通电导线在磁场中受到的力课件

通电导线在磁场中受到的力课件1第4讲通电导线在磁场中受到的力目标定位1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.2.理解并熟练应用安培力的计算公式F＝ILBsinθ.3.了解磁电式电流表的构造及原理.第4讲通电导线在磁场中受到的力目标定位21预习导学梳理·识记·点拨2课堂讲义理解·深化·探究3对点练习巩固·应用·反馈1预习导学梳理·识记·点拨2课堂讲义3预习导学 梳理·识记·点拨一、安培力的方向1.安培力：通电导线在

中受的力.2.决定安培力方向的因素(1)

方向；(2)

方向.磁场磁场电流预习导学 梳理·识记·点拨一、43.左手定则：如图1所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从

进入并使四指指向______

，这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.4.安培力的特点：F⊥I，F⊥B，即F垂直于

决定的平面.图1掌心电流的方向B和I3.左手定则：如图1所示，伸开左手，使拇指与图1掌心电流的方5想一想当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？答案

当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，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.想一想当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力6二、安培力的大小同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图2所示.1.如图甲，I⊥B，此时安培力最大，F＝

.2.如图乙，I∥B，此时安培力最小，F＝

.3.如图丙，当I与B成θ角时，可以把磁感应强度B分解，如图丁所示.此时F＝

，这是一般情况下安培力的表达式.图2BIL0BILsinθ二、安培力的大小图2BIL0BILsinθ7想一想通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作用是否可以判定该处无磁场呢？答案

当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此也可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场.想一想通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作8三、磁电式电流表1.原理：通电线圈在磁场中受到

作用而发生偏转.线圈偏转的角度越大，被测电流就_____.根据线圈

，可以知道被测电流的方向.2.构造：

、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.安培力越大偏转的方向磁铁三、磁电式电流表安培力越大偏转的方向磁铁93.特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿

方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.使线圈平面都与磁场方向

，使表盘刻度均匀，如图3所示.4.优点：灵敏度高，可以测出

的电流.缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.图3半径平行很弱3.特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，图3半径平行很10想一想用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力作用？答案

与磁感线平行的两个边不受安培力作用.想一想用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到11课堂讲义 理解·深化·探究一、安培力的方向1.安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面.2.当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍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，而是斜穿过手心.温馨提示

F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直.课堂讲义 理解·深化·探12例1

画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.例1画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.13解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则.答案

如图所示解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，14二、对安培力F＝ILBsinθ的理解1.安培力大小的计算公式F＝ILBsinθ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角.(1)当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝ILB.(2)当θ＝0°，即B与I平行时，F＝0.二、对安培力F＝ILBsinθ的理解152.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.图42.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点16例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方17解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BILcosθ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误.答案

A解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上18例3如图5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()A.方向沿纸面向上，大小为(＋1)BILB.方向沿纸面向上，大小为(－1)BILC.方向沿纸面向下，大小为(＋1)BILD.方向沿纸面向下，大小为(－1)BIL图5例3如图5所示，一段导线abcd位于磁图519答案

A答案A20三、安培力作用下的物体平衡在实际分析中，安培力、电流方向以及磁场方向构成一个空间直角坐标系，在空间判断安培力的方向有很大的难度，所以在判断一些复杂的安培力方向时都会选择画侧视图的方法，这样就可以把难以理解的空间作图转化成易于理解的平面作图.三、安培力作用下的物体平衡21例4如图6所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导轨上放一质量为m＝0.3kg的金属棒ab，通以从b→a，I＝3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨压力的大小.(g＝10m/s2)图6例4如图6所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有22答案

(1)1.73T(2)6N答案(1)1.73T(2)6N23借题发挥有些同学在处理此类问题时常常感到比较困难，原因是空间观念不强，对磁场方向、电流方向、安培力方向的关系分辨不清，这时可由立体图画出正视图、侧视图或俯视图，则三者之间的关系就一目了然了.例如本题画出侧视图，不但磁感应强度、电流和安培力三者方向关系确定了，安培力、重力和支持力的关系也清楚了.借题发挥24对点练习巩固·应用·反馈安培力的方向1.如图7所示，其中A、B图已知电流方向及其所受安培力的方向，试判断并在图中标出磁场方向.C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出.答案

A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里.(图略)图7对点练习25安培力的大小2.如图8所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力的大小.图8答案

A.ILBcosαB.ILB

C.ILBD.2BIRE.0安培力的大小图8答案A.ILBcosαB.ILBC.26安培力作用下的物体平衡3.如图9所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上.当回路中通过电流时，金属杆正好能静止.求：电流的大小为多大？

磁感应强度的方向如何？图9安培力作用下的物体平衡图927解析在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系.因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直轨道面向上.大小满足BIL＝mgsinα，解析在解这类题时必须画出截面图，只有在28通电导线在磁场中受到的力课件29通电导线在磁场中受到的力课件30第4讲通电导线在磁场中受到的力目标定位1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.2.理解并熟练应用安培力的计算公式F＝ILBsinθ.3.了解磁电式电流表的构造及原理.第4讲通电导线在磁场中受到的力目标定位311预习导学梳理·识记·点拨2课堂讲义理解·深化·探究3对点练习巩固·应用·反馈1预习导学梳理·识记·点拨2课堂讲义32预习导学 梳理·识记·点拨一、安培力的方向1.安培力：通电导线在

中受的力.2.决定安培力方向的因素(1)

方向；(2)

方向.磁场磁场电流预习导学 梳理·识记·点拨一、333.左手定则：如图1所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从

进入并使四指指向______

，这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.4.安培力的特点：F⊥I，F⊥B，即F垂直于

决定的平面.图1掌心电流的方向B和I3.左手定则：如图1所示，伸开左手，使拇指与图1掌心电流的方34想一想当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？答案

当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，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.想一想当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力35二、安培力的大小同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图2所示.1.如图甲，I⊥B，此时安培力最大，F＝

.2.如图乙，I∥B，此时安培力最小，F＝

.3.如图丙，当I与B成θ角时，可以把磁感应强度B分解，如图丁所示.此时F＝

，这是一般情况下安培力的表达式.图2BIL0BILsinθ二、安培力的大小图2BIL0BILsinθ36想一想通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作用是否可以判定该处无磁场呢？答案

当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此也可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场.想一想通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作37三、磁电式电流表1.原理：通电线圈在磁场中受到

作用而发生偏转.线圈偏转的角度越大，被测电流就_____.根据线圈

，可以知道被测电流的方向.2.构造：

、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.安培力越大偏转的方向磁铁三、磁电式电流表安培力越大偏转的方向磁铁383.特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿

方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.使线圈平面都与磁场方向

，使表盘刻度均匀，如图3所示.4.优点：灵敏度高，可以测出

的电流.缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.图3半径平行很弱3.特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，图3半径平行很39想一想用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力作用？答案

与磁感线平行的两个边不受安培力作用.想一想用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到40课堂讲义 理解·深化·探究一、安培力的方向1.安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面.2.当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍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，而是斜穿过手心.温馨提示

F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直.课堂讲义 理解·深化·探41例1

画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.例1画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.42解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则.答案

如图所示解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，43二、对安培力F＝ILBsinθ的理解1.安培力大小的计算公式F＝ILBsinθ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角.(1)当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝ILB.(2)当θ＝0°，即B与I平行时，F＝0.二、对安培力F＝ILBsinθ的理解442.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.图42.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点45例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方46解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BILcosθ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误.答案

A解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上47例3如图5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()A.方向沿纸面向上，大小为(＋1)BILB.方向沿纸面向上，大小为(－1)BILC.方向沿纸面向下，大小为(＋1)BILD.方向沿纸面向下，大小为(－1)BIL图5例3如图5所示，一段导线abcd位于磁图548答案

A答案A49三、安培力作用下的物体平衡在实际分析中，安培力、电流方向以及磁场方向构成一个空间直角坐标系，在空间判断安培力的方向有很大的难度，所以在判断一些复杂的安培力方向时都会选择画侧视图的方法，这样就可以把难以理解的空间作图转化成易于理解的平面作图.三、安培力作用下的物体平衡50例4如图6所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导轨上放一质量为m＝0.3kg的金属棒ab，通以从b→a，I＝3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨压力的大小.(g＝10m/s2)图6例4如图6所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有51答案

(1)1.73T(2)6N答案(1)1.73T(2)6N52借题发挥有些同学在处理此类问题时常常感到比较困难，原因是空间观念不强，对磁场方向、电流方向、安培力方向的关系分辨不清，这时可由立体