磁場對通電導(dǎo)線的作用力 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

安培是法國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。

在電磁學(xué)領(lǐng)域，安培不僅論述了包括電流方向和磁針偏轉(zhuǎn)方向關(guān)系的右手螺旋定則，通電平行直導(dǎo)線間相互作用的規(guī)律，通電螺線管的磁性等等，還提出了著名的左手定則，以及分子電流假說。由于他在電磁學(xué)方面做出了重大貢獻(xiàn)，他被麥克斯韋稱作“電學(xué)中的牛頓”。安德烈·瑪麗·安培（1775年-1836年）1.磁鐵之間的作用規(guī)律2.電流對小磁針的作用規(guī)律復(fù)習(xí)回顧3.怎樣用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向？4.描述磁場強(qiáng)弱的物理量是哪個(gè)？如何計(jì)算？在磁場中垂直磁場方向的通電導(dǎo)線，所受安培力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）復(fù)習(xí)回顧垂直于紙面向里的磁場垂直于紙面向外的磁場垂直于紙面向里的電流垂直于紙面向外的電流豎直向下的磁場豎直向上的磁場5.磁場和通電導(dǎo)線的平面圖畫法復(fù)習(xí)回顧知識回顧如何描述磁場強(qiáng)弱？在必修課中，我們已經(jīng)知道了磁場對通電導(dǎo)線有作用力，并從這個(gè)現(xiàn)象入手定義了物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度BB垂直與導(dǎo)線方向安培力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識安培力；2.能判斷安培力的方向，會計(jì)算安培力的大小。1.1磁場對通電導(dǎo)線的作用力1.上下交換磁極的位置以改變磁場的方向，觀察導(dǎo)體棒受力方向是否改變。組裝好器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)體棒受力方向。2.改變導(dǎo)體棒中電流的方向，觀察受力方向是否改變。實(shí)驗(yàn)探究：眾多實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直。實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律：一、安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一個(gè)平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向?！纠?】安培力方向的判斷問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)

線之間會通過磁場發(fā)生相互作用同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。結(jié)論:同向電流反向電流【變式1】（1）當(dāng)電流與磁場方向垂直時(shí)，

F=ILB（3）當(dāng)電流與磁場方向夾θ角時(shí)，F(xiàn)=二、安培力的大?。?）當(dāng)電流與磁場方向平行時(shí)，F(xiàn)=01.在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的長度L三者的乘積。B1B2F=ILBsinθ2.當(dāng)電流與磁場方向夾θ角時(shí)F垂直于電流與磁場組成的平面二、安培力的大小3.對公式F=ILB的理解（1）僅適用于勻強(qiáng)磁場F一定與B垂直，F(xiàn)一定與I垂直。但B與I不一定垂直。（2）F不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)。（3）L指的是“有效長度”，等于連接兩端點(diǎn)直線的長度。相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。二、安培力的大小【例2】（多選）如圖，金屬棒AB用軟線懸掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，電流由A向B，此時(shí)懸線張力為T，欲使懸線張力變小，可采用的方法有（）A.將磁場反向，且適當(dāng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B.改變電流方向，且適當(dāng)增大電流強(qiáng)度

C.電流方向不變，且適當(dāng)增大電流強(qiáng)度D.磁場方向不變，且適當(dāng)增大磁感強(qiáng)度【例3】如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等腰直角三角形的兩條直角邊，腰長為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，此時(shí)導(dǎo)線中的電流為I。通電導(dǎo)線受到的安培力大小為多少？方向怎樣？【變式2】如圖，長為2l的直導(dǎo)線拆成邊長相等，夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為（）A.0B.0.5BIlC.BIlD.2BIl

三、磁電式電流表1.結(jié)構(gòu)：電流表是測定電流強(qiáng)弱和方向的儀器，常用的是磁電式電流表，其結(jié)構(gòu)如圖所示：在一個(gè)蹄形磁鐵的兩極上裝有極靴，中間是一個(gè)圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)動軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針。磁電式電流表結(jié)構(gòu)示意圖三、磁電式電流表2.原理：

工作原理：通電線圈在磁場中受安培力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動。被測電流越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大。螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動。這兩種轉(zhuǎn)動的效果疊加在一起，指針隨之發(fā)生偏轉(zhuǎn)；最終達(dá)到平衡，指針停止偏轉(zhuǎn)。所以根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以確定被測電流的大小。

當(dāng)線圈中電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變。所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。甲

電流表結(jié)構(gòu)圖乙

電流表原理圖★通電線圈在磁場中受到安培力會轉(zhuǎn)動，電動機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。三、磁電式電流表3.磁電式電流表的特點(diǎn)(1)表盤的刻度均勻，θ∝I.(2)靈敏度高，但過載能力差.(3)滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg反映了電流表的最主要特性.4.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可以測出很弱的電流。缺點(diǎn)：線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱。5.靈敏度可以通過增加線圈的匝數(shù)、增大磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度、增大線圈的面積等方法提高靈敏度。1.判斷正誤：(1)當(dāng)通電直導(dǎo)線垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向時(shí)，安培力的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同。(

)(2)已知磁場方向和電流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁場方向和安培力的方向，判定電流的方向用右手。(3)通電導(dǎo)體在磁場中一定會受安培力的作用。(

)(4)兩根通電導(dǎo)線在同一勻強(qiáng)磁場中，若導(dǎo)線長度相同，電流大小相等，則所受安培力大小相等，方向相同。

(5)通以10A的通電直導(dǎo)線，長為0.1m，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場中，所受安培力可能為0.02N。【課堂檢測】

2.一根長為0.2m的電流為2A的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力大小可能是（）BCDA、0.4N B、0.2N C、0.1N D、0×3.試畫出下列各圖中安培力的方向：【課堂檢測】4.如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相