第一章

安培力和洛倫茲力01安培力方向02左手定則推論04安培力的實際應用第1節

磁場對通電導線的作用力03安培力大小法國物理學家安培為紀念安培在研究磁場與電流的相互作用方面作出的杰出貢獻，把通電導線在磁場中受的力稱為安培力，把電流的單位定為安培。在必修3中，我們已經知道了磁場對通電導線有作用力，并定義了物理量—磁感應強度B。那么，安培力的方向和大小與磁感應強度B和電流I有何關系？新課導入安培力的方向PART012、增大實驗效果措施：（1）增大磁感應強度B（2）增大電流I（3）增大電流長度L（n匝線圈繞制在一起，相當于長度增大為n倍）安培力方向探究的實驗設計001、安培力方向的指示：通過懸掛的通電導體在磁場中偏轉方向3、改變實驗效果措施：（1）改變磁感應強度B方向（2）改變電流I方向安培力方向的探究01安培力的方向02實驗表明，通電導線垂直磁場放置時，受安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向都垂直。（1）安培力方向小結1：電流I與磁場B方向垂直時,

F安既垂直B也垂直I,即F安垂直________________。IFBB、I所在平面安培力的一般方向推導03當電流與磁場方向夾角為θ時，安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向關系如何？BI將B分解為沿電流方向B∥和垂直電流方向B⊥，則安培力為B⊥對電流I產生的磁場力。此時B⊥、I相互垂直，則安培力垂直B⊥、I所在平面，即F安垂直B、I所在平面。（2）安培力方向小結2：電流I與磁場B方向夾角為θ時，F安既垂直B也垂直I,即F安仍垂直_____________。B⊥B∥FB、I所在平面（2）磁感線進入掌心方式：①B、I垂直時，垂直掌心進入；②B、I不垂直時，斜著從掌心進入。（1）拇指和四指關系：拇指與四指垂直且與手掌共面;1、安培左手定則：伸開左手,使拇指與其余四指垂直且都與手掌共面;讓磁感線從掌心進入,并使四指指向電流的方向,這時大拇指所指方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。安培力方向04（3）無論B是否垂直I,都有F安垂直B、I所在平面。NSIFF安、I、B方向關系05（2）F安、B、I方向，已知任意兩個方向，可以判斷第三個方向。FFIBIBBIB×I（1）F安方向決定于B方向和I方向“一反則反，二反則同”×?FFFF左手定則推論PART02結論：同向電流相吸引；反向電流相排斥。FFabcdabdc平行通電直導線間的安培力方向01F′F′（1）平行同向電流間的安培力（2）平行分析電流間的安培力結論：安培力總有使導線轉動到兩導線電流同方向的趨勢。FFDCI2AB·×××··××××××······I1相交通電直導線間的安培力方向02F′F′（3）相交通電直導線間的安培力方向（1）結論1：平行同向環形電流相吸。環形電流之間的安培力方向03處理方式：先將環形電流分為無數段直線電流元；然后根據直線電流間的安培力方向特點可知：（2）結論2：相交環形電流總有使電流轉到同向的趨勢。（2）結論2：平行反向環形電流相斥。FFFFFF（4）環形通電導線間的安培力方向安培力大小PART02在勻強磁場B中，通電直導線與磁場方向垂直和平行的情況下，導線上的電流為I，導線所受安培力F多大？安培力大小推導01當B和I夾角為θ時F＝?

（1）當B⊥I時（2）當B∥I時F＝0ab（3）當導線（電流I）與磁場B方向夾θ角時:F=B┴IL＝BILsinθ(θ為B與I的方向夾角)B//B┴B法一：分解磁感應強度B法二：導線投影到垂直磁場方向L┴F=BIL┴＝BILsinθ(θ為B與I的方向夾角)安培力大小推導01注意：投影時電流方向仍是從a到b的方向①當

θ=90°時，F安=BIL，最大;②當

θ=0°或180°時，F安=0，最小。1、

安培力公式：F安=BILsinθ安培力大小02（1）B為通電導體所處位置的磁感應強度（3）L為電流長度（通電直導線長度）BIθL（4）

θ為B和I的夾角①導線彎曲時L=L端點距離;②電流閉合時L=0（2）I為電流強度，方向從流入端到流出端ILIL通電導線的安培力求值031、

安培力求值BBllll60°F安=________F安=________l3BIl

2、

安培力求值思路：（1）確認B是否勻強磁場；（2）確認有效電流長度L和電流強度I大小和方向；（3）確認B、I是否垂直；（4）列式F=BILsinθ求大小,據左手定則判斷方向。E【例題】均勻電阻絲組成的等邊三角形導體框，垂直勻強磁場放置。將M、N兩點接入電動勢為E,內阻可忽略的電源兩端，通電時，線框受到的安培力為1.2N。若將MON邊移走，則余下線框MN受到的安培力大小為？導線框安培力求值04

解：

等效電路如圖所示

RRM

NRI1I2I總1

M

N

I總1等效導體棒

安培力的實際應用PART041、

靈敏電流計的構造：2、極靴和鐵芯作用：產生輻向磁場：(非勻強磁場)（1）磁場方向：總平行導線框

沿鐵芯半徑指向中心或遠離中心，

和線圈左右導線垂直，與前后導線平行。（2）磁感應強度大小：到鐵芯中心距離相同的位置

磁感線疏密相同，B的大小相同。指針、蹄形磁鐵、極靴（圓弧形磁極）螺旋彈簧（平衡安培力）、通電線圈、圓柱形鐵芯磁電式電流表013、線框的安培力：即左右導體棒的安培力F1=F2=nBIL,方向垂直導線框。F1F24、刻度原理：力矩平衡M安=M彈（1）刻度特點：因為θ∝I，表盤刻度均勻.(1)優點：靈敏度高，可以測出很弱的電流。(2)缺點：線圈的導線很細，允許通過的電流很弱(1)提高靈敏度方法：增加n、磁感應強度B、線圈面積S；彈簧片更細

5、優缺點：磁電式電流表01n匝導線框的安培力力矩M安=nBIL1r1+nBIL1r2=nBIL1L2=nBIS螺旋彈簧的彈力力矩M彈=kθ

F安F安IIr1r2L2L1BB課堂練習PART05【練習1】如圖所示，固定直導線c垂直于紙面，可動導線ab通以如圖所示方向的電流，用彈簧測力計圖中只畫了彈簧懸掛在導線c的上方，當導線c中通以垂直于紙面向外的電流時，以下判斷正確的是（

）A.導線a端轉向紙外，同時測力計讀數增大B.導線a端轉向紙外，同時測力計讀數減小C.導線b端轉向紙外，同時測力計讀數減小D.導線b端轉向紙外，同時測力計讀數增大A課堂練習【練習2】如圖所示，將通電導線圓環平行于紙面緩慢地堅直向下放入水平方向垂直紙面各里的有界勻強磁場中,則在通電圓環完全進入磁場的過程中，所受的安培力大小變化是()A.逐漸變大B.先變大后變小C.逐漸變小D.先變小后變大BIB課堂練習【練習3】把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來，使它的下端剛好與杯里的水銀面相接觸，并組成如圖所示電路圖，當開關S接通后，將看到的現象是（

）A.彈簧向上收縮B.彈簧上下跳動C.彈簧被拉長D.彈簧仍靜止不動B課堂練習【練習4】實驗室使用的電流表是磁電式儀表，這種電流表的構造如圖所示。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布。假設長方形線圈的匝數為n,平行于紙面的邊長度為L1,垂直于紙面的邊a長度為L2且垂直于紙面的邊所在處磁場的磁感應強度大小為B。當線圈中通入電流I,線圈以角速度ω繞垂直紙面的中心軸oo'轉動到水平位置時，下列說法正確的是()A.該磁場是勻強磁場B.該線圈左側邊a所受的安培力大小為nBIL2C.穿過該線圈的磁通量為BL1L2D.該線圈在兩側邊安培力作用下將順時針轉動課堂練習B【練習5】（多選）通電的等腰梯形導線框abcd與無限長通電直導線MN在同一平面內，電流方向如圖所示，ab邊與MN平行。下列關于通電直導線MN的磁場對線框作用的（

）A.線框所受安培力的合力為零B.線框有兩條邊所受的安培力方向相同C.線框有兩條邊所受的安培力大小相同D.線框在安培力作用下一定有向左的運動趨勢CD課堂練習【練習6】（多選）如圖所示，兩根通電長直導線a、b平行放置，a、b中的電流強度分別為I和2I，此時a受到的磁場力大小為F，當在a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長直導線c后，a受到的磁場力大小變為2F，則此時b受到的磁場力大小為（

）

A.3F

B.4F C.5F

D.6FAC課堂練習【練習7】電磁炮是一種新式兵器，某科技小組設計了一個電磁炮模型，其主要原理如圖所示：水平面內有寬為5cm