通电导线在磁场中受到的力

通电导线在磁场中受到的力

1. 安培力

通电导线在磁场中受到的力称为安培力。

2.安培力方向的判定

通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左

手定则来判定，如图1所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并

且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使

伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。

注意：（1）在磁场中无论怎样形成的电流，只要属于电流在磁场中受安培力

的问题，左手定则同样适用；

（2）左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，要根据它所处的具体情况而定。例如两端固定的载流导体，即使受到安培力的作用，它也不能运动。

应用：由于左手定则是解决安培力、磁场和电流三者之间方向关系的方法，因此使用左手定则时首先判定哪两个量的方向是已知的，然后用左手定则确定另一量的方向。

3.安培力的大小

1.当长为L 的直导线，垂直于磁场B 放置，通过的电流为I 时，此时通电导线受到的安培力最大且F =BIL 。

2.当磁感应强度B 的方向与通电导线平行时，导线受力为零。

3.当磁感应强度B 的方向与通电导线方向成θ角时，如图2所示，可以将

磁感应强度B 沿导线方向和垂直导线方向正交分解，垂直导线方向的分量θsin B B =⊥，沿导线方向的分量θcos //B B =，而沿导线方向的分量B ∥

对电流是没有作用的，所以导线所受的安培力F ＝ILB ⊥＝ILB sin θ，即

θsin ILB F =。

注意：（1）B 对放入的通电导线来说是外磁场的感应强度。

（2）导线L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式θsin ILB F =仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为电流元）

本知识点中易错题

例 ：如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上

方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的

电流，用F N 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力，

导线通电后与通电前相比较（ ）

A ．F N 减小，f =0

B ．F N 减小，f ≠0

C ．F N 增大，f =0

D ．F N 增大，f ≠0 解析：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，可以选取导线作为研究对象，先分析直线电流受到条形磁铁的作用力。

再根据牛顿第三定律判断电流对磁铁的作

图1

图2

图4

图3

用力。如图4所示，画出一条通过电流I处的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则可知电流I受安培力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用。

答案：C

易错警示:此题若按常规思路直接用直线电流的磁场对条形磁铁的作用来分析，会使问题陷入困境，将很难得出结论，所以解决此类问题首先应确定电流为研究对象，同时应对条形磁铁的磁感线的分布情况非常了解，熟练应用左手定则。

通电导线在磁场中受到的力教学设计.doc

通电导线在磁场中受到的力 一、教材分析 安培力和下一节的洛伦兹力是本章的核心内容，这些知识不仅在学习《物理选修3-2》各章要用到，在工农业生产和高新科技发展中都有广泛的应用。安培力的方向和大小是本节 的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。安培力的方向一定 与电流，磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意的角度，当电流的方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆。例如，在解决实际问题时，误以为安培力，电流，磁感应强度一定是两两垂直的等，另外，空间想象能力对 本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图，俯视图和剖面图， 需要一定的训练巩固。 二、教学目标 （一）知识与技能 1、会推导磁场中安培力的表达式，会计算磁场中安培力的大小。 2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 3、了解磁电式电流表的工作原理。 （二）过程与方法 通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。 （三）情感、态度与价值观 1、通过推导一般情况下安培力的公式F=ILBsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。 2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。 三、教学的重点和难点 安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本 节的难点。 四、教学方法：实验观察法、逻辑推理法、归纳总结法、讨论探究法、讲解法。 五、学情分析 学生通过前面的学习已经掌握了电流、磁感应强度的相关知识，已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，通过本节学习进一步知道这个力是安培力，会判断方向，会计算大小。本节需要学生有一定的空间想象能力，通过一定的训练巩固。 六、教学用具：蹄形磁铁、导线和开关、电源、铁架台、线圈、视频展台，白板等多媒体 辅助教学设备 七、教学过程： 【复习】复习引导、创设情境、激发兴趣 通过本章的第一节学习，我们知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，这节课我们来具体研究 一下这个力。 【授新课】

磁场对载流导体作用

§3。3 磁场对载流导体的作用 3．3．1、安培力 一段通电直导线置于匀磁场中，通电导线长L ，电流强度为I ，磁场的磁感应强度为B ，电流I 和磁感强度B 间的夹角为θ，那么该导线受到的安培力为θsin ?=BIL F 电流方向与磁场方向平行时， 0=θ，或 180=θ，F=0，电流方向与磁场方向垂直时， 90=θ，安培力最大，F=BIL 。 安培力方向由左手定则判断，它一定垂直于B 、L 所决定的平面。 当一段导电导线是任意弯曲的曲线时，如图3-3-1所示可以用连接导线两端的直线段的长度l 作为弯曲导线的等效长度，那么弯曲导线缩手的安培力为 θsin BIL F = 3．3．2、安培的定义 如图3-3-2所示，两相距为a 的平行长直导线分别载有电流1I 和2I 。 载流导线1在导线2处所产生的磁感应强度为 a I B πμ21 021= ，方向如图示。 导线2上长为2L ?的线段所受的安培力为： 2sin 21222π B L I F ?=? = 2 2 1021222L a I I B L I ?= ?πμ 其方向在导线1、2所决定的平面内且垂直指向导线1，导线2单位长度上 Ｐ Ｂ 图3-3-1 图3-3-2

所受的力 a I I L F πμ22 1022=?? 同理可证，导线λ上单位长度导线所受力也为a I I L F πμ22 101 1=??。方向垂直指向2，两条导线间是吸引力。也可证明，若两导线内电流方向相反，则为排斥力。 国际单位制中，电流强度的单位安培规定为基本单位。安培的定义规定为：放在真空中的两条无限长直平行导线，通有相等的稳恒电流，当两导线相距1米，每一导线每米长度上受力为27 10-?牛顿时，各导线上的电流的电流强度为1安培。 3．3．3、安培力矩 如图3-3-3所示，设在磁感应强度为B 的均匀磁场中，有一刚性长方形平面载流线图，边长分别为L 1和L 2，电流强度为I ， 线框平面的法线n 与B 之间的夹角为θ，则 各边受力情况如下： 2BIL f ab = 方向指向读者 2BIL f cd = 方向背向读者 θ θπ cos )2 sin( 11BIL BIL f bc =-= 方向向下 θ θπ cos )2 sin( 11BIL BIL f da =+= 方向向上 bc f 和da f 大小相等，方向相反且在一条直线上，互相抵消。 图3-3-3

通电导线在磁场中受到的力练习题

！ 《新课标》高二物理（人教版）第二章磁场 第四讲通电导线在磁场中受到的力（一） 1．磁场对电流的作用力，称为安培力．安培力方向的判定用左手定则：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，这时大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． 2．通电导线在磁场中所受安培力的大小与磁感应强度大小、电流大小、导线长度、 以及电流I与B的夹角有关，当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感 线方向垂直时，所受的安培力最大F＝ILB 。当通电导线与磁感线不垂直时，如 图所示，电流方向与磁感线方向成θ角，通电导线所受的安培力为F＝IBLsin_θ。 ) 当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为0 。 3．磁电式电流表：主要构件有蹄形磁铁、圆柱形铁芯、铝框、线圈、转轴、螺旋弹簧、指针、接线柱．其工作原理为：当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用．由左手定则可以判断，线圈左右两边所受的安培力方向相反，所以架在轴上的线圈就要转动．线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，线圈偏转的角度越大，所以从线圈偏转的角度就能判断通过的电流大小；线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变． 1．画出图中导线棒ab所受的磁场力方向 图3 答案ab棒所受的磁场力方向如下图所示． ： 2．将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度大小为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向． 解析：由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行，所以导线所受安培力为零；(2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F2＝BIL＝1×× N＝ N；(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F3＝BIL＝ N. 3．把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 ( D ) A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 ( B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直 4．关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( B )

【导学案】第4节 通电导线在磁场中受到的力 Word版含解析

第4节通电导线在磁场中受到的力 1.磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的方向由左手定 则判定。 2．安培力的大小为：F＝ILB，当磁感应强度与导线方向成θ角 时，F＝ILB sin θ。 3．磁电式电流表的工作原理利用了安培力与电流的关系，所测电 流越大时，电流表指针偏转角度越大，根据指针偏转的方向可知 电流的方向。

一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在磁场中受的力。 2．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。 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ILB。 2．当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，公式F＝ILB sin_θ。 三、磁电式电流表 1．原理 安培力与电流的关系。 2．构造 磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴。如图所示。 3．特点 两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，使线圈平面都与磁场方向平行，从而使表盘刻度均匀。 4．工作原理 如图所示是线圈在磁场中受力的示意图。当电流通过线圈时， 导线受到安培力的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受的安培 力的方向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转轴收紧螺旋

弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 5．优缺点 优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。 1．自主思考——判一判 (1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同。(×) (2)安培力的方向与磁感应强度的方向垂直。(√) (3)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。(√) (4)通电导线在磁场中不一定受安培力。(√) (5)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度不一定是零。(√) (6)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小。(×) 2．合作探究——议一议 (1)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， 在什么情况下两条直导线相互吸引，什么情况下两条直导线相互排斥？ 提示：每一条通电直导线均处在另一直导线电流产生的磁场中，根据 安培定则可判断出直线电流产生的磁场的方向，再根据左手定则可判断出 每一条通电直导线所受的安培力，由此可知，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 (2)在磁场越强的地方通电导体受到的安培力一定越大吗？ 提示：不一定，通电导体受安培力的大小与B、I、L及θ有关，当θ＝0°(B∥I)时，无

通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)

典例1：磁场对通电导线的作用力 典例1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是[ ] A．导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B．导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C．导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E安培力的方向可以不垂直于直导线 F安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G．安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 A. F、B、I三者必须保持相互垂直 B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（） A. B. C. D.

E. F G H 典例4：如图所示．一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC 的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流．且已知从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为 A．0 B．BIL C． D．2 BIL 易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A．F=BId B．F=BIdsinθC．F=BId/sinθ D ．F=BIdcosθ 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方

导线在磁场中受力

3.4通电导线在磁场中受到的力导学案 班级姓名 学习目标 1.探究安培力方向与哪些因素有关。 2.会用左手定则判断安培力的方向。 3.能够计算匀强磁场中安培力的大小。 4.了解磁电式电流表的基本构造及基本原理。 一知识体系梳理 1.安培力的方向 (1)安培力:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 (2)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,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。 2.安培力的大小 (1)当导线与磁场方向垂直时:F=ILB。 (2)当导线与磁场方向平行时:F=0。 (3)当导线与磁场方向的夹角为θ时:F=LB sin θ。 3.磁电式电流表 (1)原理:安培力与电流的关系。 (2)构造:磁铁、线圈、极靴、螺旋弹簧、软铁和指针。 (3)优缺点:磁电式电流表的优点是灵敏度高;缺点是允许通过的电流很小。 (4)刻度:线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,所以表盘的刻度是均匀的。 二重点难点探究 主题1:探究影响安培力方向的因素(重点探究) 阅读本节教材中“安培力的方向”标题下面的内容,按照第一节教材中图3.1-3(通电导线与磁体通过磁场发生相互作用)所示进行演示实验,回答下列问题。 (1)在探究安培力的方向与电流方向、磁场方向的关系时,能否同时改变二者的方向? (2)试探讨安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系。 主题2:电流之间的安培力 (1)电流之间通过什么发生相互作用? (2)以如图所示的两根直导线为例,分析如何判断电流之间安培力的方向。 主题3:安培力的大小(重点探究) 阅读教材中“安培力的大小”标题下面的内容,回答下列问题。 (1)通电导线如果在磁场中不受安培力作用,能否说明该处磁感应强度为零? (2)当通电导线与磁场方向既不垂直也不平行时,所受安培力如何计算? (3)磁场越强,放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗? 主题4:磁电式电流表 (1)N、S两块磁极之间的磁场是匀强磁场吗? (2)磁电式电流表的工作原理是什么?

通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)知识讲解

通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)

典例1：磁场对通电导线的作用力 典例1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是[ ] A．导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B．导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C．导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E安培力的方向可以不垂直于直导线 F安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G．安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 A. F、B、I三者必须保持相互垂直 B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（） A. B. C. D. E. F G H 典例4：如图所示．一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流．且已知从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为 A．0B．BIL C．D．2 BIL

易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A．F=BId B．F=BIdsinθ C．F=BId/sinθ D ．F=BIdcosθ 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P．当P中通以方向向外的电流时 典例1图典例2图 A．导线框将向左摆动 B．导线框将向右摆动 C．从上往下看，导线框将顺时针转动 D．从上往下看，导线框将逆时针转动 典例2：如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（） A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 典例3：通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内.电流方向如图所示，ad边与MN平行，若直导线中的顺时针的电流，关于MN的磁

通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版)说课讲解

通电导线在磁场中受力的典型例题（练习版）

典例1 :磁场对通电导线的作用力 典例 1:考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是 [ ] A ?导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B. 导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C. 导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D. 如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E 安培力的方向可以不垂直于直导线 F 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G. 安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H. 将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2 :关于通电导线所受安培力 F 的方向，磁场B 的方向和电流I 的方向之间的关 系，下列说法正确的是 A. F 、B 、I 三者必须保持相互垂直 B. F 必须垂直B 、I ,但B 、I 可以不相互垂直 C. B 必须垂直F 、I ,但F 、I 可以不相互垂直 D. I 必须垂直F 、B ,但F 、B 可以不相互垂直 典例3 :下列各图中， 系，其中正确的是( X X X X x x|^x X A. : B. 典例4:如图所示?一边长为 L 底边，BC 的电阻R ,是两腰AB 、AC 的电阻RAB 、 RAC 的两倍(RBC=2RAB=2RAC )的正三角形金属框放置在磁感应强度为 B 的匀强磁 l x . XF X X X X 表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关 C. D.

易错训练：如图所示，导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应 强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A. F=Bld B. F=Bldsin 0 C. F=Bld/sin 0 D . F=Bldcos 0 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1图典例2图 典例1:如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直 导线ab、cd （ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示 方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置 一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时 B. 导线框将向右摆动 C. 从上往下看，导线框将顺时针转动 D. 从上往下看，导线框将逆时针转动 典例2 :如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导 线可以自由移动，当导线通过图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看） （） A.顺时针方向转动，同时下降 B .顺时针方向转动，同时上升 C.逆时针方向转动，同时下降 D .逆时针方向转动，同时上升 典例3:通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN 在同一平面内?电流方向如图所示，ad 边与MN 平行，若直导线中的顺时针的电流，关于MN 的磁 场对线框的作用，下列叙述正确的是： 变式训练1图也，—P A. 线框有两条边所受的安培力方向相同 B. 线框有两条边所受的安培力大小相同 C. 线框所受安培力合力向里 D. 线框所受安培力合力为零 变式训练1 :在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸

通电导线在磁场中受到的力

通电导线在磁场中受到的力 1. 安培力 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 2.安培力方向的判定 通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左 手定则来判定，如图1所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并 且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使 伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。 注意：（1）在磁场中无论怎样形成的电流，只要属于电流在磁场中受安培力 的问题，左手定则同样适用； （2）左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，要根据它所处的具体情况而定。例如两端固定的载流导体，即使受到安培力的作用，它也不能运动。 应用：由于左手定则是解决安培力、磁场和电流三者之间方向关系的方法，因此使用左手定则时首先判定哪两个量的方向是已知的，然后用左手定则确定另一量的方向。 3.安培力的大小 1.当长为L 的直导线，垂直于磁场B 放置，通过的电流为I 时，此时通电导线受到的安培力最大且F =BIL 。 2.当磁感应强度B 的方向与通电导线平行时，导线受力为零。 3.当磁感应强度B 的方向与通电导线方向成θ角时，如图2所示，可以将 磁感应强度B 沿导线方向和垂直导线方向正交分解，垂直导线方向的分量θsin B B =⊥，沿导线方向的分量θcos //B B =，而沿导线方向的分量B ∥ 对电流是没有作用的，所以导线所受的安培力F ＝ILB ⊥＝ILB sin θ，即 θsin ILB F =。 注意：（1）B 对放入的通电导线来说是外磁场的感应强度。 （2）导线L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式θsin ILB F =仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为电流元） 本知识点中易错题 例 ：如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上 方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的 电流，用F N 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力， 导线通电后与通电前相比较（ ） A ．F N 减小，f =0 B ．F N 减小，f ≠0 C ．F N 增大，f =0 D ．F N 增大，f ≠0 解析：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，可以选取导线作为研究对象，先分析直线电流受到条形磁铁的作用力。 再根据牛顿第三定律判断电流对磁铁的作 图1 图2 图4 图3

3-1通电导线在磁场中受到的力教案

《通电导线在磁场中受到的力》教案 一．教学目标： （一）知识与技能 1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F = B I L sinθ。 2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 （二）过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用等方法使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的空间想象能力。 （三）情感、态度与价值观 通过推导一般情况下安培力的公式F = B I L sinθ，使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法．技术的两面性。 二．教学重点与难点： （一）教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。 （二）教学难点：用左手定则判定安培力的方向。 三．教学过程： （一）复习旧知识： 磁感应强度的表达形式、安培定则的内容是什么。 （二）引入新课 通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用 力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们 把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。通过给学生放电 磁炮图片、磁电式仪表让学生知道安培力随处可见，感受安培力 在我们生活中的重要作用。这节课我们对安培力作进一步的讨论。 （三）进行新课 1、安培力的方向 猜想：由F = B I L 猜想，F的方向可能和谁有关？ 学生答：可能与B和I 的方向有关 教师：如何设计实验去证明F的方向与B和I的方向有关？ 教师引导学生用“控制变量法”设计实验 在原有实验的基础上进行探究，学生思考讨论。 演示实验： （1）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象：导体向相反的方向运动。 （2）改变电流的方向 现象：导体又向相反的方向运动。 教师引导学生分析得出结论： （1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。 （2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流 方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于 磁感线和通电导线所在的平面。 左手定则：通电直导线所受安培力的方向和磁

通电导线在磁场中受到的力

通电导线在磁场中受到的力2 问题1、不规则通电导线在匀强磁场中受到的力 例1、矩形线框置匀强磁场中，当通以如图所示电流时，矩形线框所受的磁场对其的作用力的大小和方向？若线框为圆形呢？你能得到什么结论？ 结论：在匀强磁场中，若封闭通电导体与磁场方向垂直，则导体受到的安培力为。 推论：如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L0，通有电流I，磁场的磁感应强度为B，若该导线静止不动，则导线所受的安培力的大小为，方向 为。

结论：计算弯曲导线的安培力时，弯曲导线的有效长度L，等于长度；相应的电流方向沿L由端 流向端。如图所示。 问题2、通电导体在磁场中受力作用下的运动 例2、如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下发生转动，转动方向是（） A．ab边转向纸外，cd边转向纸内 B．ab边转向纸内，cd边转向纸外 C．ad边转向纸内，cd边转向纸外 D．ad边转向纸外，cd边转向纸内 总结： 例3、如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（） A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 练习、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将（

）　 A．发生转动，同时靠近磁铁 B．发生转动，同时远离磁铁 C．不发生转动，只靠近磁铁 D．不发生转动，只远离磁铁 问题3、有关安培力的力学综合题 例4、如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。（T未知，结果用m、B、L、I表示）

通电导线在磁场中的受力

课题：§3.4通电导线在磁场中受到的力 组长评价： 教师评价： 编者：孟立霞 学习目标： 1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。 2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。 3.了解磁电式电流表的内部构造的原理。 学习重点：安培力的大小和方向。 学习难点：弄清安培力，磁感应强度，电流三者方向的空间关系。 导学案 使用说明：请用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到的问题。 预习案（20分钟） 请认真阅读课本91-93页相关内容，完成以下问题。 1.磁场对______________ 的作用力通常称为安培力。 2._____________磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力____；导线短，作用力_______ 。用公式表示为___________ 。 3.如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小_______________，方向仍可用____________ 定则判定。 4.左手定则：让磁感线垂直穿入_________ ，四指指向________ 方向，拇指所指____________的方向。 5.在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是__________的。 探究案（30分钟） 1 安培力的方向 左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手 掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心， 并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通 电导线在磁场中的受力方向，如图1。 请同学们伸出左手认真体会下面的问题，小组内讨论总结安培 力，磁感应强度，电流三者方向的空间关系。 图1

通电导线在磁场中受的力教学设计

教学设计 3.4通电导线在磁场中受到的力 大庆四中高三年级物理组陈艳宝 2014年9月19日

3.4通电导线在磁场中受到的力 大庆四中陈艳宝 一、教材分析 安培力和下一节的洛伦兹力是本章的核心内容，这些知识不仅在学习《物理选修3-2》各章要用到，在工农业生产和高新科技发展中都有广泛的应用。安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。安培力的方向一定与电流，磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意的角度，当电流的方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆。例如，在解决实际问题时，误以为安培力，电流，磁感应强度一定是两两垂直的等，另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图，俯视图和剖面图，需要一定的训练巩固。 二、教学目标 （一）知识与技能 1、会推导磁场中安培力的表达式，会计算磁场中安培力的大小。 2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 3、了解磁电式电流表的工作原理。 （二）过程与方法 通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。 （三）情感、态度与价值观 1、通过推导一般情况下安培力的公式F=ILBsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。 2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。 三、教学的重点和难点 安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。 四、教学方法：实验观察法、逻辑推理法、归纳总结法、讨论探究法、讲解法。 五、学情分析 学生通过前面的学习已经掌握了电流、磁感应强度的相关知识，已经知道通电导线在磁

通电导线在磁场中受到力的检测卷(含答案)

课时作业23通电导线在磁场中受到的力 1. 图23－1 如图23－1所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是() A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束 解析：小磁针N极的指向即是小磁针所在处的磁场方向。题中小磁针S极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外。由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动。 答案：B、C 2．在一根长为0.2 m的直导线中通入2 A的电流，将导线放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，则导线受到的安培力的大小可能是() A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0 解析：由F＝IBL sinθ可知，导线所受最大安培力为F＝IBL＝2×0.2×0.5 N＝0.2 N，因此小于或等于这个范围的力都是可能的，故B、C、D正确。 答案：B、C、D 3．关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法中正确的是() A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用 B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直 C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直 D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于B和I所确定的平面 解析：由F＝IBL sinθ可知，F大小与I、B夹角有关，故A错。但F必垂直于I与B确定的平面，故B、C、D正确。 答案：B、C、D 4．在如图所示的各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是()

《通电导线在磁场中受到的力》教学设计

3.4通电导线在磁场中受到的力 一、教材分析 安培力和下一节的洛伦兹力是本章的核心内容，这些知识不仅在学习《物理选修3-2》各章要用到，在工农业生产和高新科技发展中都有广泛的应用。安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。安培力的方向一定与电流，磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意的角度，当电流的方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆。例如，在解决实际问题时，误以为安培力，电流，磁感应强度一定是两两垂直的等，另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图，俯视图和剖面图，需要一定的训练巩固。 二、教学目标 （一）知识与技能 1、会推导磁场中安培力的表达式，会计算磁场中安培力的大小。 2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 3、了解磁电式电流表的工作原理。 （二）过程与方法 通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。 （三）情感、态度与价值观 1、通过推导一般情况下安培力的公式F=ILBsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。 2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。 三、教学的重点和难点 安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。 四、教学方法：实验观察法、逻辑推理法、归纳总结法、讨论探究法、讲解法。 五、学情分析 学生通过前面的学习已经掌握了电流、磁感应强度的相关知识，已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，通过本节学习进一步知道这个力是安培力，会判断方向，会计算大小。本节需要学生有一定的空间想象能力，通过一定的训练巩固。 六、教学用具：蹄形磁铁、导线和开关、电源、铁架台、线圈、视频展台，白板等多媒体辅助教学设备 七、教学过程： 【复习】复习引导、创设情境、激发兴趣 通过本章的第一节学习，我们知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，这节课我们来具体研究一下这个力。 【授新课】