1、3.4通电导线在磁场中受到的力编撰：冯静玲一、学习目标1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsin。2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。3、了解磁电式电流表的工作原理。二、重难点重点：安培力的大小计算和方向的判定。难点：左手定则判定安培力的方向。三、学习过程【问题导思一】安培力的方向1、安培力：通电导线在 中受的力叫做安培力。2、决定安培力的方向的因素： 3、左手定则：伸开 ，使拇指与其余四个手指 ，并且都与手掌在 内让磁感线从 进入，并使四指指向 的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 的方向. 4、安培力的方向与电场方向的比较：电场力安培力研究对象点电荷
2、受力特点正电荷受力方向与电场方向（ ），沿电场线的（ ）方向，负电荷（ ）.安培力方向与磁场方向和电流方向都（ ）.判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用（ ）定则判断特别提醒：(1)FI，FB，但B与I不一定垂直(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一例1、判定以下通电导线所受安培力的方向 例2、 平行直导线间的相互作用：用学过的知识加以判断结论：同向电流相互 ，反向电流相互 。【问题导思二】安培力的大小通电直导线与磁感应强度B的方向成角时 ，F= 当B与I垂直时，F=BIL当B与I平行时，F=0. 注意：公式F=BIL中的L指的是“有效长度
3、”。 弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿L由始端流向末端。所以，任何形状的闭合平面线圈，通电后在匀强磁场受到的安培力的矢量和一定为零，因为有效长度L = 0。例2、如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力例3、如图所示，在与水平方向成60的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）ab棒对导轨的压力。变式训练：如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，在
4、导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（ ）A. Bmg，方向垂直斜面向上 B. Bmg，方向垂直斜面向下C. Bmg，方向垂直斜面向下 D. Bmg，方向垂直斜面向上【问题导思三】磁电式电流表1、磁电式电流表的工作原理： 的关系。2、磁电式电流表的构造： 、 、螺旋弹簧、 、 （图见课本3.4-5）铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。3、磁电式仪表的优点是: 缺点是： 【课后反思】1、安培力的方向2、安培力的大小3、磁电式电流表【针对性练习】1、判定以下通电导线所受安培力的方向 2、画出图中通电导线棒所受安培力的方向3、关于磁
5、场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是( )A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的平面4、如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F0，可能达到要求的方法是() A加水平向右的磁场B加水平向左的磁场C加垂直纸面向里的磁场 D加垂直纸面向外的磁场5、通电矩形线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内， a db cNMM左右电流方向如图所示，ab边与MN平行，
6、关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是 （ ） A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受的安培力的合力向左 D线框所受的安培力的合力向右6、一条形磁铁放在水平桌面上，它上方靠S极的一侧悬挂一根与它垂直的导体棒，如图所示，图中只画出此棒的横截面，且标出棒中的电流是流向纸内的，在通电的瞬间，可能产生的情况（ ）A磁铁对桌面的压力减小B磁铁对桌面的压力增大C磁铁受到向左的摩擦力D磁铁受到向右的摩擦力7、如图所示两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相反的电流，a 受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为
7、F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ）A、F2 B、F1-F2 C、F1+F2 D、2F1-F2NS8、如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈内通以如图所示方向的电流时，线圈将（ ）A、向磁铁平移B、远离磁铁平移C、边转动边向左摆动D、边转动边向右摆动9、质量为m的金属导体棒置于倾角为 的导轨上，棒与导轨间的摩擦系数为，当导体棒通电时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度 B的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（ ）10、在匀强磁场中，有一段5的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场人作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。11、长为L的水平通电直导线放在倾角为的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I2时导线平衡，那么样I1：I2= 。12、质量为0.5的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求杆恰能静止时匀强磁场的磁感应强度B的大小。