1、3.4通电导线在磁场中受到的力【学习目标】1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。3.了解磁电式电流表的内部构造及原理。【课前预习】1.直线电流的磁场方向可以用 定则确定：右手握住通电导线，让伸直的 所指方向与 方向一致，弯曲的 所指的方向就是 环绕的方向 2.环形电流的磁场可以用另一种 定则确定：右手握住通电螺线管，让右手弯曲 的 与 的方向一致，伸直的 所指的方向就是环形导线 上磁感线的方向。 3.安培力：磁场对 的作用力通常称为安培力。 4安培力的方向-左手定则通电导线在磁场中所受安培力的方向可以用 定则来
2、判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指 ，并且都跟手掌 ，让磁感线 ，并使 指向 方向，这时， 所指的方向，就是通电导线在磁场中 方向。说明：安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的 。 5安培力的大小(1)垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力F=。(2)当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为。(3)当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角时，导线受的安培力F= 。6磁电式电流表(1)电流表主要由哪几部分组成的？电流表由、铁芯、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。(2)为什么电流表可测出电流的强弱和
3、方向？磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越 ，线圈和指针偏转的角度就越 ，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着 ，指针的偏转方向也随着 ，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。【合作探究】探究一：探究安培力的方向1、演示实验2、提出问题（1）垂直磁场方向的通电导线受力吗？（2）电流方向、磁场方向、受力方向在同一条直线上吗？在同一平面吗？三者方向关系如何？ 3、结论：左手定则 练习：1、 画出以下通电导线所受安培力的方向探究二：探究安培力的大小1、在 磁场中通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B
4、）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = （最大） 注意：每个物理量的物理意义B、L、I。2、两种特例：即当IB时 F = 和当IB时 F = 3、通电导线与磁场方向夹角时呢？把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B= 另一分量与导线平行 B= 平行于导线的分量B不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B决定。即F=BIL，将B =Bsin 代入得：F= ，注：1、表示 方向与 方向间的夹角2、L为有效长度探究三：磁电式电流表的原理 请同学们认真阅读课本93页“磁电式电流表”的相关内容，回答以下问题：（1）电流表主要由哪几部分组成的？它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。
5、（2）电流表中磁场分布有何特点呢？（3）什么是均匀辐向分布呢？请用图示说明。（4）线圈的转动是怎样产生的? （5）线圈为什么不一直转下去？（6）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?（7）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?（8）使用时要特别注意什么?练习1.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有 :（ ） A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同 B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等 C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同 D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线
6、相平行课堂检测3.4通电导线在磁场中受到的力 班级： 姓名： 1.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是（ ）2.关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系，下述说法正确的是（ ）AF、B、I三者总是互相垂直的BF总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直CB总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直 DI总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直INS3.如图所示，有一条形磁铁放在水平面上，在其上方正中央固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直。当导线中通过垂直纸面向里的电流时，用FN表示磁铁对桌面的压力，
7、用Ff表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较是（ ）AFN减小 Ff=0 BFN减小 Ff0CFN增大 Ff=0 DFN增大 Ff04.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 ( )A水平向左 B水平向右 C竖直向下 D竖直向上5.一根长为0.2m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是 ( )A0.4 N B0.2 N C0.1 N D0课外作业3.4通电导线在磁场中受到的力 班级 姓名： 1
8、.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( ).(A)适当减小磁感应强度 (B)使磁场反向 (C)适当增大电流强度 (D)使电流反向2.如图所示，一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短y；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长y，则磁感应强度B为_A.ky/IL B.2ky/IL C.kIL/y D.2IL/ky3.一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ ）A、减少表头线圈的匝数 B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性 D、转紧表内的螺旋弹簧4.如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B=0.4 T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.2m，质量m=0.02 kg。(1)若棒中通有I=2.0 A向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；(2)改变通过金属棒的电流大小，使细线对金属棒的拉力恰好为零，求此时棒中电流的大小。