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§1.1 磁场对通电导体的作用力
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第二册
第一章 安培力与洛伦兹力
知识回顾：
1.如何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？
2.描述磁场强弱的物理量是哪一个？如何计算？
磁感应强度
神奇的旋转液体
在饱和食盐水液面上撒上漂浮物，然后将容器放在磁体上，在接通电源后，同学们可以观察到什么现象，如何解释现象形成的原因？
观察：在本实验的物理环境中哪些物理量具有方向性？
思考：安培力的方向与情景中其他物理量的方向有关吗？
定义：把通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
探究过程：
1、提问：安培力的方向与磁场方向和电流方向是否有关
2、猜测或假设 （ 有关）
3、设计并进行实验 （控制变量法）
4、得出结论
科学探究：

通电导体在磁场中受力方向的影响因素
新课讲授
实验现象与记录：
{69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861}探究序号
1
2
3
观察记录
实验结论
安培力方向与磁场方向、
电流方向都有关，并且
垂直于磁场和电流确定
的平面。
磁场方向向上，电流方向向右时。
磁场方向向下，电流方向向右时。
磁场方向向下，电流方向向左时。
S
N
S
N
S
N
一、安培力方向的判断方法
左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直;让磁感应线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。
N
N
N
S
S
S
I
B
I
B
【练习1】判定以下通电导线所受安培力的方向
30°
I
I
B
B
B
I
×
B
I
×
B
I
侧视图
θ
【练习2】首先应画出下图的侧视图，便于进行受力分析
由 得到安培力的大小计算式F安=ILB。在磁场中放置长为L的一段导线，而通过的电流为I时判断安培力的方向。
由前面可知：当B?I时 ，F安=ILB
当B∥I 时，无法判断方向，F=0
那么，如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直呢？
二、安培力的大小
I
B
B//
B⊥
θ
F安=ILB⊥=ILBsinθ
1、当B//I时，θ=0° sin0°=0，F＝0
2、当B⊥I时，θ=90°
sin90°＝1，F＝BIL
根据刚才所学给我们提供了方法，我们应该把磁感应强度B按照垂直和平行于电流方向分解为两个分量：
①垂直导线分量为 B⊥=Bsinθ
②平行导线分量为 B//=Bcosθ
二、安培力的大小
对公式 F安=BILsinθ的理解
（1）仅适用于匀强磁场
（2）F安大小还与B、I方向的夹角正弦值sinθ有关。
（4）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。
（3）F安方向总是垂直于B、I组成的平面。
1、下列说法正确的是( )
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直
【答案】D
【解析】电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场
和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流向。
课堂练习
2、长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应强度B应符合 ( )
A.B＝10T B.B≥10T
C.B≤10T D.不能确定
【答案】B
【解析】由安培力公式????=????????????????????????????，得出????=????????????????????????????，????????????????≤????，得出B正确。
?
3、如下图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，已知金属棒长为????=????.????????，质量????=????.????????????????，????=????.????????，欲使悬线的张力为零，分析并求解金属棒中的电流的方向与大小。（????=????????????/????????）
?
1、分析受力：只受安培力与重力，并且平衡。
由左手定则可知，电流方向为从a到b。
I
a
b
2、列安培力与重力平衡的关系式
F
mg
高二物理（人教版2019）
4.如图所示，水平金属导轨的间距为L，其上垂直导轨放置长度为2L的金属棒，当导轨左侧接上电源时，金属棒通过的电流为I，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面的夹角为 θ ，金属棒处于静止状态，求：⑴金属棒受到的安培力大小；
⑵金属棒受到的摩擦力大小．
一、首先画出立体图的侧视图
二、受力分析
1、按序分析出导体受到的几个力
3、由F=ILBsinθ求出安培力。
4、由平衡力知识求得摩擦力
2、并将安培力在水平方向上分解
4、如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
θ
N
B
G
FN
F安
B
三、受力分析
二、逆向思维：
R
1、按序分析出导体受到的几个力
2、将重力在水平方向上分解
3、由平衡力知识求得安培力
一、首先画出立体图的侧视图
→I
→????=????????????????????????????′
?
1、磁电式电流表的构造：
极靴
线圈
2、磁电式电流表的工作原理：
①.线圈在辐向的磁场中与磁感线平行，安培力方向总是垂直线圈平面。
②.辐向磁场会使指针偏转角θ∝I，使得表盘刻度均匀分布。
三、安培力的应用：磁电式电流表
平行通电直导线间安培力的分析：
F1
F2
F1
F2
结论：同向电流相互吸引；反向电流相互排斥。
F1
F1
安培力的方向
判定方法：左手定则
特点：垂直于B和I确定的平面
安培力的大小
????安=????????????????????????????（????为????和????的夹角）
?
安培力的应用——磁电式电流表
极靴
线圈
作业：如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
θ
N
B
G
FN
F安
B

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