人教版高中物理选修3-1第三章3-4-通电导线在磁场中受到的力(课件)
第三章
磁场
栏目导引
演示1 电流的方向：垂直于纸面向外
工具
第三章
磁场
栏目导引
演示2
电流的方向：垂直于纸面向里
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第三章
磁场
栏目导引
演示3 电流的方向：垂直于纸面向里
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第三章
磁场
栏目导引
演示4 电流的方向：垂直于纸面向外
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第三章
磁场
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实验次数 磁场方向 1 向下 2
电流方向 垂直于纸面向外
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磁场
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例、如图所示，线框abcd与导线MN
放在光滑水平面上面，ab边与MN平行，
导线MN固定，请分析线框的运动情况。
M b c
a N
d
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3、通电导线在安培力作用下运动情况的判断方法
（1）基本方法：首先确定导线所在位置的磁场分布情况， 然后结合左手定则准确判断导线的受力情况，再根据力和运动 的关系确定导线的的运动情况。 （2）判断安培力作用下物体的运动情况的特殊方法 把整段导线分为多段直电流元，先用左手定则判 电流元法 断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所 受合力的方向，从而确定导线运动方向 等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效 成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立
磁场
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例2、在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一 段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a 到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将 立体图改画为平面图。
B B α α α B b
a
B α F
α
F
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2．安培力大小的计算
计算安培力大小时，要注意理解和灵活应用公式 F ＝ ILB和F＝ILBsin θ.
管电流 ) 才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁
场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是 “果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场的作 用力来说缺一不可． (4) 判断电流方向选取定则的原则：当已知磁感线的方 向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用安培定则判断电 流的方向；当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判
手心．
(3) 在具体判断安培力的方向时．初学者由于受到静电 力方向判断方法的影响，有时错误地认为安培力的方向沿着 磁场方向．为避免这种错误，同学们应该把静电力和安培力 进行比较，搞清力的方向与场的方向的关系及区别．
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磁场
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电荷在电场中某一点受到的静电力是一定的，方向与该
点的电场方向要么相同，要么相反．电流在磁场中某处受到
定的平面．所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面，
从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手 定则判断出安培力的具体方向．
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(2) 当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍 垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断 安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过
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(3)安培力公式一般用于匀强磁场，或通电导线所处区 域的B的大小和方向处处相同．如果导线各部分所处的位置 B的大小、方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线
所处的范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线受的磁
场力，然后再求合力．
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如下图所示的各图中，磁场的磁感应强度大小相同，导
线圈平面
垂直．
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当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转动，
螺旋弹簧 变形 ，反 抗线圈的 转动 ，电 流越大 ，安培力就
越大 ，螺旋弹簧的形变也就 越大 ，I与指针偏角θ
成正比，表盘刻度
均匀 ( 选 填 “ 均 匀 ” 、 “ 不 均
匀” ) ．所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大 小． 3．优、缺点：优点是 灵敏度 高，能测出很弱的电流； 缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱.
演示4：磁场方向：向上 电流方向：向外 受力方向：向左
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〔探究〕
平行通电直导线之间的相互作用 点拨：当两通电平行直导线通过的电流方向相同时，两 导线相互吸引；当两通电平行直导线通过的电流方向相反时， 两导线相互排斥．(如图所示)．
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1．为什么平行导线间同向电流相互吸引，反向电流相
受力为零．
工具第Biblioteka 章磁场栏目导引3 ．当磁感应强度 B 的方向与通电导线方向成 θ 角时， F
＝
ILBsinθ
.这是一般情况下安培力的表达式．其中Bsin
θ是B垂直于电流方向的分量． 三、磁电式电流表 1．基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的 线圈．
2．工作原理：如右图所示，磁场的方向总沿着 径向 均 匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是 相等 的，保证 B 的大小不发生变化，且安培力的方向与
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【要点突破】
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〔探究〕
导线受力的方向与磁场方向、 电流方向的关系
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磁场方向与电流方向垂直的情况
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实验次数 磁场方向 1 向下
电流方向 垂直于纸面向外
安培力的方向
2
垂直于纸面向里 3 向上 4 垂直于纸面向外
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工具
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3．磁电式电流表线圈处的磁场为何是辐射状的？
提示： 极靴和缠绕线圈的圆形铁芯都是用软铁做成的，
它们在蹄形磁铁的磁场中被磁化，就会形成均匀辐射状的磁 场，如图所示．当线圈绕O点沿虚线转动时，垂直于纸面的 两个边所在处的磁感应强度 B大小相等，但这种辐射状的磁
场并不是匀强磁场，因为各处的方向并不相同．
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（2）磁场对电流的作用力与电流成正比，因 而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越 大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据 指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的 强弱。 表盘的刻度均匀，θ∝I
（3）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力 的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变 化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测 电流的方向。
的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
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4．安培力的特点 与电流方向、磁感应强度的方向都 F 垂直 于B和I决定的平面． 二、安培力的大小 1．当长为L的导线，垂直于磁场B放置，通过的电流为I 时，F＝ ILB ，此时电流受力最大． 垂直 ，即安培力
2．当磁感应强度B的方向与通电导线 平行 时 ， 导 线
［问题］该磁场是否匀强磁场？ 该磁场并非匀强磁场 ［问题］该磁场的特点？ 在以铁芯为中心的圆圈上， 各点的磁感应强度B的大小是相等的.
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2、电流表的工作原理
（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不 管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行， 当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培 力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺 旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小 随线圈转动的角度增大而 增大，当这种阻碍力矩和 安培力产生的使线圈转动 的力矩相平衡时，线圈停 止转动。
断电流的方向．
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磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁 铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱 形铁芯（软铁制成）。
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
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第三章 磁场
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［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通 过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感 线之间的夹角都是零度.
个量中的两个的方向，试标出第三个量的方向．(注：一般 用“⊗”表示电流垂直纸面向里，用“⊙”表示电流垂直纸 面向外．)
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解析：
对本题的三个通电直导线，均适用左手定则，
在这三种情况下均让磁感线垂直穿过手掌心，可得出电流I， 磁感应强度B、安培力三者的方向如图所示． 答案：
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4.通电导线在磁场中受到的力
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【自主学习】
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【基础导学】
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一、安培力的方向
1．安培力：通电导线在 磁场 中受的力． 2．决定安培力方向的因素： (1) 磁场 方向； (2) 电流 方向． 3 ．左手定则：如右图所示，伸开左手，使拇指与其余 四个手指垂直，并且拇指与手掌在同一平面内．让磁感线从 掌心 进入并使四指指向 电流的方向 ，这时拇指所指
(1)公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时，
F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0.
弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如
下图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．
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(2)当磁场和电流成θ角时，如下图所示．
将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcos θ， 而B∥对电流是没有作用的． F＝B⊥IL＝BILsin θ，即F＝BILsin θ.
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人教版物理选修3-1第三章第四节 通电导线在磁场中受到的力 课件 (共23张PPT)
铁芯、线圈和指针是
一个整体可以转动。
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线 都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线 圈平面与磁感线之间的夹角都是零度. 该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
F、B、I方向关系
示意图
F
B I
安培力方向既与电流方向垂直 又与磁场方向垂直，即垂直于电流 和磁场所在的平面
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
B
I
I
判定以下通电导线所受安培力的方向
B F I
F B
I B
I
I
30°
F
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
B
F
（2）桌面对磁铁的支持 变小 力_______
（3）桌面对磁铁的摩擦 无 力________( 有,无).
做一做
例、两条导线AB和CD互相垂直，AB固定， CD可自由活动，两者相隔一小段距离， 当两条导线分别通以图示方向的电流时， 垂直纸面向里看导线CD将（ ） A．顺时针方向转动，同时靠近AB B．逆时针方向转动，同时靠近AB C．顺时外方向转动， 同时远离AB D．逆时针方向转动， 同时远离AB B
图 3－ 4－ 5
例.如图所示直角三角形abc组成的导线 框内通有电流I＝1A，处在方向竖直向下 o 的匀强磁场B＝2T中, ac=40cm， a 30 ， 求三角形框架各边所受的安培力。
c
Fbc 0 N
Fab Fac 0.69 N
b I a
B
三、磁电式电流表
物理选修3-1人教版 3.4通电导线在磁场中受到的力 (共21张PPT)[优秀课件资料]
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以胜利，也可以失败，但你不能屈服。越是看起来极简单的人，越是内心极丰盛的人。盆景秀木正因为被人溺爱，才破灭了成为栋梁之材的梦。
树苗如果因为怕痛而拒绝修剪，那就永远不会成材。生活的激流已经涌现到万丈峭壁，只要再前进一步，就会变成壮丽的瀑布。生命很残酷，用悲伤让你了解 什么叫幸福，用噪音教会你如何欣赏寂静，用弯路提醒你前方还有坦途。山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌通过云端的道路，只亲吻攀登者的足 迹。敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。骄傲，是断了引线的风筝，稍纵即逝；自卑，是剪了双翼的飞鸟，难上青天。这两者都是成才的大向你的美好 的希冀和追求撒开网吧，九百九十九次落空了，还有一千次呢。只有创造，才是真正的享受，只有拼搏，才是充实的生活。激流勇进者方能领略江河源头的奇 观胜景忙于采集的蜜蜂，无暇在人前高谈阔论有一个人任何时候都不会背弃你，这个人就是你自己。谁不虚伪，谁不善变，谁都不是谁的谁。又何必把一些人， 一些事看的那么重要。有一种女人像贝壳一样，外面很硬，内在其实很软。心里有一颗美丽的珍珠，却从来不轻易让人看见。人生没有绝对的公平，而是相对 公平。在一个天平上，你得到越多，势必要承受更多，每一个看似低的起点，都是通往更高峰的必经之路。你要学会捂上自己的耳朵，不去听那些熙熙攘攘的 声音；这个世界上没有不苦逼的人，真正能治愈自己的，只有你自己。时间会告诉你一切真相。有些事情，要等到你渐渐清醒了，才明白它是个错误；有些东 西，要等到你真正放下了，才知道它的沉重。时间并不会真的帮我们解决什么问题，它只是把原来怎么也想不通的问题，变得不再重要了。 生活不是让你用来 妥协的。你退缩得越多，那么可以让你喘息的空间也就是越少。胸怀临云志，莫负少年时唯有行动才能解除所有的不安。明天的希望，让我们忘记昨天的痛！ 如果你不努力争取你想要的，那你永远都不会拥有它。过去属于死神，未来属于你自己其实每一条都通往阳光的大道，都充满坎坷。所有的胜利，与征服自己 的胜利比起来，都是微不足道。我已经看见，多年后的自己。自信！开朗！豁达！努力的目的在于让妈妈给自己买东西时像给我买东西一样干脆。被人羞辱的 时候，翻脸不如翻身，生气不如争气。成长道路谁都会受伤，我们才刚刚起航，必须学会坚强。每个人都是自己命运的建筑师。在成长的过程中，我学会了坚
树苗如果因为怕痛而拒绝修剪，那就永远不会成材。生活的激流已经涌现到万丈峭壁，只要再前进一步，就会变成壮丽的瀑布。生命很残酷，用悲伤让你了解 什么叫幸福，用噪音教会你如何欣赏寂静，用弯路提醒你前方还有坦途。山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌通过云端的道路，只亲吻攀登者的足 迹。敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。骄傲，是断了引线的风筝，稍纵即逝；自卑，是剪了双翼的飞鸟，难上青天。这两者都是成才的大向你的美好 的希冀和追求撒开网吧，九百九十九次落空了，还有一千次呢。只有创造，才是真正的享受，只有拼搏，才是充实的生活。激流勇进者方能领略江河源头的奇 观胜景忙于采集的蜜蜂，无暇在人前高谈阔论有一个人任何时候都不会背弃你，这个人就是你自己。谁不虚伪，谁不善变，谁都不是谁的谁。又何必把一些人， 一些事看的那么重要。有一种女人像贝壳一样，外面很硬，内在其实很软。心里有一颗美丽的珍珠，却从来不轻易让人看见。人生没有绝对的公平，而是相对 公平。在一个天平上，你得到越多，势必要承受更多，每一个看似低的起点，都是通往更高峰的必经之路。你要学会捂上自己的耳朵，不去听那些熙熙攘攘的 声音；这个世界上没有不苦逼的人，真正能治愈自己的，只有你自己。时间会告诉你一切真相。有些事情，要等到你渐渐清醒了，才明白它是个错误；有些东 西，要等到你真正放下了，才知道它的沉重。时间并不会真的帮我们解决什么问题，它只是把原来怎么也想不通的问题，变得不再重要了。 生活不是让你用来 妥协的。你退缩得越多，那么可以让你喘息的空间也就是越少。胸怀临云志，莫负少年时唯有行动才能解除所有的不安。明天的希望，让我们忘记昨天的痛！ 如果你不努力争取你想要的，那你永远都不会拥有它。过去属于死神，未来属于你自己其实每一条都通往阳光的大道，都充满坎坷。所有的胜利，与征服自己 的胜利比起来，都是微不足道。我已经看见，多年后的自己。自信！开朗！豁达！努力的目的在于让妈妈给自己买东西时像给我买东西一样干脆。被人羞辱的 时候，翻脸不如翻身，生气不如争气。成长道路谁都会受伤，我们才刚刚起航，必须学会坚强。每个人都是自己命运的建筑师。在成长的过程中，我学会了坚
人教版高中物理选修3-1 3.4 通电导线在磁场中受到的力(共23张PPT)
第四节 磁场对通电导线的作用力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
演示实验：按照图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁极的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的向
F
B I
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的 方 向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 (
)C （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0;
（C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0.
解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：
由左手定则，磁场力F方向如图:
F
由牛顿第三定律，
B
磁铁受到等大反向的力F
I
对磁铁进行受力分析：
可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
S
N
F
3 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方 固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即
与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比 较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( ) C （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右.
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
AC
6 两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，
其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流
按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ ）D
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
演示实验：按照图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁极的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的向
F
B I
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的 方 向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 (
)C （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0;
（C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0.
解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：
由左手定则，磁场力F方向如图:
F
由牛顿第三定律，
B
磁铁受到等大反向的力F
I
对磁铁进行受力分析：
可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
S
N
F
3 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方 固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即
与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比 较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( ) C （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右.
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
AC
6 两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，
其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流
按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ ）D
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
人教版高中物理选修3-1第三章3.4通电导线在磁场中受到的力课件(共10张PPT)
6
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
7
B1
B2
F = sinθ
8
【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m， 与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处 在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电 动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则 电阻R应为多少？(其他电阻不计)
10
【答案】由左手定则作答。
F
F
×F
F
【总结1】安培力的方向永远与导线垂直，但磁场和导线
不一定垂直。
4
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【总结2】安培力的方向永远与导线垂直。
5
规律总结1： 安培力总是垂直于磁感线和通电导线所在 的平面，即F⊥B，F ⊥ I,但B与I不一定垂 直（与电场力和场强方向有区别）。 平行通电导线之间的相互作用 规律总结2：同向电流相互吸引，异向电流 相互排斥。
【答案】R=0.2Ω
9
三. 磁电式电表
极靴与圆柱体间 磁场都沿半径方 向，线圈无论转 到什么位置，它 的平面都跟磁感 线平行
1、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大， 所以性格线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
2、线圈中的电流方向改变时，安培力的方向也随着改变， 指针的方向也随着改变，所以根据指针的偏转方向，可以知 道被测电流的方向。
第三章 磁场
3.4磁场对通电导线 的作用力
物理 选修3-11
温故知新
1、电流元在物理学中，把很短一段通电导
线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
7
B1
B2
F = sinθ
8
【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m， 与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处 在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电 动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则 电阻R应为多少？(其他电阻不计)
10
【答案】由左手定则作答。
F
F
×F
F
【总结1】安培力的方向永远与导线垂直，但磁场和导线
不一定垂直。
4
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【总结2】安培力的方向永远与导线垂直。
5
规律总结1： 安培力总是垂直于磁感线和通电导线所在 的平面，即F⊥B，F ⊥ I,但B与I不一定垂 直（与电场力和场强方向有区别）。 平行通电导线之间的相互作用 规律总结2：同向电流相互吸引，异向电流 相互排斥。
【答案】R=0.2Ω
9
三. 磁电式电表
极靴与圆柱体间 磁场都沿半径方 向，线圈无论转 到什么位置，它 的平面都跟磁感 线平行
1、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大， 所以性格线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
2、线圈中的电流方向改变时，安培力的方向也随着改变， 指针的方向也随着改变，所以根据指针的偏转方向，可以知 道被测电流的方向。
第三章 磁场
3.4磁场对通电导线 的作用力
物理 选修3-11
温故知新
1、电流元在物理学中，把很短一段通电导
线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流
人教版高中物理选修3-1 第3章第4节 通电导线在磁场中受到的力(课件) (共24张PPT)
势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培
力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场 的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
【典型例题】某同学画的表示磁场B、电流 I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是 （ ）
【答案】D
★重难点二：安培力的大小★
安培力的大小 1．当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与 磁感线垂直时，所受的安培力最大：F＝BIL. 2．当B与I成θ 角时，安培力的大小F＝
3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与磁场、电 场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电 场力的方向与电场的方向平行。
【特别提醒】
(1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所 决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直． (2)若已知B、I方向，F方向唯一确定，但若已 知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯一． (3)判断电流的磁场方向用安培定则，确定通 电导体在磁场中的受力方向用左手定则．
5．通电平行直线电流间的作用情况 (1)两平行电流间同向电流相互吸引，异向 电流相互排斥． (2)两非平行直线电流有转到互相平行且电 流方向相同的趋势．
6．安培力方向与电场力方向的比较
力 内容 项目 电场力 安培力
研究对象
受力特点
点电荷
正电荷受力方向，与 电场方向相同，沿电 场线切线方向，与负 电荷受力方向相反 结合电场方向和电荷 的正、负判断
4．磁场中通电导线的等效长度 (1)公式F＝IBL中的L对弯曲长度来说指的是 “等效长度”． 弯曲通电导线的有效长度L等于连接曲线两端 点直线的长度，相应的电流沿L的始端流向末端，如 图甲所示．
(2)任意闭合通电导线的有效长度为零，所 受安培力(即各电流元所受安培力的合力)为零， 如图乙所示．
人教版选修3-1 第三章 第四节 通电导线在磁场中受到的力 (共21张PPT)
B I
无安培力 B FI
BI
30 F
°
B
I
垂直BI面向外
B
F I
I B
垂直BI面向里
6
三、安培力的方向
影响因素： 电流方向 磁场方向
掌法 （1）伸开左手，使大拇指与四指
垂直，并且在同一个平面内；
左手定则
指法
（2）让磁感线从掌心进入，并使 四指指向电流的方向；
结论
（3）大拇指所指的方向就是通电导 线在磁场场中所受安培力的方向。
磁 电 式 电 流 表
10
电风扇
11
各种类型数控机床
12
13
14
15
有轨电车
16
各种机器人
17
中国电磁炮
18
如此丰富多彩的电动世界因为
有安培力的作用
19
一、安培力的定义
磁场对通电导线的作用力称为安培力
二、安培力的大小：
F=I L B sinθ
三、安培力的方向 左手定则
四、安培力的应用 电动机
B与I可以不垂直，但安培力F的方向既垂直于磁场B方向， 又垂直于电流方向，安培力垂直于电流与磁场所在平面
7
问题：如图所示，两条平行的通电直导线之 间会不会通过磁场发生相互作用呢?
? 电流方向相同时，相互吸引; 电流方向相反时，相互排斥。
8
分析：
F
I
I
F
电流方向相同
电流方向相反
FI
F I
9
四、安培力的应用
20
人教版选修3-1第三章第四节
通电导线在磁场中受到的力
1
一、安培力的定义
磁场对通电导线的作用力 称为安培力
无安培力 B FI
BI
30 F
°
B
I
垂直BI面向外
B
F I
I B
垂直BI面向里
6
三、安培力的方向
影响因素： 电流方向 磁场方向
掌法 （1）伸开左手，使大拇指与四指
垂直，并且在同一个平面内；
左手定则
指法
（2）让磁感线从掌心进入，并使 四指指向电流的方向；
结论
（3）大拇指所指的方向就是通电导 线在磁场场中所受安培力的方向。
磁 电 式 电 流 表
10
电风扇
11
各种类型数控机床
12
13
14
15
有轨电车
16
各种机器人
17
中国电磁炮
18
如此丰富多彩的电动世界因为
有安培力的作用
19
一、安培力的定义
磁场对通电导线的作用力称为安培力
二、安培力的大小：
F=I L B sinθ
三、安培力的方向 左手定则
四、安培力的应用 电动机
B与I可以不垂直，但安培力F的方向既垂直于磁场B方向， 又垂直于电流方向，安培力垂直于电流与磁场所在平面
7
问题：如图所示，两条平行的通电直导线之 间会不会通过磁场发生相互作用呢?
? 电流方向相同时，相互吸引; 电流方向相反时，相互排斥。
8
分析：
F
I
I
F
电流方向相同
电流方向相反
FI
F I
9
四、安培力的应用
20
人教版选修3-1第三章第四节
通电导线在磁场中受到的力
1
一、安培力的定义
磁场对通电导线的作用力 称为安培力
高中物理人教版课件选修3-1 3.4通电导线在磁场中受到的力
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课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
4．安培力的特点 垂直 ，即安培力F______ 垂直 于 与电流方向、磁感应强度的方向都_____
B和I所决定的平面。
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二、安培力的大小及磁电式仪表
1.安培力的大小 (1)当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为： ILB 。 F=____ (2)当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线所受安培 0。 力F=__ (3)当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时， ILBsinθ 。θ为B与I的夹角。 F=_________
基本原理。
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重点：1.正确应用左手定则判断安培力的方向。 2.匀强磁场中安培力大小的计算。 难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
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一、安培力的方向 1．安培力
通电导线 在磁场中受的力。 _________
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【误区警示】对于安培力、电流方向和磁场方向的空间关系， 学生常常误认为三者两两垂直，教师要向学生明确安培力的方
向一定与电流、磁场方向都垂直，但电流方向与磁场方向可以
成任意角度。
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3.当通电导线与磁场不垂直时，如何判断安培力方向? 【思路分析】当通电导线和磁场不垂直时 安培力方向的判断是一难点，这里教师可
2．决定安培力方向的因素 电流 方向。 (1)_____ 磁感应强度 方向。 (2)___________
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4．安培力的特点 垂直 ，即安培力F______ 垂直 于 与电流方向、磁感应强度的方向都_____
B和I所决定的平面。
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二、安培力的大小及磁电式仪表
1.安培力的大小 (1)当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为： ILB 。 F=____ (2)当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线所受安培 0。 力F=__ (3)当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时， ILBsinθ 。θ为B与I的夹角。 F=_________
基本原理。
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重点：1.正确应用左手定则判断安培力的方向。 2.匀强磁场中安培力大小的计算。 难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
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一、安培力的方向 1．安培力
通电导线 在磁场中受的力。 _________
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【误区警示】对于安培力、电流方向和磁场方向的空间关系， 学生常常误认为三者两两垂直，教师要向学生明确安培力的方
向一定与电流、磁场方向都垂直，但电流方向与磁场方向可以
成任意角度。
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3.当通电导线与磁场不垂直时，如何判断安培力方向? 【思路分析】当通电导线和磁场不垂直时 安培力方向的判断是一难点，这里教师可
2．决定安培力方向的因素 电流 方向。 (1)_____ 磁感应强度 方向。 (2)___________
3.4 通电导线在磁场中受到的力—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
在下图中，标出了磁场的方向、通
电直导线中电流I的方向，以及通电直 导线所受安培力F的方向，其中正确的 是 ( C)
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中
ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电
B 流后，cd导线将（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
a
B.逆时针方向转动，同时离开ab c
d
【问题2】
为什么会出现这样的情况 呢？ 作图分析电流的方向相同时 导线的受力情况.
【引入】
研究完安培力的方向，接下来 我们来研究安培力的大小. 通过本章第2节课的学习，我们已 经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，
所通电流为I时，它在磁场中受到的安培 力F＝ILB.
【问题1】当磁感应强度B的方向 与导线平行时，导线所受安培力多 大？
THANK YOU
感
谢
您
的
聆
听
重点：安培力的方向和大小的 计算，左手定则.
难点：安培力、电流、磁感 应强度三者方向的空间关系.
【问题1】安培力的方向与哪些因素有 关？
【演示1】按照教材第81页图3.1-3所示进行 实验.
1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向， 观察受力方向是否改变.
2.改变导线中电流的方向，观察受力方向是 否改变.
C.顺时针方向转动，同时离开ab
b
பைடு நூலகம்
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是
( A)
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场 方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流 方向垂直
人教版高中物理选修3-1：第三章 3.4通电导线在磁场中受到的力 课件1
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管 等效法 可以等效成条形磁铁或多个环形电流， 反过来等效也成立。等效后再确定相互 作用情况 两平行直线电流在相互作用过程中，无 转动趋势，同向电流互相吸引，异向电 结论法 流互相排斥；两不平行的直线电流相互 作用时，有转到平行且电流方向相同的 趋势
定性分析磁体在电流磁场作用 下如何运动或运动趋势的问 转换研 题，可先分析电流在磁体磁场 究 中所受的安培力，然后由牛顿
对象法 第三定律，确定磁体所受电流 磁场的作用力，从而确定磁体 所受合力及运动方向。
检
1 、在垂直纸面向里的匀强磁场 B 中，有一个垂直 磁感线的环形线圈，通有顺时针电流I，如图所示， 则下列叙述中正确的是（ ） AD A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
第三章：磁场
§3.4 磁场对通电导线的作用力
导
1.掌握用左手定则确定安培力的方向 2.掌握安培力的计算公式及求解方法。
思
安培力
1.概念：把通电导线在磁场中受的力称为安培力。 2．安培力的方向 左手定则：如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手
垂直 ， 平面 内。 掌心 指______ 并且都与手掌在同一个_____ 让磁感线从_____ 拇指 所指的方向 电流 的方向，这时______ 进入，并使四指指向______
安培力的大小
1、大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导 线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长 度成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L 的乘积成正比。 2、公式：F=BIL 条件：I⊥B，且为匀强磁场，此 时电流所受的安培力最大 3、实验表明，当导线方向与磁场方向一致时(即 I∥B)，电流所受的安培力最小，等于零； 当导线方向与磁场方向 斜交时，所受安培力介于最 大值和最小值之间： F安=BILsinθ
人教版高二物理选修3-1第三章 3.4通电导线在磁场中受到的力(14张PPT)
大静摩擦力为fm=0.6N，磁场方向垂直轨道所在平面，
B=0.8T。金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计。欲
使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的电阻的取值范围 多大？（g取10m/s2）
2.5欧到11.5欧
三、安培力作用下物体运动方向的判断方法
方法一、电流元分析法
SN
根据中心对称性：线圈所受安培力的 合力水平向左故线圈向磁铁运动。
斜面上。
(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？
(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小
和方向。
变式2.如图所示，在倾角为30°的斜面上，放置两条宽
L=0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在 导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab， 电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，金属杆与导轨间最
B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流大的加速度大
D.彼此背向运动，电流大的加速度大
2、 两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其
中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电
D 流后，cd导线将（
）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
3.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的
竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定
电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置
对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜
C 面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是
（
）
A．FN增大，Ff减小 B．FN减小，Ff增大 C．FN与Ff都增大 D．FN与Ff都减小
B=0.8T。金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计。欲
使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的电阻的取值范围 多大？（g取10m/s2）
2.5欧到11.5欧
三、安培力作用下物体运动方向的判断方法
方法一、电流元分析法
SN
根据中心对称性：线圈所受安培力的 合力水平向左故线圈向磁铁运动。
斜面上。
(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？
(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小
和方向。
变式2.如图所示，在倾角为30°的斜面上，放置两条宽
L=0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在 导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab， 电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，金属杆与导轨间最
B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流大的加速度大
D.彼此背向运动，电流大的加速度大
2、 两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其
中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电
D 流后，cd导线将（
）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
3.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的
竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定
电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置
对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜
C 面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是
（
）
A．FN增大，Ff减小 B．FN减小，Ff增大 C．FN与Ff都增大 D．FN与Ff都减小