通电导线在磁场中受力

1、3.4磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力瑞金第一中学 陈荣华一、知识回顾一、知识回顾ILFB 如何描述磁场强弱？如何描述磁场强弱？(P84)(IB 安德烈玛丽安培（Andr-Marie Ampre，1775-1836），法国物理学家、化学家、数学家。安培最主要的成就是18201827年对电磁作用的研究，他被麦克斯韦誉为“电学中的牛顿” 。在电磁作用方面的研究成就卓著。电流的国际单位安培即以其姓氏命名安培力方向安培力方向演示实验演示实验: :改变改变改变改变不变不变交换磁极位置交换磁极位置改变电流方向改变电流方向受力方向受力方向受力方向受力方向同时改变电流同时改变电流和磁场方向和磁场方

2、向受力方向受力方向通电导线在磁场中所受安培力通电导线在磁场中所受安培力F F的方向，的方向，与电流与电流I I、磁感应强度、磁感应强度B B的方向都有关，的方向都有关，且且F F与与B B、I I都垂直都垂直. .关于英尺的来历 正如如同英尺的英文单词意义一样，foot,简称 ft ，古英国时期因为没有国际公认的度量单位，所以人们往往使用自己的脚来测量实地的面积，久而久之，一种基于成年男子单脚的长度就被公认为英国等国家人可得标准度量衡。德国人出了一招，让最早从教堂出来的16个男子量出左脚的长度加在一起，再除以16，商就是一尺。 十三世纪初期，英国尺度紊乱，全国没有统一的标准，为全国贸易（ tr

3、ade ）往来带来了很多麻烦。仅尺度上带来的民事纠纷就使英国皇室大为苦恼，他们先后召开了 10 余次大臣会议商讨此事，商量来讨论去始终确定不下来一个统一的标准，曾在大宪章上签字的约翰王便 愤怒地（ angrily ）在地上踩了一脚，然后指着凹陷下去的脚印对大臣们庄严宣布：“ There is a foot, let it be the measure from this day forward. （这个脚印让它永远作为丈量的标准吧！）” 现在的大英博物馆中还珍藏着用膨胀系数很小的合金制成的长方形框子、空心部分即为英王御足（ The Imperial Foot ）的标准长度。因为英王穿着鞋，所以

4、，一英尺大约是三十厘米，标准长度为：30.48厘米。F、B、I方向关系BIF示意图安培力方向既与电流方向垂直又与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磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面在的平面左手定则：伸开左手伸开左手, ,使拇指与其使拇指与其余四个手指垂直余四个手指垂直, ,并且都与手掌在并且都与手掌在同一平面内同一平面内; ;让磁感应线从掌心进让磁感应线从掌心进入入, ,并使四指指向电流的方向，这并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向磁场中所受安培力的方向遵循左手定则BIF示意图再次提醒

5、：一定要使用左手！再次提醒：一定要使用左手！FIBFIBBIFB3 0FFIIBB二、安培力方向的判断二、安培力方向的判断问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用过磁场发生相互作用 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F反向电流（1 1） 在在匀强磁场匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向中，在通电直导线与磁场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 F等于磁感应强度等于磁感应强度

6、B B、电流、电流I I和导线的长度和导线的长度L L三者的乘积。三者的乘积。问题问题: :如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？即：即：（2 2）平行时：）平行时：三、安培力的大小三、安培力的大小BILF 0FIB B0o0F 90OFIBL把磁感应强度把磁感应强度B 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 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2=Bcos=Bcos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，通电导线所受作用力仅由通电导线所受作用力仅由B B1

7、 1决定决定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=ILBsinB B2 2B B1 1将将B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况三、安培力的大小三、安培力的大小公式：公式： F=ILBsinF=ILBsin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 注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场问题问题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？这时左手定则对磁感应线有何要求？概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？三、安培力的大小三、安培力的大小结论：结论：F 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2：F、B、I一定两两垂直吗？L LL LL LL L1 1、磁电式电流表的构造、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁：刻度盘、指针、