《通电导线在磁场中受到的力》课件

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1、1安培力通电导线在磁场中受到的力称为安培力2决定安培力方向的因素磁场方向和电流方向教 材 要 点 解 读3左手定则如图所示，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4对安培力方向的理解(1)安培力方向的特点：FB，FI，即F垂直于B、I决定的平面(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心(1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直(2)若

2、已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一(3)判断电流的磁场方向用安培定则，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则5通电平行直线电流间的作用情况(1)两平行电流间同向电流相互吸引，异向电流相互排斥(2)两非平行直线电流有转到互相平行且电流方向相同的趋势6安培力方向与电场力方向的比较力力内容内容项目项目电场力电场力安培力安培力研究对象研究对象点电荷点电荷电流元电流元受力特点受力特点正电荷受力方向，正电荷受力方向，与电场方向相同，与电场方向相同，沿电场线切线方沿电场线切线方向，与负电荷受力向，与负电荷受力方向相反方向相反安培力方向与磁场安培力方向与磁场方向

3、和电流方向都方向和电流方向都垂直垂直判断方法判断方法结合电场方向和电结合电场方向和电荷的正、负判断荷的正、负判断用左手定则判断用左手定则判断1当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：FBIL.2当B与I成角时，安培力的大小FILBsin，是磁感应强度B的方向与导线方向的夹角3当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为零导线L所处的磁场应为匀强磁场安培力表达式FILB(或FILBsin)一般适用于匀强磁场，若通电导线所在区域的B的大小和方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线所处范围B的大小和方向近似相等，求出各段导线所受的磁场力，然后再求合力4磁场中通电导线的等效长

4、度(1)公式FIBL中的L对弯曲长度来说指的是“等效长度”弯曲通电导线的有效长度L等于连接曲线两端点直线的长度，相应的电流沿L的始端流向末端，如图甲所示(2)任意闭合通电导线的有效长度为零，所受安培力(即各电流元所受安培力的合力)为零，如图乙所示 (1)公式FILBsin中是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析 (2)公式FILBsin中的Lsin也可以理解为L在垂直于磁场方向上的“有效长度”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

5、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如果希望它测量较大的电流值，就要扩大其量程有的同学误认为

6、线圈处的磁场是匀强磁场辨析：极靴和缠绕线圈的圆形铁芯都是用软铁做成的，它们在蹄形磁铁的磁场中被磁化，就会形成均匀辐射状的磁场，如图所示当线圈绕O点沿虚线转动时，垂直于纸面的两个边所在处的磁感应强度B大小相等，但这种辐射状的磁场并不是匀强磁场，因为各处的方向并不相同 一段通电导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线中的电流方向自上而下，如图所示在导线以其中心点为轴逆时针转动180的过程中，导线受到的安培力()解 题 方 法 指 导A大小不变，方向不变B大小由最大减小到零再增至最大，方向时刻改变C大小由最大减小到零再增至最大，方向不变D大小由最大减小到零再增至最大，方向由垂直纸面向外变为垂直纸面向里

7、【解析】安培力公式FILBsin，导线转动前，电流方向与磁场方向垂直，90；当导线转过一个小角度后，电流方向与磁场方向不再垂直，安培力变小；当导线转过90时，电流方向与磁场方向平行，安培力为零根据左手定则判断知，安培力的方向始终垂直纸面向外；在导线再继续转动90过程中，安培力由零变到最大，安培力的方向始终垂直纸面向里选项D正确【答案】D【方法总结】(1)首先确定磁场方向与电流方向所确定的平面(2)再依据左手定则，安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，判断出安培力的方向(3)根据安培力的公式FBILsin计算安培力的大小，注意该公式只适用于匀强磁场，为电流与磁感线的夹角答案：A如

8、图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈()A向左运动 B向右运动C静止不动 D无法确定 【解析】此题可以采用电流元法，也可采用等效法解法一：等效法把通电线圈等效成小磁针由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动解法二：电流元法如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动【答案】A【方法总结】安培力作用下导体运动方向的判断方法1判断导体在磁场中运动情况的常规思路(1)不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁

9、场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况(2)结合左手定则准确判断导线所受安培力的方向(3)由导体的受力情况判定导体的运动方向2分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法电流电流元法元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向线运动方向等效等效法法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流等效成条形磁铁或多个环形电流( (反过来等