1.1 磁场对通电导线的作用 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

磁场对通电导线的作用力 主讲人：黎好 1 安培力的方向 2 安培力的大小 3 磁电式电流表 目录 安培力的方向 1.定义： 安培力:通电导线在磁场中受到的力。 2.探索影响安培力方向的有关因素（实验方法：控制变量法） (1)只改变电流的方向：导体向相反的方向运动。 （2)只调换磁场的方向：导体向相反的方向运动。 结论:安培力的方向和磁场方向、电流方向有关。 安培力方向的判断——左手定则 内容：伸开左手，是拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心垂直进入，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，如图所示。 注意：安培力的方向既与磁场方向垂直又与电流方向垂直，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。 如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 用学过的知识加以分析 通电导线的相互作用 安培力大小 （1）当B与I垂直时（如图甲所示），直导线所受的安培力F=BIL。 （2）当B与I平行时，直导线所受的安培力F=0。 （3）当B与I成θ角时（如图乙所示），B可以分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥（如图丙所示）。B⊥=Bsinθ，B∥=Bsinθ，其中B∥不产生安培力，导线所受的安培力只由B⊥ 产生，则F=ILB⊥=ILBsinθ. 2.安培力公式适用条件 （1）一般适用于匀强磁场。 （2）在非匀强磁场中，仅适用于电流元。 注意：安培力公式F=BIL中的L为有效长度 导线垂直于磁场放置，若导线是弯曲的，此时公式F=BIL中的L并不是导线的总长度，而是弯曲导线的有限长度。如图所示，有效长度等于连接两端点的直线长度，相应的电流方向沿L由始端指向末端。 磁电式电流表（了解） 1.基本构造 磁电式电流表主要由永久磁铁、极靴、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度尺等七部分组成 2.磁场分布特点 （1）电流表中极靴与铁芯之间的磁场是均匀辐向分布的 （2）所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈属于什么位置，线圈平面与磁感线夹角都是零。该磁感线并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的某个圆周上，各点的磁感应强度大小都相等。 练习 1.下列情景中，关于通电导体在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（） 【解析】由左手定则可知,A图中通电导线受到的安培力F 竖直向上，故A错误;B图中通电导线受到的安培力斜向右 上方且与磁场B垂直，故B正确;C图中MN受到的安培力F水 平向右,故C错误;D图中导体棒ab受到的安培力F水平向右 故D错误 A.通电导线静止，磁场垂直纸面向里 B.磁场与竖直方向的夹角为θ，电流方向垂直纸面向里 C.磁场竖直向上，导轨水平放置 D.导体棒ab静止，磁场竖直向上 2.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直，线段ab、bc和cd的长度均为L，且 ∠abc=∠bcd=135°，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示，导 线abcd所受磁场的作用力的合力为（） A.(√2+1)ILB,沿纸面向上 B.(√2-1)ILB,沿纸面向上 C.(√2+1)ILB,沿纸面向下 D.(√2-1)ILB,沿纸面向下 [解析]导线abcd在磁场中的等效长度为a、d两点连线的长度，即L有效=L+2Lcos45°= (√2 + 1)L，则FA = IL有效B,(√2 +1)ILB;等效电流方向为a→d,根据左手定则,安培力方向沿纸面向上,A正确. 3.画出图中各磁场对通电导线安培力的方向 [解析]：无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B、I所决定的平面，且满足左手定则。 好好复习⁓~⁓ 本节课结束！ $$