1.1磁場對通電導線的作用力(2)磁感應強度的大小

(比值定義法，B、L兩者垂直)磁感應強度(1)定義：在導線與磁場垂直的情況下，所受的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度。(3)單位：際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，符號是T，即復習安培定則：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。復習:下列有關實驗時要滿足的條件或者實驗現象說法正確的是

A.甲圖為奧斯特發(fā)現電流磁效應的實驗，圖中的通電導線應沿東西方向放置B.乙圖中當通電直導線附近的小磁針如圖所示，則導線中的電流方向向下C.丙圖中當兩通電導線的電流方向相同時，兩通電導線會互相排斥D.丁圖中當導線環(huán)中沿逆時針方向通過電流時，小磁針最后靜止時N極指向紙內B磁場的基本性質是對放入其中的磁體或通電導體有磁力的作用。問題：安培力的方向與哪些因素有關？通電導線在磁場中受到的力叫安培力。實驗探究：U金屬導軌可自由移動的金屬桿12利用水平導軌上的金屬棒進行實驗，首先保持電流方向不變，改變磁極位置即改變磁場方向，觀察受力方向是否改變；然后保持磁場方向不變，改變導線中電流方向，觀察受力方向是否改變。一、安培力1、定義：通電導線在磁場中的受力稱為安培力2、矢量性：（1）有大?。?）有方向3、力的性質：場力4、安培在磁場對電流的作用的突出貢獻而命名為安培力二、安培力的方向實驗方案：1.實驗方法：控制變量法2.實驗步驟：按照圖所示，組裝好器材，進行實驗，觀察導體棒受力方向。（1）上下交換磁極的位置以改變磁場的方向，觀察導體棒受力方向是否改變。（2）改變導體棒中電流的方向，觀察受力方向是否改變。演示實驗磁場向上、電流向外，安培力向左磁場向上、電流向里，安培力向右磁場向下、電流向外，安培力向右磁場向下、電流向里，安培力向左數據分析B、I、F三個物理量兩兩垂直1、左手定則：伸出左手，四指與大拇指垂直，讓磁感線從手心穿過手掌，四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。2、先看磁，再看電，最后在判斷二、安培力的方向例2.畫出圖中通電直導線A受到的安培力的方向。當電流與磁場方向夾角為θ時:BFB⊥B∥BIF一定與B垂直，一定與I垂直；即安培力垂直于電流和磁場所在的平面.但B與I不一定垂直.電流與磁場方向不垂直的安培力方向3、安培力方向的特點(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I

決定的平面．(2)當電流方向跟磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直于電流與磁場所決定的平面，所以仍可用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過手心．BI通電導線間的相互作用如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。用學過的知識加以分析同向電流間的相互作用反向電流間的相互作用F同向電流間的相互作用F12先看場，再看電，最終再判斷FF反向電流間的相互作用先看場，再看電，最終再判斷4、通電導線間的相互作用（1）同向電流相互吸引（2）異向電流相互排斥F、B、I的方向關系BIF位置關系示意圖安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所在的平面。伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內;讓磁感線從掌心進入,并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。左手定則：例1.下列各圖安培力F的方向正確的是(

)C試解釋：同向電流互相吸引，異向電流互相排斥。在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。即

F=BIL結論:當兩者不垂直時，安培力的大小呢？當I與B平行時，安培力為零；BθIB⊥B∥當I與B成一夾角θ時，F=BILsinθ例2、通電直導線I與通電閉合線框abcd在同一平面內，不計重力，若直導線固定，那么閉合線框將（）A.在紙面內向上運動B.在紙面內向下運動C.在紙面內遠離導線D.在紙面內靠近導線D例3、如圖所示，金屬桿ab的質量為m，長為L，通過的電流為I，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面夾角為θ斜向上，金屬桿ab始終靜止于水平導軌上，則以下正確的是（）A．金屬桿受到的安培力的大小為B．金屬桿所受摩擦力大小為C．金屬桿對導軌壓力可以為0D．僅使磁感應強度B反向，其它條件不變，摩擦力大小不變D例4、等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接，已如導體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為

。1.5F對安培力大小計算公式的深刻理解①公式F＝ILB中L指的是“有效長度”。當B與I垂直時，F最大，F＝ILB；當B與I平行時，F＝0。②當B與I垂直時，彎曲導線的有效長度L，等于連接兩端點之間的長度，相應的電流沿L由始端向末端。F=BIL例4（法二）：已如導體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為

F。1.5FI1=0.5I2磁電式電流表磁電式電流表的構造鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動.所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈轉到什么位置，線圈平面都與磁感線平行。觀察蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場有什么特點？（均勻輻向磁場)FF均勻輻向磁場是勻強磁場嗎？

不是勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓周上，各點的磁感應強度大小相等。電流表的工作原理

(1)當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力使線圈發(fā)生轉動，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的作用，其大小隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙作用和安培力使線圈轉動的作用相平衡時，線圈停止轉動。(2)磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產生的使線圈轉動的作用也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據指針的偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。表盤的刻度均勻，θ∝I(3)當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也發(fā)生變化，所以根據指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。磁電式儀表有哪些優(yōu)點？靈敏度高，可以測出很弱的電流。磁電式儀表有哪些缺點？

由于繞制線圈的導線很細，允許通過的電流很弱，若電流超過允許值，很容易燒壞。若希望用它測量較大的電流值，就要擴大其量程。CD例5、(多選)如圖是磁電式電流表的結構，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導線長均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導線所在處的磁感應強度大小均為B。則（）A.該磁場是勻強磁場B.線圈平面總與磁場方向垂直C.線圈將順時針轉動 D.a、b導線受到的安培力大小均為BIL例6、質量為m=0.02kg的通電細桿ab置于傾角為θ=37°的平行放置的導軌上,導軌的寬度d=0.2m，桿ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.4，磁感應強度B=2T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，如圖所示?，F調節(jié)滑動變阻器的滑片，為使桿ab靜止不動，則通過桿ab的電流范圍為多少？(g取10m/s2)。題干精簡：已知m=0.02kg，d=0.2m，μ=0.4，B=2T。=37°桿ab靜止不動，求通過桿ab的電流范圍?0.14~0.46A安培力與力學綜合問題的解題思路1.受力分析前，將三維立體圖轉化為二維平面圖。2.在平面圖中，利用左手定則判斷安培力方向。3.進行受力分析。4.結合矢量三角形或者平衡條件求解。例7、如圖，質量為m、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O′，并處于勻強磁場中。當導線中通以沿x正方向的電流I，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為θ。則磁感應強度方向和大小可能為（）A．z正向，

B．y正向，C．z負向，

D．沿懸線向上，BCB選項：y正向,?θ正確m，LθAC選項：z正向，z負向？B=?

z負向，m，LD選項：沿懸線向上，?θ錯誤m，Lθm，L拓展：磁感應強度至少為多大，導線才能在該位置保持靜止？F安mgT安培力作用下導體的運動問題思考：如圖所示，一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合。當兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，則線圈L1將怎樣運動？嘗試用幾種不同的方法分析。方法1：結論法通電線圈L1或L2都可看作由兩個半圓環(huán)電流組成，半圓環(huán)中的電流可等效為同向或反向電流，根據“同向電流相吸引，反向電流相排斥”，可知從左向右看，線圈L1將順時針轉動。方法2：電流元法把線圈L1以水平轉動軸為界分成上、下兩部分，每一部分又可以看成無數段直線電流元，電流元處在固定線圈L2產生的磁場中；根據安培定則可知各電流元所在處的磁場方向向上；由左手定則可得，上半部分各電流元所受安培力均指向紙外，下半部分各電流元所受安培力均指向紙內；因此從左向右看線圈L1將順時針轉動。方法3:等效法把通電線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流L2的中心，小磁針最終靜止時，N極應指向環(huán)形電流L2產生的磁場在該點的磁感應強度方向。由安培定則知，L2產生的磁場在其中心處的磁感應強度豎直向上，而小磁針轉動前N極指向紙內，因此小磁針的N極應由指向紙內轉為豎直向上，即從左向右看，線圈L1將順時針轉動。key：小磁針/條形磁鐵環(huán)形電流例8．如圖所示，將通電直導線AB用懸線懸掛在電磁鐵的正上方