1、一、知識回顧一、知識回顧ILFB 如何描述磁場強弱？如何描述磁場強弱？)(IB 由此可知，當將長度為由此可知，當將長度為L電流為電流為I的電流元的電流元IL,垂直放入磁感應強度垂直放入磁感應強度為為B的勻強磁場中，通電的導線的勻強磁場中，通電的導線必然受到磁場產生的作用力。必然受到磁場產生的作用力。演示：通電導線在磁場中受到的力演示：通電導線在磁場中受到的力-安培力安培力IBF一、安培力的方向一、安培力的方向 在演示實驗一的基礎上, 保持磁極的位置（方向）不變，改變電流的方向：FIB 在演示實驗一的基礎上，保持電流的方向不變，對調磁極的位置（方向）：FIB 在演示實驗一的基礎上，同時改變電流的

2、方向和對調磁極的位置（方向）：IBFIBIBIBIB一、安培力的方向一、安培力的方向左手定則: 伸開左手伸開左手, ,使大拇指與其余四個使大拇指與其余四個手指垂直手指垂直, ,并且都與手掌在同一平面并且都與手掌在同一平面內內; ;讓磁感線垂直穿過手心讓磁感線垂直穿過手心, ,并使四指并使四指指向電流的方向，這時大拇指所指的指向電流的方向，這時大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向力的方向. .FFFF注意：注意： 安培力的方向既與電流方向垂直又與磁安培力的方向既與電流方向垂直又與磁場的方向垂直，場的方向垂直， 即即安培力方向安培力方向垂直于電流垂直

3、于電流 和磁和磁場所決定的平面場所決定的平面.IBFIBBBIBI判定以下通電導線所受安培力的方向判定以下通電導線所受安培力的方向3 0FIIIBBBFFF問題：問題：如圖所示，兩條平如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通行的通電直導線之間會通過磁場發生相互作用過磁場發生相互作用 用學過的知識畫圖分析判斷用學過的知識畫圖分析判斷同向電流相互吸引同向電流相互吸引。反向電流相互排斥反向電流相互排斥。結論結論: :FFF同向電流F反向電流M NM NP QP QM NM NM NM NP QP QP QP Q（1 1） 在在勻強磁場勻強磁場中，在通電直導線與磁場方中，在通電直導線與磁場方向向垂直垂直

4、的情況下，導線所受安培力的情況下，導線所受安培力F F等于磁感應等于磁感應強度強度B B、電流、電流I I和導線的長度和導線的長度L L三者的乘積。三者的乘積。 問題問題: :如果既不平行也如果既不平行也不垂直呢？不垂直呢？二、安培力的大小二、安培力的大小即：即： F=ILB（最大）（最大）（2 2）平行時：）平行時：F0（最小）（最小）B BIIB B0o0F 90OFIBL把磁感應強度把磁感應強度B B分解為兩個分量：分解為兩個分量：一個分量與導線垂直一個分量與導線垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量與導線平行另一分量與導線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導線的分量平

5、行于導線的分量B B2 2不對通電導線產生作不對通電導線產生作用力，通電導線所受作用力僅由用力，通電導線所受作用力僅由B B1 1決定決定即即F=ILBF=ILB1 1F=BILsinF=BILsinB B2 2B B1 1將將B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通電直導線與磁場方向通電直導線與磁場方向不垂直不垂直的情況的情況B BI公式：公式： F = BF = BIL=BILsinIL=BILsin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場. .安培力的大小安培力的大小: :問題問題: :若若B

6、 B與與I I不垂直時，不垂直時，F F安安與與B B和和I I方向關系？方向關系？表示垂直于表示垂直于紙面向外紙面向外安培力方向既與電流方向垂直安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所決定的平面和磁場所決定的平面.IB BB B2 2B B1 1B BI0 00.02N0.02NF F水平向右水平向右0.02N0.02NF F垂直導線垂直導線斜向左上方斜向左上方例例1 1：將長度為：將長度為20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A電流的直電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已

7、知磁感應強度為圖所示，已知磁感應強度為1T1T。試求出下列各。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向圖中導線所受安培力的大小和方向IBIB30IBB30I0.01N0.01NF F垂直磁場垂直磁場向內向內例例2 2、如圖所示，導線、如圖所示，導線abcabc為垂直折線為垂直折線, ,其中電其中電流為流為I,ab=bcI,ab=bc=L,=L,導線所在的平面與勻強磁場垂導線所在的平面與勻強磁場垂直直, ,勻強磁場的磁感應強度為勻強磁場的磁感應強度為B,B,求導線求導線abcabc所受所受安培力的大小和方向安培力的大小和方向. .cbaBILFabc2BILFabBILFbc小結：小結：1 1

8、、彎曲通電導體有效長度、彎曲通電導體有效長度L L為首尾相為首尾相連有向線段沿垂直于磁場方向上的投影。連有向線段沿垂直于磁場方向上的投影。abFbcF分析：分析：2、勻強磁場垂直封閉通電導體平面，導體所、勻強磁場垂直封閉通電導體平面，導體所受安培力的合力為零。受安培力的合力為零。BacbI例例3 3：如圖所示，直角三角形：如圖所示，直角三角形abcabc組成的導線框內組成的導線框內通有電流通有電流I I1A1A，并處在方向豎直向下的勻強磁，并處在方向豎直向下的勻強磁場場B B2T2T中，中，ac=40cmac=40cm， ，求三角形框架，求三角形框架各邊所受的安培力。各邊所受的安培力。oa30

9、NFbc0cos0.4 30.69abacacabFFBILBILNNabab垂直紙面向內垂直紙面向內,ca,ca垂直紙面向外垂直紙面向外分析：分析：1 1、磁電式電流表的構造、磁電式電流表的構造：刻度盤、指針、蹄形磁：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。形鐵芯（軟鐵制成）。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。.四、磁電式電流表四、磁電式電流表F例4、在圖中，勻強磁場磁感應強度為B，有一段長L，通有電流為I的直導線ab，電流方向從a到b，則導線所受磁場力大小和方向如何？

10、并將立體圖改畫為平面受力圖。BbazxyBOBabFBBFBxy例例5、 如下圖所示，把輕質導線圈用絕緣細線懸掛如下圖所示，把輕質導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵在磁鐵N極附近，磁鐵的極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面直于線圈平面，當線圈內通入如圖方向的電流，當線圈內通入如圖方向的電流（外側）后判斷線圈如何運動？（外側）后判斷線圈如何運動？解析：(1)電流元法電流元法：可以把圓形線圈分：可以把圓形線圈分成很多成很多小段小段，每一小段可以看作，每一小段可以看作一段直線電流，取其中的一段直線電流，取其中的上下兩上下兩小段分析小段分析。NSNSF FF FBB 截面受安

11、培力如圖，根據截面受安培力如圖，根據對稱性，線圈所受安培力的對稱性，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向磁合力水平向左，故線圈向磁鐵運動。鐵運動。SN等效分析法等效分析法：a.環形電流可等效為小磁針。環形電流可等效為小磁針。NSNS b.也可將也可將條形磁鐵等效條形磁鐵等效為環形電流為環形電流方向如圖方向如圖,由由同向平行電流相互吸引。同向平行電流相互吸引。則磁鐵和線圈相互吸引，則磁鐵和線圈相互吸引，線圈將向磁鐵運動。線圈將向磁鐵運動。例題例題6.把一重力不計的通電直導把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以方，導線可以自由轉動自由轉動，當導

12、線，當導線通入圖示方向電流通入圖示方向電流I I時，導線的時，導線的運動情況是運動情況是( (從上往下看從上往下看) ) A. A.順時針方向轉動，同時下順時針方向轉動，同時下降降 B. B.順時針方向轉動，同時上順時針方向轉動，同時上升升 C. C.逆時針方向轉動，同時下逆時針方向轉動，同時下降降 D. D.逆時針方向轉動，同時上逆時針方向轉動，同時上升升I I(2)特殊位置法特殊位置法：把電流或磁鐵：把電流或磁鐵轉到一個便于分析的特殊位置轉到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確后再判斷安培力方向，從而確定運動方向定運動方向答案為答案為C.逆時針方向轉動，同時下降逆時針方向轉動，

13、同時下降解析：(1)電流元法電流元法：即把整段電流等效為多段：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段電流所受合力方向，最后確定運動整段電流所受合力方向，最后確定運動方向方向I例題例題7.兩條導線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當通以如圖所示電流后，cd導線將（）abcd解析：先畫解析：先畫ab 電流磁場，電流磁場，再判再判 斷斷cd 左右兩邊受安培力如圖。左右兩邊受安培力如圖。A.順時針方向轉動，同時靠近順時針方向轉動，同時靠近abB.逆時針方

14、向轉動，同時離開逆時針方向轉動，同時離開abC.順時針方向轉動，同時離開順時針方向轉動，同時離開abD.逆時針方向轉動，同時靠近逆時針方向轉動，同時靠近abI I推論分析法：推論分析法：F F同向電流相互吸引同向電流相互吸引。小結：安培力作用下動態分析方法小結：安培力作用下動態分析方法(1)電流元法：電流元法： (2)特殊位置法：特殊位置法： (3)等效法：等效法：(4) 推論法：推論法： 兩電流相互平行時無轉動趨勢，同向電兩電流相互平行時無轉動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；流相互吸引，反向電流相互排斥； 兩電流不平行時，有轉動到相互平行且兩電流不平行時，有轉動到相互平行且電流方向

15、相同的趨勢電流方向相同的趨勢NSI IFBF例例8、如圖所示，條形磁鐵靜止在水平面上，、如圖所示，條形磁鐵靜止在水平面上，右上方有一固定通電直導線方向垂直紙面向外，右上方有一固定通電直導線方向垂直紙面向外，討論：磁鐵是否受地面摩擦力？支持力是否等討論：磁鐵是否受地面摩擦力？支持力是否等于重力于重力？方法小結：轉換研究對象法方法小結：轉換研究對象法fFNmg解析：f=FX方向水平向左，FN=mg+FY例例9. .如圖所示，在與水平方向成如圖所示，在與水平方向成6060角的光滑角的光滑金屬導軌間連一電源，在相距金屬導軌間連一電源，在相距1m1m的平行導軌上的平行導軌上放一重為放一重為3N3N的金屬

16、棒的金屬棒abab，棒上通以，棒上通以3A3A的電流，的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止，求：磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止，求：(1)(1)勻強磁場的磁感應強度；勻強磁場的磁感應強度；(2)ab(2)ab棒對導軌的壓力棒對導軌的壓力. .解析：解析：(1)(1)棒棒abab的受力如圖，的受力如圖，mgmg與與BILBIL的合力與的合力與F FN N是一對平衡力，是一對平衡力，(2)ab(2)ab棒對導軌的壓力棒對導軌的壓力支持力支持力N N大小相等大小相等6cosNmgFN圖8-1-14F FN N33mgBTIL即即BIL= mgtanBIL= mgtan，解得，解得：【例【例10

17、10】安培秤如圖所示，它的一臂下面掛有一】安培秤如圖所示，它的一臂下面掛有一個矩形線圈，線圈共有個矩形線圈，線圈共有N N匝，它的下部懸在均勻匝，它的下部懸在均勻磁場磁場B B內，下邊一段長為內，下邊一段長為L L，它與，它與B B垂直。當線圈垂直。當線圈的導線中通有電流的導線中通有電流I I時，調節右盤砝碼使兩臂達時，調節右盤砝碼使兩臂達到平衡；然后使電流反向，這時需要在到平衡；然后使電流反向，這時需要在左盤中加左盤中加質量為質量為m m的砝碼的砝碼，才能使兩臂再達到平衡。求磁，才能使兩臂再達到平衡。求磁感應強度感應強度B B的大小。的大小。2mgBNLI磁感應強度 例題例題11.11.已知

18、北京地區地磁場的水平分量已知北京地區地磁場的水平分量為為3.0105T.若北京市一高層建筑安裝若北京市一高層建筑安裝了高了高100m的金屬桿作為避雷針，在某次的金屬桿作為避雷針，在某次雷雨天氣中，某一時刻的向下的放電電雷雨天氣中，某一時刻的向下的放電電流為流為105A，此時金屬桿所受培力的方向，此時金屬桿所受培力的方向和大小如何？和大小如何？ 指向東方 300N 例題例題12、物理學家法拉第在研究電磁學時，親手做過許、物理學家法拉第在研究電磁學時，親手做過許多實驗。如圖所示的實驗就是著名的電磁旋轉實驗，這種多實驗。如圖所示的實驗就是著名的電磁旋轉實驗，這種現象是：如果載流導線附近只有磁鐵的一個極，磁鐵就會現象是：如果載流導線附近只有磁鐵的一個極，磁鐵就會圍繞導線旋轉；反之，載流導線也會圍繞單獨的某一磁極圍繞導線旋轉；反之，載流導線也會圍繞單獨的某一磁極