高中物理3.4通电导线在磁场中受到的力课件新人教版选修3_1

安培力 与______ 电流 的关系． 依据的物理学原理是________
2．磁电式电流表的结构特点 (1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、极靴、铁芯等． (2)特点：极靴和铁芯间的磁场都沿______ 半径 方向，不管线圈
平行 ，表盘的刻度是 转到什么位置，它的平面都跟磁感线_______
均匀的．
3．指针偏角与电流大小的关系 磁场对电流的作用力跟电流成正比，线圈中的电流越大，
垂直于纸面向里； (b)F 垂直于纸面向里； (c)B 垂直于纸面向外； (d)I 由左向右；(e)F 垂直于 I 斜向右下方．
左手定则应用的两个要点 (1)安培力的方向既垂直于电流的方向， 又垂直于磁场的方 向，应用左手定则时必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向 均垂直． (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直， 磁场方向不一定 垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要指 向电流方向．
1－1：如图所示，I 表示电流，B 表示磁感应强度，F 表 示安培力，其中它们之间的方向关系正确的是( )
解析： 由左手定则可判断，选项 A 中安培力的方向竖直 向上， 选项 B 中安培力的方向水平向左，选项 C 中安培力的方 向水平向左，选项 D 中不受安培力，故正确选项为 A.
答案：
A
安培力的大小 磁场方向和电流方向垂直时，安培力大小应用公式 F＝ BIL 计算，但要注意：L 是有效长度，其数值等于处于磁场中 的通电导线两端点间的距离． 如图甲所示，直角形折线 abc 中通入电流 I，ab＝bc＝L， 折线所在平面与匀强磁场磁感应强度 B 垂直，abc 受安培力等 效于 ac(通有 a→c 的电流 I)所受的安培力，即 F＝BI· 2L，方 向为在纸面内垂直于 ac 斜向上．同理推知：
FA＝______
FB＝______
FC＝______
FD＝______
解析： BIL.
A 图中，导线在纸平面内，因此 B⊥I，故 FA＝
B 图是两根导线组成的折线 abc，整体受力实质上是两部 分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为 ac(即从 a→c 的电 流)．故 FB＝ 2BIL. C 图是从 a→b 的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小 段电流，受力抵消合并后，其有效长度为 ab＝2R，FC＝2BIR. D 图中，闭合通电导线的有效长度为零，即所受安培力为 零，FD＝0.
2．通电平行直线电流间的作用情况 (1)两平行电流间同向电流相互吸引，异向电流相互排斥． (2) 两非平行直线电流有转到互相平行且电流方向相同的 趋势．
请根据图中给出的条件，运用左手定则，求出各图 中第 3 个物理量的方向．
思路导图：
解答本题可按以下思路分析：
解析：
根据各图中已知方向利用左手定则，判知：(a)F
①半圆形通电导线受安培力如图乙所示，F＝BI· 2R； ②如图丙所示，闭合的通电导线框所受安培力 F＝0.
如图所示，AC 是一个用长为 L 的导线弯成的、以 O 为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面 AOC 垂直的磁 感应强度为 B 的匀强磁场中．当在该导线中通以由 C 到 A、大 小为 I 的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是 ( ) A．BIL，平行于 OC 向左 2 2BIL B. ，平行于 OC 向右 π 2 2BIL C. ，垂直 AC 的连线指向左下方 π D．2 2BIL，垂直 AC 的连线指向左下方
4.通电导线在磁场中受到的力
知识自学区
安培力的方向 1．安培力
磁场 中受的力称为安培力． 通电导线在_______
2．决定安培力方向的因素 磁场 方向； (1)______
电流 方向． (2) ______ 3．左手定则 如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且 掌心 进入并使四指指 拇指与手掌在同一平面内．让磁感线从______ 电流的方向 ，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中 向____________ 所受安培力的方向． 4．安培力方向的特点 垂直 ， 即安培 力 与 电流方向 、磁感应 强度的方 向都 ______ 垂直 于 B 和 I 决定的平面． F_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垂直，而电场力的方向 与电场的方向平行． (4)安培定则和左手定则的区别： ①安培定则确定的是电流方向和由电流产生的磁场方向 之间的关系． ②左手定则确定的是磁场方向、电流方向和电流所受磁场 的作用力(安培力)的方向之间的关系．
1 2πR 2L 解析： 由 L 为 圆弧长，所以 ＝L，即 R＝ ，AC 的 4 4 π 2 2L 2 2BIL 有效长度为 l＝ 2R＝ ，安培力大小 FA＝BIl＝ ， π π 方向由左手定则判断，垂直 AC 的连线指向左下方，因此选项 C 正确．
答案：
C
2－1：如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电 导线，电流均为 I，磁感应强度均为 B，求各导线所受到安培 力的大小．
(2) 安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平 面．( ) )
(3)通电导线在磁场中一定会受到磁场力的作用．(
(4)通电导线在磁场中受到的力为零， 则磁感应强度一定为 零．(
答案：
(1)√
(2)√
(3)×
(4)×
要点探究区
安培力的方向 1．对安培力方向的理解 (1)安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即 F 垂直于 B、I 决 定的平面． (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时， 安培力的方向仍垂直 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，只是磁感线不再垂直穿过手心．
安培力的大小
垂直 时，安培力最大， 1．当磁感应强度 B 的方向与电流_______
F＝BIL.
平行 时，安培力等于零． 2．当磁感应强度 B 的方向与电流______
3．当磁感应强度 B 的方向与通电导线方向成 θ 角时，F＝
ILBsin θ . _________
磁电式电流表 1．磁电式电流表的物理学原理
越大 ．因此，根据 安培力越大，线圈和指针偏转的角度就________
指针偏转角度的大小，就可以知道被测电流的强弱． 4．磁电式仪表的优缺点
灵敏度高 ，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线 优点是__________ 很细 ，允许通过的电流_______ 很弱 ． 圈的导线_______
【思一思· 判一判】 (1)安培力的方向由左手定则判定．( )