2第二节 安培力 磁感应强度

第二节安培力磁感应强度1. 安培力安培力也称作法拉第力，是指电流所产生的磁场中的力。

安培力的方向遵循右手定则，与电流方向、磁场方向和电荷的正负有关。

安培力的大小与电流、磁感应强度以及电流所处的磁场的角度有关。

安培力的公式如下：\[ F = BIL \sin{\theta} \]其中，F表示安培力，B表示磁感应强度，I表示电流，L表示电流元的长度，θ表示电流与磁场的夹角。

2. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，常用的单位是特斯拉（T）。

磁感应强度是通过磁力对单位面积的大小来定义的。

磁感应强度的公式如下所示：\[ B = \frac{F}{IL} \]其中，B表示磁感应强度，F表示磁力，I表示电流，L表示电流元的长度。

3. 安培力与磁感应强度的关系从上述的公式可以看出，安培力与磁感应强度有直接的关系。

当磁感应强度增大时，安培力也会增大；当磁感应强度减小时，安培力也会减小。

这种关系可以通过实验来验证。

实验结果表明，当电流、电流元长度和夹角不变时，增大磁感应强度会导致安培力的增大。

4. 应用举例安培力和磁感应强度的关系在许多物理应用中都有重要的作用。

以下是一些例子：4.1 电机在电机中，通过电流在磁场中产生安培力，从而驱动转子转动。

电机的转矩与电流、磁场的磁感应强度和转子的长度有关。

4.2 电磁铁电磁铁可以通过改变通电线圈的电流来控制磁感应强度。

在电磁铁中，磁感应强度的大小直接影响吸力的大小。

4.3 磁共振成像磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种利用磁感应强度的变化来获取人体内部结构图像的方法。

通过调节磁场的磁感应强度和方向，可以得到不同的组织对磁场的响应，从而实现对人体内部的成像。

5. 总结安培力和磁感应强度是描述磁场中电流相互作用的重要物理量。

它们之间存在着直接的关系，磁感应强度的增大会导致安培力的增大。

这种关系在电机、电磁铁以及磁共振成像等领域都得到了广泛应用。

二、安培力磁感应强度【基础知识】1．磁感应强度①定义：在磁场中的通电导线，所受的跟和的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度．用来表示．②定义式：．③单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是，简称，国际符号是．④磁感应强度是量，既有大小，又有方向，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的．⑤磁感应强度的大小可以用磁感线的来表示．说明：①B 的定义中“通电导线”必须磁场方向放置．②磁感应强度B 只与有关，与无关．〖磁感应强度B与电场强度E的比较〗2．安培力①安培力的大小：当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小F= 。

②安培力的方向判断方法：（用左手定则判定）伸开左手，使大拇指跟其余四个手指，并且都跟手掌在内，把手放人磁场中，让磁感线，并使伸开的四指指向的方向，那么，大姆指所指的方向就是在磁场中的方向．③安培力的特点：F B，F I ，即F B 和I所决定的平面．〖关于安培力应注意的问题〗（1）安培力的大小：在匀强磁场B中，长为L的导体，通人电流I．①若磁场和电流垂直：F= ．②若磁场和电流平行：F= ．③若磁场和电流成θ角时，如图所示，F= ．④若导线是弯曲的：导线的有效长度 L ，等于连接两端点直的长度，相应的电流方向，沿 L 由始端流向末端．（2）安培力的方向：① 安培力的方向总是 磁场方向和电流方向所决定的平面．② 注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向 ，而电场力的方向与电场的方向 ．③ 当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍 电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再 穿过手心． 判断通电导体在安培力作用下的运动，常用的方法（1）电流元受力分析法；（2）特殊位置分析法；（3）等效分析法；（4）推论分析法： 【例1】如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线中通过如图所示方向的电流I 时，试判断导线的运动情况．【例2】如图所示，导线ab 固定，导线cd 与ab 垂直且与ab 相隔一段距离， cd 可以自由移动，电流方向如图，试分析cd 的运动情况．【例3】如图1所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且 ab= ac =ad ，则 a 点的磁感应强度的方向是A ．垂直纸面指向纸里B ．垂直纸面指向纸外C ．沿纸面由 a 指向 bD ．沿纸面由 a 指向 d图1 图2 图3 【例4】在倾角为 30°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，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图2所示，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流 I 时，导体棒恰好静止在斜面上 ，则磁感应强度的大小为 B = ．【例5】将长为 lm 的导线 a c ，从中点 b 折成如图3所示形状，放入B=0 . 08T 的匀强磁场中，abc 平面与磁场垂直．若在导线 abc 中通入 25A 的直流电，则整个导线所受安培力大小为 N ．B Iθabd acIIIBIIabcd。

第二节安培力磁感应强度在物理学的奇妙世界中，安培力和磁感应强度是两个至关重要的概念。

它们不仅在理论研究中具有深刻的意义，更是在实际应用中发挥着不可或缺的作用。

首先，咱们来聊聊安培力。

安培力是指通电导线在磁场中所受到的力。

想象一下，一根导线中有电流通过，然后把它放到磁场中，这时候它就会受到一种力的作用，这个力就是安培力。

那安培力的大小跟哪些因素有关呢？它跟导线中的电流大小、导线在磁场中的长度，以及磁感应强度的大小都有关系。

具体来说，安培力的大小等于电流大小、导线长度以及磁感应强度大小这三者的乘积，再乘以它们之间夹角的正弦值。

如果导线与磁场方向垂直，那么夹角就是 90 度，正弦值就是 1，这个时候安培力最大。

举个例子，如果有一根长为 1 米的直导线，通过的电流是 2 安培，处在磁感应强度为05 特斯拉的匀强磁场中，并且导线与磁场方向垂直，那么这根导线所受到的安培力大小就是 1 牛顿。

安培力的方向又怎么判断呢？这就得用到左手定则了。

伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。

说完了安培力，咱们再来说说磁感应强度。

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。

它就像是给磁场的“力量”定了一个标准。

那怎么来理解磁感应强度呢？可以把它想象成磁场的“密度”。

磁场越强，磁感应强度就越大；磁场越弱，磁感应强度就越小。

在定义上，把一小段通电导线垂直放在磁场中，所受到的安培力与电流和导线长度的乘积的比值，就叫做磁感应强度。

磁感应强度是矢量，它有大小和方向。

在匀强磁场中，磁感应强度的大小和方向都是处处相同的。

在实际应用中，安培力和磁感应强度有着广泛的用途。

比如在电动机中，就是利用安培力的作用来使电动机转动；在磁悬浮列车中，也离不开对安培力和磁感应强度的巧妙运用。

总之，安培力和磁感应强度是电磁学中非常重要的概念。

深入理解它们，对于我们掌握电磁学的知识，以及解决实际问题都具有极其重要的意义。

第2节安培力磁感应强度教学目标1 知识目标：①掌握安培力的大小计算公式，理解磁感应强度的定义及其物理意义；②能够利用安培力公式和磁感应强度的定义式进行计算；③知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点；④熟练应用左手定则判断安培力的方向。

2 能力目标：①通过观察演示实验，培养学生的观察理解、空间想象能力。

②与电场一节对比学习，培养学生类比、推理能力。

3 德育目标：培养学生辨证唯物主义观点和实践第一的观点教学重点1 磁感应强度概念的建立2 安培力的计算教学难点磁感应强度概念的建立教学用具学生电源，U形磁铁，铁架台，水平平行裸铜线导轨，直铜棒，带夹导线三根，开关。

教学方法实验演示、多媒体辅助教学教学过程1 引入新课与电场类比：复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备。

提问：①电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用。

）②用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？（电场强度）③电场强度是如何定义的？其定义式是什么？引入：①磁场的基本性质是什么？（对其中的电流，即通电导线有磁场力的作用。

）②用什么物理量来描述磁场的强弱和方向？师：磁场对电流的作用力通常叫做安培力。

这节课就来讨论安培力的大小和方向，并找出表示磁场强弱的物理量。

2 新课教学2.1 安培力的大小磁感应强度板书：2.1 安培力的大小，磁感应强度2.1 1 磁场对电流的作用力通常称为安培力。

是为了纪念法国物理学家安培而命名的。

2.12 决定安培力大小的因素观察实验：如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。

将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。

有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较安培力的大小。

分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。

先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。

观察这两个因素对磁场力的影响。

磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L通人电流强度I有关。

安培力磁感应强度简介安培力磁感应强度（B）是描述磁场强度的物理量，是用来衡量磁场对电流的影响程度。

安培力磁感应强度是在指定点或空间中，单位电流元产生的力所引起的磁场强度，通常用字母B表示。

本文将介绍安培力磁感应强度的基本概念和计算方法。

定义安培力磁感应强度是以安培（A）为单位的矢量物理量，表示在磁场中单位电流元所受到的力。

它的大小和方向都与电流元和磁场有关。

计算方法根据比奥-萨伐尔定律，通过一段导线的电流元的安培力磁感应强度可以通过以下公式计算：B = μ0 * I/ (2πr)在公式中，B表示安培力磁感应强度，μ0表示真空中的磁导率（μ0 ≈ 4π * 10^-7 T*m/A），I表示电流的大小，r表示与电流元的距离。

特点安培力磁感应强度具有以下几个特点：1.安培力磁感应强度是与电流元的大小和方向有关的，当电流元的大小和方向改变时，磁感应强度也会变化。

2.安培力磁感应强度是矢量量，具有大小和方向。

磁感应强度的方向指向电流元所在点的磁场方向。

3.安培力磁感应强度随着距离的增加而减小，符合反比例关系。

即离电流元越远，安培力磁感应强度越小。

应用安培力磁感应强度在物理学和工程学中有广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景：•电磁铁：在电磁铁中，通过通电线圈产生的磁场，可以利用安培力磁感应强度来控制铁磁材料的磁化程度，从而实现吸附和释放物体的功能。

•电流电机：电流电机的运转原理是利用电流元所受到的安培力磁感应强度，使得电流元和磁场之间产生力的作用，从而让电机产生运动。

•传感器：许多传感器利用安培力磁感应强度的变化来检测和测量特定的物理量，比如磁场传感器可以根据安培力磁感应强度的变化来测量物体周围的磁场强度。

总结安培力磁感应强度是一个描述磁场强度的重要物理量，它与电流元的大小和方向有关，可以用来计算和控制磁场的作用和影响。

了解和掌握安培力磁感应强度的基本概念和计算方法，对于理解磁场的性质和应用具有重要意义。

安培力磁感应强度引言安培力是电流在磁场中作用产生的一种力的表现形式。

它是由法国物理学家安培发现的，因此得名。

安培力与电流、导线长度、导线与磁场的夹角以及磁感应强度之间存在着密切的关系。

在本文中，我们将重点讨论磁感应强度的概念，并了解它与安培力之间的联系。

磁感应强度的定义磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。

它用字母B表示，单位是特斯拉(T)。

磁感应强度B的定义可以通过安培力来解释。

根据安培力的定义，当一段电流为1安的导线长度为1米时，它在磁感应强度为1特斯拉的磁场中受到的力为1牛顿。

因此，磁感应强度的定义可以表示为：B = F / (I * L * sinθ)其中，B表示磁感应强度，F表示安培力，I表示电流强度，L表示导线长度，θ表示电流与磁场的夹角。

这个定义可以帮助我们理解磁感应强度与安培力之间的关系。

磁感应强度的性质磁感应强度具有一些重要的性质，这些性质有助于我们理解和应用磁感应强度。

1. 方向性磁感应强度是一个矢量量，即它具有方向。

磁感应强度的方向是垂直于电流所在平面的方向，并且遵循右手定则。

根据右手定则，当右手的四指指向电流方向，拇指所指的方向就是磁感应强度的方向。

2. 与电流强度的关系磁感应强度与电流强度之间存在着线性关系。

当电流强度增加时，磁感应强度也会增加。

这可以通过磁感应强度的定义来推导。

3. 与导线长度的关系磁感应强度与导线长度之间也存在着线性关系。

当导线长度增加时，磁感应强度也会增加。

这也可以通过磁感应强度的定义来推导。

4. 与夹角的关系磁感应强度与电流与磁场的夹角之间存在正弦关系。

当夹角为0度时，即电流与磁场平行时，磁感应强度达到最大值。

而当夹角为90度时，即电流与磁场垂直时，磁感应强度为0。

举例说明为了更好地理解磁感应强度的概念和应用，我们举一个简单的例子。

假设有一段电流为2安的导线，长度为0.5米，在磁感应强度为0.6特斯拉的磁场中，与磁场夹角为30度。

现在我们想计算电流在这个磁场中受到的安培力。

二、安培力 磁感应强度·教案示例教学目的1．理解磁感应强度的定义，知道磁感应强度的单位是特斯拉．2．会用磁感应强度的定义式进行有关计算．3．知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小4．知道什么是安培力，掌握分析安培力的方法．教具磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台教学过程●引入新课磁场不仅具有方向，而且也具有强弱．为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量．怎样的物理量能够起到这样的作用呢？我们联想一下描述电场强弱和方向的物理量——电场强度是怎样定义的．它是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受电场力与检验电荷电量的比值来定义的．●进行新课用类似的方法可以定义描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度．【板书】第二节安培力磁感应强度一、磁感应强度将通电导线放入磁场中，导线要受到磁场力作用，我们把这种力称为安培力． 现在从通电导线所受安培力开始研究．实验表明安培力与通电导线在磁场中放置有关，为了简便起见，我们研究导线方向与磁场垂直时，安培力的大小跟什么有关．1．【实验】装置见教材，怎样研究安培力与其它物理量的关系？运用控制变量的方法．【板书】(1)导线中电流强度不变，改变磁场中导线的长度，精确实验表明F ∝L ．(2)磁场中导线长度不变，改变导线中的电流强度，精确实验表明F ∝I ． 归纳得出F ∝ILF ＝BILB ＝F IL 比较＝与＝，在磁场中不同点与同一点的特点及此比值大E B F q F IL 小的意义，得出可以用B 表示磁场强弱的物理量．2．磁感应强度的定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫做磁感应强度．如导线很短很短，B 就是导线所在处的磁感应强度．3．单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T ．1T1N＝·A m4．量性及形象表示方法：磁感应强度是矢量，把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向．与电场线对比，在磁场中用磁感线可以表示磁感强度的大小和方向．二、匀强磁场：1．特点：B的大小和方向处处相同．2．产生方法：相距很近的两异名磁极间的磁场，通电螺线管内部的磁场，除边缘部分外，都可认为是匀强磁场．有了磁感应强度，我们就可以更好的研究通电导线所受的安培力．三、安培力安培力大小F=BIL，适用条件(1)通电导线与磁场方向垂直，(2)匀强磁场或非匀强磁场中、很短的通电导线．●巩固练习1．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5A，导线长1cm，它受到的安培力为5×10-2N，则这个位置的磁感应强度是多大？2．接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5A时，这一点磁感应强应是多大？安培力F多大？3．如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场．【板书】2．安培力的方向【实验】通电导线所受安培力的方向与导线中电流方向和磁场方向有关．对实验的分析、归纳可知安培力的方向跟磁场方向和电流方向之间的关系如下．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，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．●巩固练习判断图16－9中导线A所受磁场力的方向●作业1．复习本节内容．2．课后练习二(5)、(6)、(7)题．参考题1．如果两根通电导线互相垂直且相隔一小段距离，如图16－10所示，其中一条AB固定，另一条CD能自由活动，则CD将怎样运动？2．如图16－11所示，把轻质导线圈用细绳挂在磁铁N极附近．磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈的平面．当线圈内通以如图所示方向电流时，线圈将怎样运动？3．如图16－12所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为30°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其它电阻不计)说明1．教学过程中要不断启发学生回忆电场强度的研究方法和定义方法，在对比过程中研究磁感应强度，使学生掌握研究场性质的方法，同时加深对磁感应强度的理解．2．提醒学生注意安培力与库仑力的区别．电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反．电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置有关．电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL，一般情况下的安培力大于零，小于BIL，方向与磁场方向垂直．3．一般情况下的安培力公式，是选学内容，教师不必讲解．。