磁场对通电导线的作用力+高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

磁场对通电导线的

作用力“简易电动机”表明磁场对通电导线有力的作用磁场对通电导线的

作用力

——安培力探究安培力的方向与哪些因素有关导线中电流的方向

一、安培力方向的探究磁极的位置

“简易电动机”探究序号1234观察记录受力方向一、安培力的方向探究安培力的方向与哪些因素有关NSINSNSIFBIFBIFBNSIBFB⊥I安培力方向与电流方向、磁场方向都垂直。研究安培力的问题要涉及三维空间结论一、安培力方向的探究左手定则伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；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。磁感线四指大拇指穿过手心电流方向安培力方向一、安培力方向的探究一、安培力方向的探究IBIBIBIBFFFF————探究安培力的定量表达式二、安培力大小的探究电流I导线长度L磁感应强度BB与I夹角电子天平工作线圈励磁部分安培力测量部分一组正对的亥姆霍兹线圈，用可调可读电源为其供电，用精度为0.1mA的数字电表显示励磁电流的大小。根据毕奥萨法尔定律知，磁感应强度的大小与励磁电流大小成正比，故可用励磁电流IB的大小代表磁感应强度B的大小。放置在磁场中的中间抽头线圈abcd总共500匝，在100匝和300匝制作抽头，ab边处于磁场中，ab=l0，cd边位于磁场外，cd处装有指示角度的指针。连接0与100，磁场中导线长度为100l0，以此类推。将工作线圈置于电子天平的托盘上，在实验中让线圈ab边所受安培力竖直向下，通过电子天平上的数据直接读取安培力的大小。励磁线圈励磁线圈R2K2E2数字电流表1工作线圈K1100E1A15000300R1+-数字电流表2abdc————探究安培力的定量表达式二、安培力大小的探究角度指示装置二、安培力的大小——探究安培力的定量表达式二、安培力大小的探究控制变量法探究1：探究安培力大小与工作电流I的关系保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，导线长度l=300l0一定：二、安培力的大小

二、安培力大小的探究项

次123456工作电流I(A)00.100.200.300.400.50天平示数（g）0探究1：探究安培力与工作线圈电流I的关系控制变量法探究1：探究安培力大小与工作电流I的关系保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，导线长度l=300l0一定：安培力大小与工作电流大小成正比二、安培力的大小

二、安培力大小的探究项

次123456工作电流I(A)00.100.200.300.400.50天平示数（g）0探究1：探究安培力与工作线圈电流I的关系控制变量法二、安培力大小的探究探究2：探究安培力大小与磁感应强度B的关系保持I⊥B，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定：项

次123456励磁电流I(A)00.100.200.300.400.50天平示数（g）0探究2：探究安培力与磁感应强度B的关系控制变量法二、安培力大小的探究探究2：探究安培力大小与磁感应强度B的关系保持I⊥B，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定：安培力大小与磁感应强度成正比项

次123456励磁电流I(A)00.100.200.300.400.50天平示数（g）0探究2：探究安培力与磁感应强度B的关系控制变量法二、安培力大小的探究探究3：探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A一定：关系探究探究3：探究安培力与项

次123456接入匝数I(匝)0100200300400500天平示数（g）0探究3：探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系控制变量法二、安培力大小的探究探究3：探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A一定：安培力大小与磁场中导线长度成正比关系探究探究3：探究安培力与项

次123456接入匝数I(匝)0100200300400500天平示数（g）0探究3：探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系控制变量法q探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系二、安培力大小的探究保持励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定：项

次12345夹角q030°45°60°90°天平示数（g）0探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系控制变量法q探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系二、安培力大小的探究保持励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定：安培力大小与电流和磁场间夹角的正弦值成正比项

次12345夹角q030°45°60°90°sinq00.50.7070.8661天平示数（g）00.230.310.380.43探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系实验结论二、安培力大小的探究在对以上四个因素的定量探究得出：F=ILBsinq·当通电导线与磁场方向垂直时

·当通电导线与磁场方向平行时

“学以致用”右侧图：逆时针旋转→→→IIFF=0F××××××××××××××××BI×BIBI判定以下通电导线所受安培力的方向三、安培力的成就/应用电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。自然条件下炮弹速度可达近万m/s，射程320km，杀伤能量32兆焦。炮弹的发射是利用电磁系统中电磁场对炮弹导电底座的作用力。炮弹的动力来源：磁场对电流的作用力！为了纪念安培，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。三、安培力的成就/应用极靴线圈优点：灵敏度高，可以测量很弱的电流。缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很小。磁电式电流表三、安培力的成就