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磁场对通电导体的作用力
一、知识回顾
如何描述磁场强弱？
1、定义：磁场对电流的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。
安培力
公式：
L
L
θ
讨论：(1) B⊥I时，
F=BIL
(3) B∥I时，
F=0
(2) B与I夹角为θ时，
F = B I Lsinθ
（θ为I与 B的夹角）
B
I
θ
B∥
B⊥
安培力的大小
L
F=BIL
F=BIL中的L为有效长度
L
L
L
思考与讨论
试指出下述各图中的安培力的大小。
安培力的方向
实验表明：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。
思考与讨论
在电场中，电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受力方向呢？
左手定则
实验结论：安培力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电流方向垂直F⊥I，故安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面，即：F安⊥BI平面
磁感线——穿入手心
四指——电流的方向
大拇指——安培力的方向
F
I
B
F
I
B
α
α
B
B
I
F
α
B
I
30°
F
I
I
B
B
安培力方向的判断
×
2、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一个垂直磁感线的环形线圈，通有顺时针电流I，如图所示，则下列叙述中正确的是
A、环形线圈所受的磁力的合力为零
B、环形线圈所受的磁力的合力不为零
C、环形线圈有收缩的趋势
D、环形线圈有扩张的趋势
AD
课堂练习
思考与讨论
前面，我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。
A
B
C
D
A的磁场
F安A对B
C的磁场
F安C对D
F安B对A
F安D对C
B的磁场
D的磁场
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会 ( )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
纵向
A
巩固练习
N
S
导线将如何运动？
自由
固定
F
F
˙
×
×
×
×
×
×
˙
˙
˙
˙
˙
解析：两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势
例
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（　）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
a
b
c
d
D
巩固练习
N
S
从右向左看
电流逆时针
例：把轻质线圈用绝缘细线悬在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈通电后，判断线圈如何运动？
N
S
N
S
如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则( )
A. 磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用
F
巩固练习
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．
(1) 猜想一下，盐水转动的方向，
(2) 探究盐水旋转的原因．
小试牛刀
答案：
(1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转．
(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转．
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）。
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
.
四、磁电式电流表
电流表构造中最大的特点就是在蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的（即沿直径方向分布），如图所示。
这样的构造使得线框在转动过程中，其平面始终与磁场平行，即受到安培力的线框中的两边始终与磁场垂直。
电流表的构造
电流表的工作原理
如图所示，当电流通过线圈时，线圈上跟轴线平行的两边在安培力作用下，使线圈绕轴线转动，从而使螺旋弹簧被扭动。当安培力产生的力矩和弹簧的扭转力矩相平衡时，线圈才停止转动。
θ
由于安培力与电流成正比，当线圈中流入的电流越大时，线圈上产生的安培力越大，线圈和指针转过的角度也越大。因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。
由左手定则可知，当流入线圈中的电流方向改变时，线圈上产生的安培力的方向也改变，从而使线圈和指针偏转的方向也改变。所以，根据指针偏转的方向，可以知道被测电流的方向。
电流表的工作原理
θ=NBIS/k
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。

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