高中物理(新教材)选修二课件4：1-1-磁场对通电导线的作用力 人教版

第一章安培力与洛伦兹力1磁场对通电导线的作用力新课导入电磁炮原理是什么？电场电荷磁场通电导线安培力电场力通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。麦克斯韦把安培誉为“电学中的牛顿”。这个力的方向如何判断，这个力的大小又跟哪些因素有关呢？安培（1775.1.20-1836.6.10.）法国物理学家、化学家、数学家一、安培力课堂探究在前面的学习中，我们知道通电导线在磁场中所受安培力F

的方向，与电流I、磁感应强度B

的方向都有关。我们利用如图所示的装置探究。二、安培力的方向安培力的方向：既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向垂直于磁感线和通电导线所在的平面把立体图改画成平面图表示电流方向垂直纸面向里表示电流方向垂直纸面向外F次数磁场方向电流方向安培力方向图4312向上向下垂直于纸面向外垂直于纸面向里垂直于纸面向里水平向右水平向左水平向右水平向左FFFF垂直于纸面向外安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，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磁场中所受安培力的方向。左手定则大拇指——所受安培力的方向磁感线——垂直穿入手心四指——指向电流的方向伸开左手安培力方向的判断步骤：画出图中通电导线所受力的方向FIBIBFIBBIIBB30°IFFF=0F=0画出图中通电导线所受力的方向FIBIBFIBBIIBB30°IFFF=0F=0同向电流相互吸引FF平行通电导线间是相互吸引还是相互排斥？FF反向电流相互排斥同向电流相互吸引三、安培力的大小F＝BIL当B∥I时F＝0当B和I夹角为θ时，F的大小?F的方向？当B⊥I时由

得

F=BIL匀强磁场中，通电直导线与磁场方向垂直时把磁感应强度B分解为两个分量：B2不对通电导线产生安培力，仅由B1决定安培力F=Il·Bsinθ通电直导线与磁场方向有夹角时NSI垂直分量B1=Bsinθ平行分量B2=BcosθIBθB2B1对安培力公式理解（1）导线l所处的磁场应为匀强磁场。（3）对导线长度的理解：对于弯曲的导线来说公式F=BIl中的l为导线垂直磁场方向的有效长度，即弯曲导线的有效长度l等于连接两端点的直线长度，相应电流由始端流向末端。F=Il·Bsinθ（2）F不仅与B、I、l有关，还与放置方式有关。对安培力公式理解（1）导线l所处的磁场应为匀强磁场。（3）对导线长度的理解：对于弯曲的导线来说公式F=BIl中的l为导线垂直磁场方向的有效长度，即弯曲导线的有效长度l等于连接两端点的直线长度，相应电流由始端流向末端。F=Il·Bsinθ（2）F不仅与B、I、l有关，还与放置方式有关。试指出下述各图中的安培力的大小lF=BIlF=BIl中的l为有效长度l四、磁电式电流表在实验室中，常用到一种测电流强弱和方向的电学仪器——电流表，它就是根据磁场对电流作用的安培力制成的。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。

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。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动。

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。（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。2.电流表的工作原理（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。3.电流表的特点（1）灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；（2）电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；（3）电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，猜想一下你会看到什么现象。+——+IFF备用工具&资料3.电流表的特点（1）灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；（2）电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；（3）电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。

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。电场电荷磁场通电导线安培力电场力通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。麦克斯韦把安培誉为“电学中的牛顿”。这个力的方向如何判断，这个力的大小又跟哪些因素有关呢？安培（1775.1.20-1836.6.10.）法国物理学家、化学家、数学家一、安培力课堂探究把立体图改画成平面图表示电流方向垂直纸面向里表示电流方向垂直纸面向外F次数磁场方向电流方向安培力方向图4312向上向下垂直于纸面