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§1.12 磁场对通电导线的作用力
(有效长度、磁电式电流表)
物理 选择性必修 第二册
第一章 安培力与洛伦兹力
课前练: (2023年江苏·2)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（??? ?）
A．0
B．BIl
C．2BIl
D．????????????????
?
C
知识回顾
一、安培力的方向—左手定则
二、安培力的大小：
1. 当B⊥I 时, F=BIL
2. 当B∥I 时, F=0
3. 当B与I成角时, F=BILsinθ
F 垂直于B、I 所决定的平面
课堂探究：试求出下述各图中的安培力的大小, 并总结规律
F=BIL中的L为有效长度
1．公式F＝IlBsin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响．
2．公式F＝IlBsin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度l等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿l 由始端流向末端．
3．公式F＝IlBsin θ中θ是B和I方向的夹角．
(1)当θ＝90°时，即B⊥I，sin θ＝1，公式变为F＝IlB.
(2)当θ＝0°时，即B∥I，F＝0.
一、有效长度
4．如图,长为2l的直导线折成边长相等,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为多大？?
BIl
教材 第21页
[例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所受到的磁场的作用力的合力( )
A．方向垂直bc向上，大小为(????＋1)ILB
B．方向垂直bc向上，大小为(????－1)ILB
C．方向垂直bc向下，大小为(????＋1)ILB
D．方向垂直bc向下，大小为(????－1)ILB
?
A
系统集成 第4页
3．(安培力)如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则导体棒MN所受安培力大小为( )
A．BId B．BIdsin θ
C. ??????????????????????????????? D．BIdcos θ
?
C
系统集成 第7页
变式.(2019·全国Ⅰ·17)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为(　　)
A.2F
B.1.5F
C.0.5F
D.0
B
二、磁电式电流表
1. 结构
2. 电流表的工作原理
(1). 电流通过线圈时左右两边线圈都受到方向相反的安培力，使线圈发生转动，
线圈转动使螺旋弹簧被扭动。
3.磁电式电流表的特点
(1). 表盘的刻度均匀，θ∝I
(2). 灵敏度高，但过载能力差
(3). 满偏电流Ig和内阻Rg反映了电流表的最主要特性
二、磁电式电流表
例．如图所示，某单量程磁电式电表的基本组成部分是磁铁（极靴）、线圈、铁芯等，下列关于该磁电式电表的说法中正确的是（　　）
A．磁铁极靴与铁芯间的磁场是匀强磁场
B．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大
C．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用
D．改变电流方向，指针偏转方向不变
B
变式．磁电式电流表的优点是灵敏度很高，可以测出很弱的电流，蹄形磁铁和铁芯间的磁场如图乙所示。线圈中通以如图所示的电流，下列说法正确的是（　　）
A．当线圈通有如乙图所示电流时，线圈将顺时针转动
B．该磁场是匀强磁场
C．线圈转动时，穿过线圈的磁通量减少
D．转动时线圈所受安培力的方向不变
A
课堂小结: 磁场对通电导线的作用力
(有效长度、磁电式电流表)
1．公式F＝IlBsin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度
2．公式F＝IlBsin θ中l指的是导线在磁场中的“有效长度”
3．公式F＝IlBsin θ中θ是B和I方向的夹角．
(1)当θ＝90°时，即B⊥I，sin θ＝1，公式变为F＝IlB.
(2)当θ＝0°时，即B∥I，F＝0.
一、有效长度
(1). 表盘的刻度均匀，θ∝I
(2). 灵敏度高，但过载能力差
(3). 满偏电流Ig和内阻Rg反映了电流表的最主要特性
二、磁电式电流表

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