通电导线在磁场中受到的力(一)

通电导线在磁场中受到的力

一、安培力的方向

1．安培力：通电导线在磁场中受的力。

2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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。

3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。

二、安培力的大小

1．垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ILB。

2．当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，公式F＝ILBsin_θ。

1．安培力方向的特点

(1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。应用左手定则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直。

(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。应用左手定则判断时，拇指与四指、拇指与磁感线均垂直，但磁感线与四指不垂直。

2．安培定则与左手定则对比理解

安培定则 左手定则

用途 判断电流产生的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向

因果关系

电流是因，磁场是果 电流和磁场都是因，安培力是果

结论 判断安培力的方向不是用安培定则，而是用左手定则

1．(多选)如图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是( )

2、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )

A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力

C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力

安培力大小的分析与计算

1．同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图3-4-4所示。

图3-4-4

(1)如图甲，通电导线与磁场方向垂直，此时安培力最大，F＝ILB。

(2)如图乙，通电导线与磁场方向平行，此时安培力最小，F＝0。

(3)如图丙，通电导线与磁场方向成θ角，此时可以分解磁感应强度，如图丁所示，于是有安培力大小为F＝ILBsin θ，这是一般情况下安培力的表达式。

1 磁场练习题

1．关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，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的方向垂直

C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直

D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面

2．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图3－4－18中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是(

)

3．要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有( )

A．增加线圈匝数

B．增加永久性磁铁的磁感应强度

C．换用弹性较强的游丝，增大反抗力矩

D．增加线圈面积

4.直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图3－4－19所示的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将

A．顺时针转动，同时靠近直导线AB

B．顺时针转动，同时离开直导线AB

C．逆时针转动，同时靠近直导线AB D．不动

5．如图3－4－20所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁感应强度的大小．

1．关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是( )

A．F、B、I三者必须保持相互垂直

B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直

C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直

D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直

2．(2011年扬州模拟)在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线

1 《通电导线在磁场中受到的力》导学案

基本要求：

1、了解安培力的概念，知道通电导线在磁场中受到的安培力的条件

2、会用左手定则判定安培力的方向，知道安培力既与磁场方向垂直，又与导线垂直

3、知道安培力公式F=BIL的适用条件，会用公式解决简单问题

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。

知识链接

1.定义：磁场对 的作用力通常称为安培力。

2.实验导入：按照P81图3.1—3所示进行演示。

在告知磁场和电流方向的前提下，让学生思考如何

判断通电导线所受安培力的方向？带着好奇进入下面的

新课教学。

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

一、 安培力的方向

1、左手定则：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 ，并使 指向电流的方向，那么， 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

针对练习1：判断下图中导线受安培力的方向

2 教学建议：找学生当堂演板，发现问题，及时解决！

2、通电平行直导线间的作用力方向

实验现象： （1）电流的方向相同时：两平行导线相互靠近。

（2）电流的方向相反时：两平行导线相互远离。

理论分析： （1）如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流

（教师先行引导，学生自主分析反向电流之间的相互作用）

（2）思考回答课本P94页第四题。

二、安培力的大小

同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中

(1)导线与磁场方向垂直时，F=

(2)当导线与磁场方向平行时，F=

﹡(3)当磁场和电流成θ时，F=

（4）安培力的范围是

1 4、通电导线在磁场中受到的力

一、教学目标：

1、知识与能力：

（1）观察安培力方向和哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向

（2）推导匀强磁场中安培力表达式，计算匀强磁场中安培力的大小

（3）知道磁电式电表的基本结构以及运用它测量电流大小和方向的基本原理

2、过程与方法：

（1) 通过左手定则的学习，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。

（2) 通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生解决实际问题的能力。

3、情感与价值观：

（1） 通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力还需要严谨细致的科学态度。

（2） 对安培力的方向学习过程中培养学生的空间思维能力。

二、教材分析：

关于安培力这一重要内容，需要强调：

电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值；电流方向与磁场方向垂直

时，安培力具有最大值，其方向可用左手定则判断。

三、重点、难点及解决办法

（1）安培力的大小和方向是本节重点

（2）弄清安培力、电流 、磁感应强度三者方向的空间关系式本节难点

解决方法

以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。

四、课时安排

1课时

五、教具学具准备

铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键，电源，导线数条，磁电式 2 电流表

六 、师生互动活动设计

1、教师引导学生进行实验，并引导学生分析、讨论磁场方向、电流方向及安培力方向之间的关系，总结出左手定则

2、引导学生思考讨论B与L方向成θ角时，此时安培力的大小

3、引导学生运用学过的知识分析电流表的工作原理。

七 、教学步骤

1、引入：

【视频导入】大家观看视频，生活中的常见工具，电车、电动机床等，它们的内部都有电动机，电动机的运转都是因为安培力的作用。