1、2磁场对通电导线的作用力学 习 目 标知 识 脉 络1.掌握安培力、左手定则，会判断安培力的方向以及有关安培力的计算(重点)2理解磁感应强度的定义和物理意义(难点)3理解磁通量及其定义，掌握公式BS(难点)安 培 力磁 感 应 强 度1安培力磁场对通电导线的作用力(1)定义：人们把磁场对通电导线的作用力叫安培力(2)因素：与电流大小、导线长度有关即FBIL(导体垂直磁场放置)(3)安培力的方向可用左手定则判定伸开左手，四指并拢，使拇指与其余四个手指垂直，并处于同一平面内把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则左手拇指所指的方向就是安培力的方向2磁场的定量描述磁感应强度(1)
2、定义：一段通电直导线放在磁场里所受的安培力FBIL，其中B与导线中的电流和导线的长度无关，仅与磁场有关，表示磁场的强弱和方向，称为磁感应强度(2)公式：B.(3)单位：特斯拉；符号T.(4)磁感应强度的方向与磁场的方向一致1当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向和磁感应强度方向相同()2已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁场方向和安培力的方向，判定电流的方向用右手()3只要电流的方向不与磁场平行，电流就会受到安培力()一个通电导体在磁场中所受安培力为零，能否说磁感应强度就一定为零？【提示】不能，因为通电导线在磁场中若和磁感线平行，所受安培力就为零，但磁感应强不为零1
3、安培力大小的计算(1)若B与I(L)垂直时，FBIL，此时所受的安培力最大；(2)若B与I(L)平行时，F0；(3)在计算安培力时，若放入磁场中的导线是弯曲导线，其安培力求解时应用其长度的有效值，即两端点所连直线的长度如图221所示：图221(4)当导线方向与磁场方向斜交时，所受到的安培力介于零和最大值之间2安培力方向的判断(1)安培力的方向既与磁场方向垂直又与电流方向垂直但磁场方向与电流方向不一定垂直，由此可知安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面(2)当磁场方向、电流方向、安培力方向两两垂直时，只要已知其中任意两个力的方向，就可以判断第三个力的方向(3)当不能确定磁场方向和电流方向是
4、否垂直时，若已知磁场方向(或电流方向)与安培力的方向，电流方向(或磁场方向)不唯一3磁感应强度的定义B(1)通过实验可得出：在磁场中同一点垂直磁场放置导体时，电流受到的安培力F与IL的比值是一个常量，所以磁场中某点的磁感应强度与安培力F的大小、IL乘积大小无关，而在不同点安培力F与IL的比值一般不同，因此磁感应强度是由磁场本身的性质决定的这就是比值法定义物理量(2)B定义了磁感应强度的大小，其中的B与F都是矢量，但是B与F的方向并不相同，而是垂直的关系1下列说法正确的是()A如果通电导线在磁场中某处不受安培力作用，则该处不存在磁场B即使通电导线在磁场中某处不受安培力作用，该处也可能存在磁场C通
5、电导线在磁场中受安培力大的位置磁场强D磁场越强的位置，通电导线受到的安培力越大【解析】当通电导线平行磁场放置时，不受安培力的作用，故B正确，A错误安培力的大小与通电导线的长度、电流的大小、磁场的强弱以及电流与磁场间的方向有关系，故C、D均错误所以正确选项为B.【答案】B2关于磁感应强度，下列说法正确的是()A由B可知，B与F成正比，与IL成反比B通电导线放在磁场中的某点，此点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，此点的磁感应强度就为零C通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场(即B0)D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通
6、电导线无关【解析】磁感应强度B是定义式，用来量度某处的磁感应强度，但磁感应强度是由磁场本身的性质决定的，与放入的通电导线无关；当通电导线与磁场方向平行时受磁场力为零，但不能说明B0，故A、B、C均错，只有D正确【答案】D3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222所示，已知磁感应强度为1 T试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向图222【解析】(1)因为导线与磁感线平行，所以导线受到的安培力为零；(2)由左手定则知，安培力方向垂直于导线水平向右，大小为FBIL10.120102 N0.02 N；(3)由左手定则知，安培力的方向在纸面内垂直于导
7、线斜向上，大小为FBIL10.120102 N0.02 N.【答案】(1)0(2)0.02 N(3)0.02 N磁 通 量1定义：在匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面我们把磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通，用符号表示2表达式：BS.3单位：韦伯简称韦，符号Wb,1 Wb1_Tm2.4磁感应强度也称为磁通密度1磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量()2若穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零()3磁通量有大小，有正负、它是矢量()在大量的电磁仪器中，磁场的应用非常广泛，而匀强磁场占据着非常重要的地位，你知道什么样的磁场是匀强磁场吗？【提示】如果在磁场中的某
8、一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场在两个正对的距离很小的异名磁极之间的磁场是匀强磁场匀强磁场的磁感线是间距相等的一组平行线1.磁通量指穿过某一面积的磁感线的条数，在匀强磁场中，穿过与磁场方向垂直、面积为S的平面的磁通量BS，若磁感线与平面不垂直时，如图223所示，我们采用投影的方法，将平面向垂直于磁场的方向上投影，就可得到磁通量的一般的计算公式BSBScos .图223图中的S为面积为S的平面在垂直于磁感线方向上的投影面积为平面与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角2磁通量是标量，只有大小，没有方向，但有正负其正负仅表示磁感线的贯穿方向，一般来说，如果规定磁
9、感线从线圈的正面穿过时，磁通量为正，那么磁感线从线圈反面穿过时磁通量就为负如闭合回路的面积为S，垂直于磁感应强度为B的匀强磁场放置，此时的磁通量为BS.现在把闭合回路在磁场中翻转180，此时的磁通量为：BS.磁感线从不同方向穿过同一面积时，磁通量是它们的代数和，即相互抵消后剩余的磁感线条数4下列说法中，正确的是()A磁通量是描述磁场强弱的物理量B电场线与磁感线都是不封闭曲线C在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大D磁感应强度是描述磁场强弱的物理量【解析】磁通量BS，磁场强的地方磁感应强度B一定大，但不一定大面积S大，也不一定大磁感线是封闭曲线，故A、B、C
10、均不正确【答案】D5面积为2.0102 m2的矩形线圈放在磁感应强度为5.0104 T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，求穿过线圈的磁通量【解析】由磁通量的定义知：BS5.01042.0102 Wb1.0105 Wb.【答案】1.0105 Wb6匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的矩形线圈面积为S，磁场磁感应强度为B，在它绕轴线中心从图224所示位置转过180的过程中，求该线圈磁通量的变化. 【导学号：18792018】图224【解析】起始状态的磁通量1BS.末态的磁通量大小2BS，但初态是从正面穿入，末态则从反面穿出若初态1为负，则2为正所以2(1)BS(BS)2BS，而不是零【答案】2BS有关磁通量的计算问题首先要弄清B与S是否垂直.不能生搬硬套BS.
