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问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？
第一章 安培力与洛伦兹力
问题导入
在图中，当导体棒中有电流流过时，导体棒就会因受力而发生运动。这个力的方向该如何判断 它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关
第1节 磁场对通电导线的作用力
向下
垂直于纸面向外
水平
向右
现象记录
F
学习任务一
学习任务一 安培力的方向
实验1
[科学探究]
实验2
向上
垂直于纸面向外
水平
向左
现象记录
向下
垂直于纸面向外
水平
向右
F
F
学习任务一
学习任务一 安培力的方向
[科学探究]
实验3
现象记录
向上
垂直于纸面向外
水平
向左
向下
垂直于纸面向外
水平
向右
F
F
向下
垂直于纸面向里
水平
向左
F
学习任务一
学习任务一 安培力的方向
[科学探究]
[科学探究]按照如图所示进行实验
(1)上下交换磁铁磁极的位置　　　　改变磁场方向,导体棒受力的方向　　　　改变.(均选填“会”或“不会”).
(2)改变导体棒中电流的方向,导体棒受力的方向
　　　　(选填“会”或“不会”)改变.
学习任务一
学习任务一 安培力的方向
会
会
会
左手定则
（1）内容：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平面内;让磁感线从掌心进入,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。
B
I
F
左
手
定
则
大拇指——所受安培力的方向
磁感线——垂直穿入手心
四指——指向电流的方向
伸开左手：
（2）安培力方向的判断步骤：
学习任务一
学习任务一 安培力的方向
例1 如图所示的磁感应强度B、电流I和磁场对电流的作用力F三者方向的相互关系中正确的是 ( 　)
学习任务一
A
B
C
C
D
[解析] 由左手定则可知,A图中安培力应竖直向上,B图中安培力应水平向左,C图中磁感应强度B、电流I和磁场对电流的作用力F三者方向关系正确,D图中安培力应垂直纸面向里,故C正确,A、B、D错误.
回顾导入：你知道我的“心”为什么在动了吗？
利用左手定则知道左边电流受到安培力向里，右边的向外，不断变换，我的“心”就动起来了。
1.安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F跟B、I所在的面垂直.但B与I的方向不一定垂直.
2.当电流方向跟磁场方向不垂直时,仍可用左手定则来判定安培力的方向,注意要让磁感线垂直于电流方向的分量垂直进入掌心.
学习任务一
当导线（电流I）与磁场B方向夹θ角时:
F = B2IL＝BILsinθ
(θ为B与I的正向夹角)
B1
B2
B
法一：分解磁感应强度B
思路：变不垂直成垂直
法二.投影导线
L1
F = BIL1＝BILsinθ
(θ为B与I的正向夹角)
学习任务二 安培力大小的计算
学习任务二
[科学推理]
（1）当 I⊥B ，且为匀强磁场，此时电流所受的安培力最大。
（2）当 I∥B，电流所受的安培力最小，等于零。
（3）当导线方向与磁场方向 成 θ 角时，所受安培力介于最大值和最小值之间：
1. 大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度成正比，又与导线中的电流 I 成正比，即与 I 和 L 的乘积成正比。
2. 公式：F = BIL
F安 = BILsin θ
B
I
θ
B⊥
B∥
二.安培力的大小
学习任务二
F
F
关于公式F=ILB的理解
从起点到终点的长度
有效长度L：
弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度；相应的电流沿L由始端流向末端。
闭合L=0
例2 [2023·杭州二中月考]如图所示四种情况中,匀强磁场磁感应强度大小相等,载流导体长度相同,通过的电流大小也相同,导体受到的磁场力最大且方向沿着纸面的情况是 ( 　)
A.甲、乙
B.甲、丙
C.乙、丁
D.乙、丙
[解析]对于甲图,磁场力F=BILcos 30°,方向垂直纸面向里;对于乙图,磁场力F=BIL,方向沿纸面向下;对于丙图,磁场力F=0;对于丁图,磁场力F=BIL,方向垂直导体沿纸面斜向上.故选项C正确.
学习任务二
C
例3 (多选)如图所示,AC是一个半径为R的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.当该导线中通以由A到C、大小为I的恒定电流时,该导线受到安培力的大小和方向是( 　 )
[解析] 直导线折成半径为R的圆弧形状,在磁场中的有效长度为l=R,则安培力大小为F=IlB=IRB,安培力的方向与等效长度的直线垂直,根据左手定则可得,安培力的方向垂直于AC的连线指向右上方,故B、D正确.
学习任务二
BD
A.安培力大小为IRB
B.安培力大小为IRB
C.安培力方向为垂直于AC的连线指向左下方
D.安培力方向为垂直于AC的连线指向右上方
公式F=ILBsin θ中L指的是“有效长度”.弯曲导线的有效长度L等于连接两端点的线段的长度(如图所示),相应的电流沿线段由始端流向末端.
学习任务二
[教材链接]阅读教材,回答下列问题:
(1)当电流通过线圈时,线圈因为受到
　　　　力而发生转动.
(2)线圈　　　　　　　　　　　可以说明被测电流的强弱.
学习任务三 磁电式电表的工作原理
学习任务三
安培
偏转角度的大小
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
.
1.磁电式电流表的构造
刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。
学习任务三 磁电式电表的工作原理
学习任务三
[物理观念]
2. 电流表中磁场分布特点: 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。
该磁场是非匀强磁场。
学习任务三 磁电式电表的工作原理
学习任务三
[物理观念]
3. 工作原理：
极靴
线圈
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
学习任务三 磁电式电表的工作原理
学习任务三
[物理观念]
4. 电流表表盘的刻度均匀的原因
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
学习任务三 磁电式电表的工作原理
学习任务三
[物理观念]
例4 [2023·温州中学月考] 磁电式电流表的线圈放在磁体的两极间,磁体产生辐向分布磁场(如图所示),线圈的左右两边所在处的磁感应强度大小都相等,当线圈中通有图示方向的电流时 (　 )
A.线圈左边受到向上的安培力,右边受到向下的安培力
B.线圈左、右两边受到的安培力方向相同
C.线圈转到不同位置受到的安培力大小不同
D.当线圈中的电流方向发生变化时,线圈的转动方向并不变
学习任务三
A
[解析]由左手定则可知,线圈左边受到向上的安培力,右边受到向下的安培力,故A正确,B错误;
线圈转到任意位置,线圈所在平面与磁感线平行,受到的安培力大小相同,故C错误;
当线圈中的电流方向发生变化时,由左手定则可知,线圈的转动方向改变,故D错误.
学习任务三
电流天平的原理和应用
电流天平(如图左所示)是根据等臂杠杆的原理制成的,可以用来测量导线在磁场中受到的安培力和磁场的磁感应强度.如图右所示是它的原理示意图,天平左盘放砝码,右盘下悬挂线框,线框处于磁场中.当线框没有通电时,天平处于平衡状态.
素 养 提 升
线框通电后,ab、bc、cd边均受到安培力的作用.根据左手定则可知,ab、cd边受到的安培力等大反向,互相抵消,bc边受到的安培力方向竖直向上,从而使天平平衡被破坏.通过在右盘中加砝码可使天平重新平衡,根据所加砝
码的质量可以推知线框所受安培力的大小F.再根据F=nBIl,由线框的匝数n、bc边长度l、电流I可求磁场的磁感应强度B的大小.
素 养 提 升
安培力
方向：左手定则
大小
垂直：F=BIL
平行：F=0
有夹角：F=BILsinθ
磁电式电流表
课 堂 小 结
课后习题
1．图1.1-9的磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。图1.1-9甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中的两个量的方向，试画出第三个量的方向。（用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里，“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“”表示电流垂直于纸面向里。）
课后习题
2.在图1.1-10中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。
课后习题
课后习题

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