磁场对通电导线的作用力用

1、知识回顾知识回顾ILFB 如何描述磁场强弱？如何描述磁场强弱？)(IB 3.4 3.4 磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力安培力安培力安培力：通电导线在磁场中受到的力安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：演示：按照右图所示进行实验。按照右图所示进行实验。1 1、改变电流方向，观察受力方向是、改变电流方向，观察受力方向是否改变。否改变。2 2、改变磁场的方向，观察受力方向、改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。是否变化。NS安培力安培力1.概念概念把通电导线在磁场中受的力称为安培力。把通电导线在磁场中受的力称为安培力。2安培力的方向安培力的方向左手定则：

2、如图所示，伸开左手，使拇指左手定则：如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指与其余四个手指_，并且都与手掌在同一个，并且都与手掌在同一个_内。让磁感线从内。让磁感线从_进入，并使四进入，并使四指指向指指向_的方向，这时的方向，这时_所指的方所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。垂直垂直平面平面掌心掌心电流电流拇指拇指BF 利用左手定则判断利用左手定则判断安培力方向的步骤安培力方向的步骤 1.1.伸出左手，使大拇伸出左手，使大拇指与其余四指垂直，指与其余四指垂直，并且都跟手掌在同一并且都跟手掌在同一平面。平面。2.2.使磁感线垂直穿过手使磁感线垂

3、直穿过手掌，四指指向电流方向。掌，四指指向电流方向。3.3.大拇指所指的方向就大拇指所指的方向就是直线电流所受安培力是直线电流所受安培力的方向。的方向。NS左手定则左手定则BBB 1. 下图中表示通电直导线在磁场中受力的情况，但下图中表示通电直导线在磁场中受力的情况，但磁感线、安培力和三个物理量的方向只标了两个，请将磁感线、安培力和三个物理量的方向只标了两个，请将第三个物理量的方向在图上标出来第三个物理量的方向在图上标出来FFFFBIBFIBFIFBBBIFBI判定以下通电导线所受安培力的方向判定以下通电导线所受安培力的方向例例1 1：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过：如图所示，两条平

4、行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用磁场发生相互作用 请使用刚学过的知识解释本实验请使用刚学过的知识解释本实验结果。结果。同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论: :FFF同向电流同向电流F反向电流反向电流例例2：在倾斜角为在倾斜角为的光滑斜面上的光滑斜面上,置一置一通有电流通有电流I,长为长为L,质质 量为量为m的导的导 体棒，体棒，如图所示如图所示,在竖直向上的磁场中静止，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度则磁感应强度B为为 _. FBNmg二、安培力的大小：二、安培力的大小： （1） 在在匀强磁场匀强磁场中，中，在通电直导线与磁场在通电直导

5、线与磁场方向方向垂直垂直的情况下，导线所受安培力的情况下，导线所受安培力F等于磁等于磁感应强度感应强度B、电流、电流I和导线的长度和导线的长度L三者的乘积。三者的乘积。 即：即： F=ILB（2 2）平行时：）平行时：F F0 0如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？二、安培力的大小：二、安培力的大小：把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2= =BcosBcos平行于导线的分量平行于导线的分量B B2 2不对通电导线产生作用力，不对通电导线产生作用力，通电导线所受

6、作用力仅由通电导线所受作用力仅由B B1 1决定。决定。即即F=ILBF=ILB1 1，将，将B B1 1= =BsinBsin代入得：代入得：F=F=ILBsinILBsinIBB2B1二、安培力的大小：二、安培力的大小： 公式：公式：F=I L B sin表示磁场方向与电流方向间的夹角表示磁场方向与电流方向间的夹角L L为有效长度。为有效长度。 适用条件：适用条件：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场特例特例问题问题1:1:若若B B与与I I不垂直时，不垂直时，F F安安与与B B和和I I方向关系可以方向关系可以概括为哪句话？概括为哪句话？结论：结论：F

7、 F一定与一定与B B垂直，一定与垂直，一定与I I垂直。但垂直。但B B与与I I不一不一定垂直。定垂直。问题问题2 2：F F、B B、I I一定两两垂直吗？一定两两垂直吗？L LL LL LL L课堂训练课堂训练8 8、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O O点，在磁铁的正点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是_。 A A静止不动静止不动 B B向纸外平动向纸外平动 C CN N极向纸外，极向纸外，S S极向纸内转动极向纸内转动

8、D DN N极向纸内，极向纸内，S S极向纸外转动极向纸外转动C课堂训练课堂训练9 9、将长度为、将长度为20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A电流的直导线电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为如图所示，已知磁感应强度为1T1T。试求。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。方向。00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直导线斜向垂直导线斜向左上方左上方BACBI1010、如图所示，直角三角形、如图所示，直角三角形ABCABC组成的导线框内组成的导线框内通有电流通

9、有电流I I1A1A，并处在方向竖直向下的匀强磁，并处在方向竖直向下的匀强磁场场B B2T2T中，中，AC=40cmAC=40cm， ，求三角形框架，求三角形框架各边所受的安培力。各边所受的安培力。课堂训练课堂训练FBC=0FAC=FAB=0.43N1111、如图所示，在磁感应强度为、如图所示，在磁感应强度为1T1T的匀强磁场中，的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m0.5m，质量为，质量为0.1kg0.1kg的金属棒的金属棒MNMN，此时弹簧伸长，此时弹簧伸长10cm10cm，欲使弹簧，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？不伸长则

10、棒上应通过的电流的大小和方向如何？MNIB2A2A，方向从，方向从MM到到N N课堂训练课堂训练三、磁电式电流表三、磁电式电流表1 1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。形铁芯（软铁制成）。最基本的是磁铁和线圈。最基本的是磁铁和线圈。铁芯、线圈和指针是铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。一个整体可以转动。问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？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电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的

11、. 所谓所谓均匀辐向分布均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线，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，都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度圈平面与磁感线之间的夹角都是零度. 该磁场该磁场并非匀强磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感圆圈上，各点的磁感 应强度应强度B的的大小是相大小是相 等等的的.2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管、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，当通

12、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，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，其簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小大小随线圈转动的角度增随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止相平衡时，线圈停止转动。转动。2 2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈、磁场对电流的作用

13、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。角度的大小，可以知道被测电流的强弱。3 3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方、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以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。向。三、磁电式电流表的特点三、磁电式电流表的特点1 1、表盘的刻度均匀，、表盘的刻度均匀，II。2 2、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。3 3、满偏电流、满偏电流IgIg，内阻，内阻RgRg反映了电流表的反映了电流表的最主要特性。最主要特性。引申引申1：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B 的最小值为的最小值为_, 方向方向_.引申引申2：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上,且对斜面无压且对斜面无压 力力, 外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B的最小值为的最小值为 _, 方向方向_.X