3.4通电导线在磁场中受力

通电导线在磁场中受力是物理学中的一个重要问题，对于磁场与电流的相互作用有着深远的意义。

正确判断通电导线在磁场中的受力情况，对于理解电磁学知识和应用实践具有重要的指导意义。

本文将从理论和实验两个方面，系统地介绍通电导线在磁场中受力的判断方法。

一、理论分析1. 安培力的方向根据安培力的定义，通电导线在磁场中受到的安培力的方向与导线本身的电流方向和外磁场的方向有关。

当电流方向和外磁场方向垂直时，安培力的方向与电流和磁场的方向关系由右手定则确定。

2. 安培力的大小安培力的大小与导线本身的电流大小以及外磁场的强度有关，可以通过安培力的计算公式进行求解。

在实际应用中，经常需要根据安培力大小的判断来设计和选择电磁设备。

二、实验验证1. 安培力实验通过安培力实验，可以直观地观察通电导线在磁场中受力的情况。

通过改变电流方向、电流强度和外磁场强度等条件，可以验证理论分析中的安培力方向和大小的判断方法。

2. 磁场力线观察通过铁屑实验等方法，可以观察外磁场的分布情况，验证外磁场方向和大小对通电导线受力的影响。

这有助于加深对磁场与电流相互作用的物理图像理解。

通过理论分析和实验验证，可以比较客观地判断通电导线在磁场中受力的方法。

这有助于培养学生的实践能力和创新意识，提高学生对物理学知识的整体把握能力。

对于电磁技术应用领域的人员，正确判断通电导线在磁场中受力的方法也具有指导意义，可以帮助他们更好地设计和应用电磁设备。

在日常生活和工程实践中，电磁技术已经得到了广泛的应用。

正确判断通电导线在磁场中受力的方法不仅是科学研究的前沿问题，更是现代工程技术的重要基础。

希望通过本文的介绍，可以促进对该问题的深入研究和实际应用，并推动电磁技术领域的发展。

3. 应用领域电磁技术在现代社会的各个领域都有着广泛的应用，包括电力工程、通信技术、医疗设备、交通运输、环境监测等。

在这些领域中，通电导线在磁场中受力的判断方法都具有重要的应用价值。

在电力工程中，正确判断通电导线在磁场中受力的方法可以帮助工程师设计和优化输电线路、发电设备等电气设备，保障电网的安全稳定运行。

§3.4 磁场对通电导线的作用力 导学案学习目标1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F =BIL sin θ。

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。

预习指导学习重点: 安培力的大小计算和方向的判定。

学习难点: 用左手定则判定安培力的方向。

自主学习，合作探究：(阅读课本相关内容，完成下列问题) 1．磁场对 的作用力通常称为安培力。

2． 磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力 ；导线短，作用力 。

用公式表示为 。

3．如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小 ，方向仍可用 定则判定。

4．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指 ，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从 进入，四指指向 方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

5． 在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是 的。

例1．磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。

图甲、乙、丙、丁、戊分别表明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向，试画出第三个量的方向。

甲 乙 丙丁 戊例2.一通电直导线长50厘米，放在如图所示匀强磁场中，电流方向与磁感应强度的方向的夹角为53°，磁感应强度B=2T ，当导线中通2A 的电流时，导线受到的安培力为多大？当堂达标1． 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向2.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.以上说法都不对3． 如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是 （ ）A ． 向右飞行的正离子B ． 向左飞行的正离子C ． 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子4． 如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd ，可绕其中心轴转动，则在转动过程中（ ）A ．ab 和cd 两边始终无磁场力作用。

３.４《磁场对通电导线的作用力》教案三维目标：（一）知识与技能1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BIL sinθ。

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）过程与方法通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

（三）情感、态度与价值观1、通过推导一般情况下安培力公式F=BIL sinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识在生活和生产中的应用。

教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。

教学难点：用左手定则判定安培力的方向。

教学方法：实验观察法、逻辑推理法、讲解法教学用具：蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课教师：通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。

安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。

这节课我们对安培力作进一步的讨论。

（二）新课教学1、安培力的方向教师：安培力的方向与什么因素有关呢？演示：如图所示，连接好电路。

实验（1）改变电流的方向，观察发生的现象。

［现象］导体向相反的方向运动。

（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象。

［现象］导体又向相反的方向运动。

［教师引导学生分析得出结论］（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。

（2）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平面。

教师：如何判断安培力的方向呢？通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

第四节 通电导线在磁场中受到的力第一部份一、安培力：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。

二、安培力大小①F BIL =（磁感线方向和电流方向垂直） ②0F =（磁感线方向和电流方向平行）③sin F BIL θ=（磁感线方向和电流方向夹角为θ） 3、安培力方向左手定那么：如下图，伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，而且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，那么大拇指所指方向确实是通电导线所受安培力的方向．专题一 左力右磁场分析安培力方向两步走分析安培力方向 ①磁感线垂直穿左掌心 ②四指指电流方向 拇指指安培力方向IB FI BFIBIFF专题二FBI之间夹角①F必然与另外两个东西（BI）垂直②但另外两个东西（BI）不必然垂直（能够平行、能够有一样夹角）专题三弯曲通电导线受到的安培力计算F BIL=其中L取有效长度——初末位置连线长度（1）折线形直导线（每条边长L时？总长L时？）60ο90ο120ο（2）圆弧形直导线半圆四分之一圆（3）闭合导线4、平行通电导线间的彼此作用同向电流彼此吸引、反向电流彼此排斥五、磁电式电流表（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）。

ABI IA B II铁芯、线圈和指针是一个整体能够转动。

(2)电流表的工作原理（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射散布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平稳时，线圈停止转动。

（2）磁场对电流的作使劲与电流成正比，因此线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因此依照指针的偏转角度的大小，能够明白被测电流的强弱。

教学设计3.4通电导线在磁场中受到的力大庆四中高三年级物理组陈艳宝2014年9月19日3.4通电导线在磁场中受到的力大庆四中陈艳宝一、教材分析安培力和下一节的洛伦兹力是本章的核心内容，这些知识不仅在学习《物理选修3-2》各章要用到，在工农业生产和高新科技发展中都有广泛的应用。

安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。

安培力的方向一定与电流，磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意的角度，当电流的方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。

对此学生常常混淆。

例如，在解决实际问题时，误以为安培力，电流，磁感应强度一定是两两垂直的等，另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。

要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图，俯视图和剖面图，需要一定的训练巩固。

二、教学目标（一）知识与技能1、会推导磁场中安培力的表达式，会计算磁场中安培力的大小。

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）过程与方法通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

（三）情感、态度与价值观1、通过推导一般情况下安培力的公式F=ILBsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。

三、教学的重点和难点安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。

四、教学方法：实验观察法、逻辑推理法、归纳总结法、讨论探究法、讲解法。

五、学情分析学生通过前面的学习已经掌握了电流、磁感应强度的相关知识，已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，通过本节学习进一步知道这个力是安培力，会判断方向，会计算大小。

本节需要学生有一定的空间想象能力，通过一定的训练巩固。

六、教学用具：蹄形磁铁、导线和开关、电源、铁架台、线圈、视频展台，白板等多媒体辅助教学设备七、教学过程：【复习】复习引导、创设情境、激发兴趣通过本章的第一节学习，我们知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，这节课我们来具体研究一下这个力。

3.4通电导线在磁场中受到的力（教案）横县百合完全中学：韦衍虎〖教材分析〗安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。

安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。

正确应用左手定则也是本章的难点之一。

〖学情分析〗空间想象能力对本节学习至关重要，但学生这方面比较薄弱，要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，对此学生常常混淆，需要一定的巩固训练。

刚学磁感应强度，对电流与磁场的方向关系的认识主要停留在垂直这种特殊情况上，这堂课要加强对方向角的认识。

另外安培力是导线的总体长度在磁场中收到的力的总和，这一点可以缓一步提醒，不要急于求成。

〖教学目标〗知识与技能：1、知道什么是安培力，会推导安培力公式。

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。

过程与方法：通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

情感态度与价值观：1、通过推导一般情况下安培力的公式，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。

〖教学重难点〗教学重点：安培力的大小计算和方向判定。

教学难点：用左手定则判定安培力的方向。

〖教法与学法〗教法：讲授法、实验法、谈论法学法：观察体验法、推论法，归类比较法、等效分析法、二维视图法〖信息技术的融合〗在课件中插入动态图〖教学过程〗一、新课引入初次见面也没有什么礼物送给大家，我做了一个小爱心，送给大家，希望大家喜欢。

(播放动图、音频）问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？通过前面的学习我们知道了磁场对通电导线会有力的作用。

安培在这方面有杰出的贡献，为了纪念他，我们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。

河北师范大学附属民族学院高中部理综组§3.4 通电导线在磁场中受到的力（一）同步导学案【学习目标】1．通过实验探究知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向的关系。

2．会用左手定则判断安培力的方向．3．推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小．【自主学习】1．磁场对的作用力通常称为安培力。

2．垂直于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力；导线短，作用力。

用公式表示为。

3．左手定则：让磁感线垂直穿入，四指指向方向，拇指所指的方向。

【知识探究】一、安培力的方向观察通电导线在磁场中受力情况．并思考讨论下面问题1．上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变．2．改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变．3．通过以上两种情况的分析，用自己的语言总结出安培力方向的规律．左手定则：注意：安培力方向、电流方向、磁场方向两两彼此垂直。

【拓展】两平行通电导线的相互作用（1）两根通电直导线平行放置，当它们通以同向电流时，分析它们的受力情况；（2）若通以反向电流，分析它们的受力情况．【提示】通电导线周围存在磁场，而通电导线在磁场中要受到安培力的作用．【结论】同向电流相互，反向电流相互．二、安培力的大小垂直于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力；导线短，作用力。

用公式表示为。

【拓展】（1）当B与I垂直时，（安培力有最大值）（2）当B与I不垂直，存在夹角θ时，（3）当B与I平行时，（安培力有最小值）【当堂训练】如图所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出．【总结归纳】1．安培力的方向，遵从左手定则：2．安培力的大小：【巩固提升】1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。