1、第三章磁 场2第4讲 通电导线在磁场中受到的力第4讲 通电导线在磁场中受到的力目标定位1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.2.理解并熟练应用安培力的计算公式FILBsin.3.了解磁电式电流表的构造及原理.3第4讲 通电导线在磁场中受到的力1 预习导学梳理识记点拨2 课堂讲义理解深化探究3 对点练习巩固应用反馈4第4讲 通电导线在磁场中受到的力预习导学梳理识记点拨一、安培力的方向1.安培力：通电导线在中受的力.2.决定安培力方向的因素(1)方向；(2)方向.磁场磁场电流5第4讲 通电导线在磁场中受到的力3.左手定则：如图1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
2、同一平面内；让磁感线从进入并使四指指向_，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.安培力的特点：FI，FB，即F垂直于决定的平面.图1掌心电流的方向B和I6第4讲 通电导线在磁场中受到的力想一想当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？答案当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，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.7第4讲 通电导线在磁场中受到的力二、安培力的大小同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图2所示.1.如图甲，IB，此时安培力最大，F.2.如图乙，IB，此时
3、安培力最小，F.3.如图丙，当I与B成角时，可以把磁感应强度B分解，如图丁所示.此时F，这是一般情况下安培力的表达式.图2BIL0BILsin 8第4讲 通电导线在磁场中受到的力想一想通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作用是否可以判定该处无磁场呢？答案当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此也可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场.9第4讲 通电导线在磁场中受到的力三、磁电式电流表1.原理：通电线圈在磁场中受到作用而发生偏转.线圈偏转的角度越大，被测电流就_.根据线圈，可以知道被测电流的方向.2.构造：、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.安培力越大偏转的方向磁铁10第4讲 通
4、电导线在磁场中受到的力3.特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.使线圈平面都与磁场方向，使表盘刻度均匀，如图3所示.4.优点：灵敏度高，可以测出的电流.缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.图3半径平行很弱11第4讲 通电导线在磁场中受到的力想一想用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力作用？答案与磁感线平行的两个边不受安培力作用.12第4讲 通电导线在磁场中受到的力课堂讲义理解深化探究一、安培力的方向1.安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力
5、的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面.2.当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍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，而是斜穿过手心.温馨提示FI，FB，但B与I不一定垂直.13第4讲 通电导线在磁场中受到的力例1画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.14第4讲 通电导线在磁场中受到的力解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则.答案如图所示15第4讲 通电导线在磁场中受到的力二、对安培力FILBsin 的理解1.安培力大小的计算公式FILBsin，为磁感应强度方向与导线方向的夹角.(1)当90
6、，即B与I垂直时，FILB.(2)当0，即B与I平行时，F0.16第4讲 通电导线在磁场中受到的力2.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.图417第4讲 通电导线在磁场中受到的力例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()18第4讲 通电导线在磁场中受到的力解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故FBILcos，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故FBIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直
7、，故FBIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，D错误.答案A19第4讲 通电导线在磁场中受到的力例3 如图5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()A.方向沿纸面向上，大小为(1)BILB.方向沿纸面向上，大小为(1)BILC.方向沿纸面向下，大小为(1)BILD.方向沿纸面向下，大小为(1)BIL图520第4讲 通电导线在磁场中受到的力答案A21第4讲 通电导线在磁场中受到的力三、安培力作
8、用下的物体平衡在实际分析中，安培力、电流方向以及磁场方向构成一个空间直角坐标系，在空间判断安培力的方向有很大的难度，所以在判断一些复杂的安培力方向时都会选择画侧视图的方法，这样就可以把难以理解的空间作图转化成易于理解的平面作图.22第4讲 通电导线在磁场中受到的力例4如图6所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba，I3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨压力的大小.(g10 m/s2)图623第4讲 通电导线在磁场中受到的力答案(1)1.73
9、 T(2)6 N24第4讲 通电导线在磁场中受到的力借题发挥 有些同学在处理此类问题时常常感到比较困难，原因是空间观念不强，对磁场方向、电流方向、安培力方向的关系分辨不清，这时可由立体图画出正视图、侧视图或俯视图，则三者之间的关系就一目了然了.例如本题画出侧视图，不但磁感应强度、电流和安培力三者方向关系确定了，安培力、重力和支持力的关系也清楚了.25第4讲 通电导线在磁场中受到的力对点练习巩固应用反馈安培力的方向1.如图7所示，其中A、B图已知电流方向及其所受安培力的方向，试判断并在图中标出磁场方向.C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出.答案A图磁场方向垂直纸
10、面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里.(图略)图726第4讲 通电导线在磁场中受到的力安培力的大小2.如图8所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力的大小.图8答案A.ILBcos B.ILB C.ILBD.2BIRE.027第4讲 通电导线在磁场中受到的力安培力作用下的物体平衡3.如图9所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽为L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上.当回路中通过电流时，金属杆正好能静止.求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？图928第4讲 通电导线在磁场中受到的力解析 在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系.因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直轨道面向上.大小满足BILmgsin，29第4讲 通电导线在磁场中受到的力
