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第一章 安培力与洛伦兹力
1.1-1磁场对通电导线的作用力
【学习目标】
【课标呈现】能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。
【学习目标】
1．通过实验认识安培力，会用左手定则判断安培力的方向。
2．会计算匀强磁场中安培力的大小。
3．知道磁电式电流表的基本构造及原理。
1.怎样用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向？
复习回顾
复习回顾
2、如何描述磁场强弱？
在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B
B垂直与导线方向
安培力
1、上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。
组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。
2、改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。
实验探究：
实验探究规律：
实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。
一.安培力的方向
左手定则：
——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
例1、安培力方向的判断
F
B
F
F
F
F
例2：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
用学过的知识加以判断
同向电流相互吸引。
反向电流相互排斥。
结论:
F
F
F
同向电流
F
反向电流
（1）当电流与磁场方向垂直时，
（3）当电流与磁场方向夹θ角时，
二.安培力的大小
（2）当电流与磁场方向平行时，
1、在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。
F = BIL
F = 0
F =
B1
B2
F = BILsinθ
2.当电流与磁场方向夹θ角时
F的方向垂直于电流与磁场组成的平面
θ为B与I的夹角
【例3】（指向目标2）如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等腰直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样求？大小多少？方向怎样？
L指的是“有效长度”，等于两端点连接线段的长度。
F
F
F
F
F合
解：设导线长为2L
则ab、bc所受安培力分为：F=BIL
整体所受合力为：F合=BIL
可等效为： F合=BIL
【变式】（指向目标2）如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（ ）
0 B. 0.5BIl
C.BIl D.2BIl
C
F
解：导线有效长度为L
则所受安培力分为：F=BIL
3.对公式 F=BIL的理解
（1）仅适用于匀强磁场
F一定与B垂直，F一定与I垂直。但B与I不一定垂直。。
（2）F不仅与B、I、L有关，还与放置方向有关。
（3）L指的是“有效长度”，等于连接两端点线段的长度。相应的电流沿L由始端流向末端。
三. 应用——磁电式电表
【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
电流表的特点
1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；
2、电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；
3、电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。
1、易错辨析
(1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同。( )
(2)通电导线在磁场中不一定受安培力。 ( )
(3)一通电导线放在磁场某处不受安培力，该处的磁感应强度不一定为零。
( )
(4)通有反方向电流的平行导线相互吸引。 ( )
(5)磁电式电流表指针偏转角度与电流大小成正比。 ( )
(6)磁电式电流表内是均匀辐射磁场，不是匀强磁场。 ( )
×
√
√
×
√
√
当堂检测
2．(多选)某地的地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5 T，一根长500 m的导线，电流为10 A，则该导线受到的磁场力可能是(　　)
A．0　　　B．0.1 N　　　C．0.3 N　　　D．0.4 N
【解析】当B与I垂直时，安培力大小为F＝BIl，知安培力的最大值为F最大＝BIl＝4×10－5×10×500 N＝0.2 N；当B与I平行时，安培力为0，为最小值，则可知安培力的大小范围为：0≤F≤0.2 N，A、B正确，C、D错误。
【答案】AB
当堂检测
２.如图是磁电式电流表的部分结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场辐向均匀分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则(　　)
A.该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将沿逆时针方向转动
D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB
D
当堂检测
【解析】该磁场是辐向均匀分布的，不是匀强磁场，A错误；线圈平面总与磁场方向平行，B错误；根据左手定则可知，线圈a导线受到向上的安培力，b导线受到向下的安培力，线圈沿顺时针方向转动，C错误；a、b导线始终与磁场垂直，受到的安培力大小总为BIl，D正确。
【答案】D
当堂检测
安培力的方向
安培力的大小：
通电导线在磁场中受到的力
应用：磁电式电流表
判定方法：左手定则
特点：总垂直于B和I确定 的平面
构造
原理：
F=BILsinθ
通电线圈受安培力作用而转动
1.当θ= 0 时： F=0
2.当θ=900时： F=BIL
3.当θ为其他角度时：F=BILsinθ

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