磁場對通電導線的作用力 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

安培是法國物理學家、數(shù)學家。

在電磁學領域，安培不僅論述了包括電流方向和磁針偏轉方向關系的右手螺旋定則，通電平行直導線間相互作用的規(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。由于他在電磁學方面做出了重大貢獻，他被麥克斯韋稱作“電學中的牛頓”。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)律復習回顧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.描述磁場強弱的物理量是哪個？如何計算？在磁場中垂直磁場方向的通電導線，所受安培力F與電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫做磁感應強度（B）復習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.磁場和通電導線的平面圖畫法復習回顧知識回顧如何描述磁場強弱？在必修課中，我們已經知道了磁場對通電導線有作用力，并從這個現(xiàn)象入手定義了物理量——磁感應強度BB垂直與導線方向安培力【學習目標】1.通過實驗認識安培力；2.能判斷安培力的方向，會計算安培力的大小。1.1磁場對通電導線的作用力1.上下交換磁極的位置以改變磁場的方向，觀察導體棒受力方向是否改變。組裝好器材，進行實驗，觀察導體棒受力方向。2.改變導體棒中電流的方向，觀察受力方向是否改變。實驗探究：眾多實驗表明：通電導線在磁場中所受安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向都垂直。實驗探究規(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平面內并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流的方向，這時拇指所指的就是通電導體所受安培力的方向。【例1】安培力方向的判斷問題：如圖所示，兩條平行的通電直導

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。結論:同向電流反向電流【變式1】（1）當電流與磁場方向垂直時，

F=ILB（3）當電流與磁場方向夾θ角時，F(xiàn)=二、安培力的大?。?）當電流與磁場方向平行時，F(xiàn)=01.在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。B1B2F=ILBsinθ2.當電流與磁場方向夾θ角時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，還與放置方式有關。（3）L指的是“有效長度”，等于連接兩端點直線的長度。相應的電流沿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強度為B，方向如圖所示的勻強磁場中，電流由A向B，此時懸線張力為T，欲使懸線張力變小，可采用的方法有（）A.將磁場反向，且適當增大磁感應強度B.改變電流方向，且適當增大電流強度

C.電流方向不變，且適當增大電流強度D.磁場方向不變，且適當增大磁感強度【例3】如果與磁感線垂直的平面內的通電導線為一等腰直角三角形的兩條直角邊，腰長為L,磁感應強度為B，此時導線中的電流為I。通電導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磁場中，磁感應強度為B，當在該導線中通以電流強度為I的電流時，該V形通電導線受到的安培力大小為（）A.0B.0.5BIlC.BIlD.2BIl

三、磁電式電流表1.結構：電流表是測定電流強弱和方向的儀器，常用的是磁電式電流表，其結構如圖所示：在一個蹄形磁鐵的兩極上裝有極靴，中間是一個圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以繞軸轉動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉動軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針。磁電式電流表結構示意圖三、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)生轉動。被測電流越大，線圈偏轉的角度越大。螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉動。這兩種轉動的效果疊加在一起，指針隨之發(fā)生偏轉；最終達到平衡，指針停止偏轉。所以根據(jù)指針偏轉角度的大小，可以確定被測電流的大小。

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

電流表結構圖乙

電流表原理圖★通電線圈在磁場中受到安培力會轉動，電動機就是根據(jù)這個原理設計的。三、磁電式電流表3.磁電式電流表的特點(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和內阻Rg反映了電流表的最主要特性.4.優(yōu)缺點優(yōu)點：靈敏度高，可以測出很弱的電流。缺點：線圈的導線很細，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)、增大磁鐵的磁感應強度、增大線圈的面積等方法提高靈敏度。1.判斷正誤：(1)當通電直導線垂直于磁感應強度方向時，安培力的方向和磁感應強度方向相同。(

)(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)通電導體在磁場中一定會受安培力的作用。(

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

(5)通以10A的通電直導線，長為0.1m，處在磁感應強度為0.1T的勻強磁場中，所受安培力可能為0.02N?！菊n堂檢測】

2.一根長為0.2m的電流為2A的通電導線，放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，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，兩平行光滑導軌相