1.1磁场对通电导线的作用力 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册-1

第一章安培力与洛伦兹力

1.1磁场对通电导线的作用力历史上最早发现电流的磁效应的人物是谁？奥斯特：通电导线对小磁针有力的作用小磁针对通电导线有无力的作用？由作用力与反作用力，小磁针对通电导线有力的作用。复习引入电场电荷磁场通电导线？电场力安培力安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampèreforce），把电流的单位定为安培。那安培力的方向和大小如何去判定呢？观察思考：安培力方向与什么因素有关？演示实验(控制变量法):(1)、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。(2)、改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。实验探究猜想：磁感应强度方向、电流方向......①改变磁场方向②改变电流方向IBFIBF你能用简洁的方法表达F、B、I方向的关系？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在的平面次数磁场方向电流方向安培力方向图1向下垂直纸面向外水平向右2垂直纸面向里水平向左3向上水平向右4垂直纸面向外水平向左FFFF现象结论：安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直左手定则：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；让磁感线从掌心进入，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。BIF说明：F⊥I,F⊥B,F⊥B、I决定的平面。但B、I不一定垂直。左手定则当电流方向和磁场方向不垂直时（夹角为θ），如何判定安培力的方向呢？BFB⊥B∥I四指指向电流的方向，磁感线斜着穿入手心（或磁感线的分量垂直穿过手心），此时大拇指的方向为安培力的方向（如图所示）.BI思考与讨论1.画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向。答案

练习2.(课本第6页第2题)在图中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向FBFBBF练习FFF同向电流F反向电流平行通电直导线之间的相互作用两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用，他们之间的力是引力还是斥力？1.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，即：2.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向平行的情况下，即：BLIBIF安＝0安培力大小3.当导线(电流I，长度L)与磁场B方向不垂直时(夹角为θ)，所受安培力大小是多少？B∥B⊥分解磁感应强度B思路：变不垂直成垂直

θ安培力大小.当导线不是直导线时，此时导线受到的安培力如何计算？LLLL

公式F＝BIL中，L指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度L等于连接两端点直线段的长度.安培力大小3.(多选)如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，匀强磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I.则下列选项正确的是A.图甲中导体棒所受的安培力大小为BILB.图乙中导体棒所受的安培力大小为BILC.图丙中导体棒所受的安培力大小为D.图丁中导体棒所受的安培力大小为√√练习题图甲中，因导体棒与磁场方向平行，所以安培力为零；题图乙中，导体棒与磁场方向垂直，则安培力的大小为F1＝BIL；题图丙中，导体棒与磁场方向垂直，则安培力的大小为F2＝BIL；题图丁中，导体棒与磁场方向成60°角，则安培力的大小为F3＝BILsin60°＝

，故选B、D.4.如图所示，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，则导线abcd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3BILC.方向沿纸面向下，大小为(＋1)BILD.方向沿纸面向下，大小为3BIL√练习导线abcd在磁场中的有效长度为a点到d点之间距离，即l＝2Lsin45°＋L＝(＋1)L；根据安培力公式可得导线abcd受到的磁场的作用力的合力大小F＝BIl＝(＋1)BIL；再根据左手定则可判断F的方向为沿纸面向上，故选A.磁电式电流表1.磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁体、极靴(软铁制成)、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯(软铁制成).电磁式电流表该磁场并非匀强磁场（2）该磁场是否匀强磁场？（3）该磁场有什么特点？（1）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。在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的。电磁式电流表（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。（2）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。电磁式电流表工作原理（3）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。（4）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。线圈转动的轨迹圆上B大小处处相等，当线圈转动时B与I始终互相垂直。F=ILBθ

∝I，表盘的刻度均匀磁电式电流表的特点：(1)磁体和铁芯之间是辐向均匀分布的磁场(2)线圈平面始终与磁感线平行(3)表盘刻度均匀分布优点：灵敏度高，可以测量很弱的电流.缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱.观察思考5.如图甲是高中物理电学实验中常用的磁电式电流表的结构，其内部磁场分布和线圈中电流流向剖面示意如图乙所示.关于磁电式电流表的下列各项说法中正确的是A.当线圈在如图乙所示位置时b端受到的安

培力方向向上B.线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹

簧的形变也越大，线圈偏转的角度也越大C.电流表中的磁场是匀强磁场