磁场对通电导线的作用—安培力

1、3.2 磁场对通电导线的作用磁场对通电导线的作用安培力安培力1.1.概念：概念：磁场对通磁场对通电导线的作用力称为安培力电导线的作用力称为安培力. .2.2.实验探究：安培力的大小和方向实验探究：安培力的大小和方向BILF 3.3.公式：公式：牛（N）特斯拉（T） 安培（A） 米（m）N/（Am）4 4、安培力的方向、安培力的方向 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下 a.与磁场方向有关 b.与电流方向有关方向:用左手定则判断 伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向。 通电导线

2、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，总是垂直于磁感线总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面和通电导线所在的平面，且且F F与与B B、I I都垂直，都垂直，但但B与与I不一定垂不一定垂直直。 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通问题：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。在什么情况下两条导线相互吸引，过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。做出预测，然后用实验检验你的预测。?结论：结论：电流方向相同时

3、，将会吸引电流方向相同时，将会吸引; ;电流方向相反时，将会排斥。电流方向相反时，将会排斥。5.5.通电导线之间通过磁场发生相互作用通电导线之间通过磁场发生相互作用NSFFB判断下图中通电导线受力的方向判断下图中通电导线受力的方向（FIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB画出图中第三个量的方向。画出图中第三个量的方向。B1B26.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角时，角时，（1 1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力下，导线所受安培力F F等于磁感应强度等于磁感应强度B、电流、电流I和导线的长和导线的长度度

4、L三者的乘积。三者的乘积。 即：即： F=BIL（2 2）平行时：）平行时： F0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？7 7、安培力的大小、安培力的大小B BIIB B分析：把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行 B2=Bcos即F=ILB1，将B1=Bsin代入得，F=ILBsinB B2 2B B1 1（3）通电直导线与磁场方向不垂直的情况 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定8.8.对公式对公式F=ILB F=ILB sinsin的理解的理解（1）表示磁场方向与电流方向间的夹角（2

5、）只适用匀强磁场（3）F F不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关（4）L是有效长度，不一定是导线实际长度二二、电动机电动机安培力安培力的重要应用的重要应用1.直流电动机工作原理三、磁电式电流表三、磁电式电流表1 1. .电流表的构造电流表的构造 如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。发展发展空间空间 （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）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不

6、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，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。动的力矩相平衡时，线圈停止转动。2 2. .电流表的工

7、作原理电流表的工作原理（2）磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的）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。知道被测电流的强弱。（3）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也）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。的偏转方向，可以知道被

8、测电流的方向。 由于磁场对电流的作用力跟电流成由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。度是均匀的。例例2. 2.长度为长度为20cm20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为流的强度为1A1A，受到磁场作用力的大小为，受到磁场作用力的大小为2N2N，则，则磁感应强度磁感应强度B B：（：（ ）A A、B B10T B10T B、B10TB10TC C、B10T DB10T D、不能确定、不能确定B例例3：在倾斜角为：在倾斜角为的光滑斜面上的光滑斜面上,置一通有电流置一通有电流I,长长为为L,质量为质量为m的导体棒，如图所示的导体棒，如图所示,在竖