1、第三章 磁 场 第 四 节 通电导线在磁场 中受到的力复习巩固历史上最早发现电流的磁效应的人物是谁呢？思考与讨论 反过来思考：磁针对通电导线也有力的作用！奥斯特：通电导线对磁针有力的作用 磁场对通电导线也有力的作用安培力。安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向演示：按照右图所示进行实验。1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。安培力的方向与哪些因素有关？实验记录与分析1.实验装置简化图 实验次数实验次数 磁场方向磁场方向电流方向电流方向安培力的方向安培力的方向1 1向下向下垂直于纸面向外垂直于纸面向外2 2垂直于纸
2、面向里垂直于纸面向里3 3向上向上4 4垂直于纸面向外垂直于纸面向外2.实验结果记录表电流的方向：垂直于纸面向外记录1实验1电流的方向：垂直于纸面向里记录2实验2电流的方向：垂直于纸面向里记录3实验3电流的方向：垂直于纸面向外记录4实验4 实验次数实验次数 磁场方向磁场方向电流方向电流方向安培力的方向安培力的方向1 1向下向下垂直于纸面向外垂直于纸面向外2 2垂直于纸面向里垂直于纸面向里3 3向上向上4 4垂直于纸面向外垂直于纸面向外实验结果向左向右向右向左演示1：磁场方向：向下 电流方向：向外 受力方向：向右 演示2：磁场方向：向下 电流方向：向内 受力方向：向左演示3：磁场方向：向上 电流
3、方向：向内 受力方向：向右演示4：磁场方向：向上 电流方向：向外 受力方向：向左结果分析左手定则：伸开左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手 心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是直导线所受安培力的方向。FIBFIBBI30FFIIIBBB例1.判断安培力的方向F=0F=0例2.画出图中通电导线棒所受安培力的方向。FFF平面图侧视图 如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放电极接在电池的两极上，然后
4、在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，极在下，S极在上，盐水就会旋转起来极在上，盐水就会旋转起来(1)猜想一下，盐水转动的方向(2)探究盐水旋转的原因思考答案：答案：(1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转转(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转旋转思考：平行通电导线间是相互吸引还是相互排斥？思考：平行通电导线间是相互吸引还是相互排斥？1.同向电流相互吸
5、引2.反向电流相互排斥。结论:FFF同向电流F反向电流试利用左手定则分析他们之间的作用力二、安培力的大小NSIFILB当BI时F0当B和I夹角为时，F的方向？F的大小?当BI时NSINSI把磁感应强度B分解为两个分量：平行于导线的分量B2不对导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定F=I LBsin通电直导线与磁场方向不垂直的情况怎样处理？NSI垂直 B1=B sin平行 B2=B cosIBB2B1安培力大小公式：F=ILBsin表示磁场方向与电流方向间的夹角注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可怎样概括？说明：结论：F一定与B垂直，一定
6、与I垂直。但B与I不一定垂直。例例3.如右图所示的各图中，磁场的如右图所示的各图中，磁场的磁感应强度大小相同，导线两端点磁感应强度大小相同，导线两端点距离均相等，导线中电流均相等，距离均相等，导线中电流均相等，则各图中有关导线所受的安培力的则各图中有关导线所受的安培力的大小的判断正确的是大小的判断正确的是()Ad图最大Bb图最大C一样大 D无法判断答案：C例4如图1所示，垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L，折线所在平面与匀强磁感强度B垂直.abc受安培力等效于ac（通有ac的电流I）所受安培力，即F1=_，方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于ac斜向上，同理可以推知：如图2所示
7、，半圆形通电导线受安培力F2=_如图3所示，闭合的通电导线框受安培力F3=_图1图3图22BIL0计算安培力的大小时，L是指导线在垂直磁场方向上的有效长度1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。.三、磁电式电流表问题电流表中磁场分布有何特点呢？问题电流表中磁场分布有何特点呢？表中磁铁与铁芯之间是表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的.该磁场并非匀强磁场特点2、电流表的工作原理2、表盘的刻度均匀，I3、当线圈中的电流方向发生变化
8、时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。00.02N 水平向右0.02N 垂直导线，斜向左上方1.将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向IBIB30IB2.如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：()（A）适当增大电流I （B）将电流反向并适当改变大小（C）适当增大磁场（D）将磁场反向并适当改变大小ACabI
