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(共22张PPT)
安培力与洛伦兹力
1.1 磁场对通电导线的作用力
学习目标
1.知道什么是安培力，会推导安培力公式F＝IlB或F＝IlBsin θ，明确它们的使用条件。
2.知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3.了解磁电式电流表的工作原理。
演示实验
在必修三中，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。
讲授新课
安培力
在刚才的实验中，我们知道通电导线在磁场中受到了力的作用，而且受力的方向与磁场方向、电流方向有关。
讲授新课
安培力
1.安培力：通电导线在磁场 中受的力。
2.左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指 指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
3.安培力的大小
1.垂直磁场B放置长为L的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F＝BIL。
2.当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，安培力为0。
3.当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时，安培力F＝BILsin θ。
讲授新课
安培力的方向
I
B
F
I
B
F
安培力的方向:既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向垂直于磁感线和通电导线所在的平面.
F
I
B
F
I
B
判定以下通电导线所受安培力的方向
30°
F
F
I
I
B
B
B
F
I
×
B
F
I
×
I
F
θ
同向、反向电流之间的相互作用情况
实验现象
理论分析
F
a
b
判定电流b的受力方向：
①电流b处于电流a的磁场中；
②根据安培定则，作出电流a周围的磁场分布示意图；
③根据左手定则，确定电流b的受力方向。
规律：
同向电流相互吸引
反向电流相互排斥
B
I
I
B
当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线受力为0。
B和I 平行时
讲授新课
安培力的大小
垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为：F=BIL
B I F=ILB
B∥I F=0
讲授新课
安培力的大小
F=ILB⊥=ILBsinθ
其中平行方向的B//不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B⊥产生，由此又得：
θ=0时
平行：F＝0
θ=90时
垂直：F＝BIL
B和I有夹角时，把磁感应强度B分解为两个分量：
①一个分量与导线垂直 B⊥=Bsinθ
②另一分量与导线平行 B//=Bcosθ
I
B
F
F 依然垂直于BI 组成的平面
注意：
F I,F B但B与I不一定垂直。若已知B、I方向，F方向唯一确定。若已知B或I、F的方向，
另一个I或B方向不唯一。
讲授新课
安培力的大小
公式F=ILB中有效长度L的理解和应用
F
F
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。
特殊说明：线圈闭合时，有效长度为零。
随学随练
1、下列各选项图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是（　　）
答案　A
随学随练
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。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力为（　　）
A.方向沿纸面向上，大小为（＋1）ILB
B.方向沿纸面向上，大小为（－1）ILB
C.方向沿纸面向下，大小为（＋1）ILB
D.方向沿纸面向下，大小为（－1）ILB
答案　A
随学随练
3、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MN所受安培力大小为（　　）
A.BId B.BIdsin θ C. D.BIdcos θ
答案　C
讲授新课
磁电式电流表
最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。
讲授新课
磁电式电流表
讲授新课
磁电式电流表
磁电式电流表的结构
线圈通电时，安培力使线圈转动时
变形
产生弹力阻碍转动
安培力与弹力平衡，指针停止转动
电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大
观察表盘发现，电流表表盘刻度是均匀的，这说明了指针偏转角度与电流成正比，如何才能实现这一要求？
仔细观察磁电式电流表结构，思考电流表的指针为什么最终能稳定的指向某一刻度，且偏转角度大小能反映电流大小？
讲授新课
磁电式电流表
线圈转动的轨迹圆上B大小处处相等，当线圈转动时B与I始终互相垂直。
F=ILB
θ ∝ I，表盘的刻度均匀
极靴和铁质圆柱使磁场沿半径方向，旋转的线圈在磁场中受到的安培力有什么特点？
随学随练
答案　D
4、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
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
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
课堂小结
当堂检测
质量为 m，长度为 L 的导体棒 MN 垂直导轨放置且静止于水平导轨上，通过 MN 的电流为 I，匀强磁场的磁感应强度为 B，垂直于电流方向且与导轨平面成 θ 角斜向下，如图所示，求棒 MN 所受的支持力大小和摩擦力大小。
解析：画出平面图，由左手定则判断出安培力方向，对MN 受力分析，如图所示，
对导体棒 MN 由平衡条件得：
水平方向：Ff ＝ Fsin θ 竖直方向：FN ＝Fcos θ＋mg
安培力 F ＝ BIL，
所以 M所受的支持力 FN ＝ BILcos θ＋mg
所受摩擦力 Ff ＝ BILsin θ
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