B I B I B I
30° °
0
0.02N 水平向右
0.02N 垂直导线， 垂直导线， 斜向左上方
例题
自由
˙ ˙
× F ×
˙ ˙
× F
˙ ˙
× 固定
×
×
解析：两电流不平行时， 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
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定， 两条导线互相垂直，但相隔一示电流后，cd导线将 可以自由活动， 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 A.顺时针方向转动，同时靠近ab 顺时针方向转动 B.逆时针方向转动，同时离开ab B.逆时针方向转动，同时离开ab 逆时针方向转动 C.顺时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab 顺时针方向转动 D.逆时针方向转动，同时靠近ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab 逆时针方向转动
二、安培力方向的判断
I B
F
F
I B
I B
F
F
I B
二、安培力方向的判断
B B I I α F I B F I
30 °
B
α
B
B F
I B F I F α
B
I
问题：如图所示， 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过 磁场发生相互作用 结论: 同向电流相互吸引。 结论: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 反向电流相互排斥。 请使用刚学过的知识解释本实验 结果。 结果。 同向电流
F = BIL
F =0
B
θ
问题:如果既不平行也不垂直呢？ 问题:如果既不平行也不垂直呢？
I
三、安培力的大小
通电直导线与磁场方向不垂直的情况 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 不垂直 B1 把磁感应强度B分解为两个分量： 把磁感应强度B分解为两个分量： =Bsinθ 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ =Bcosθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
纵向
XSND 小试牛刀
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极， 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， 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， 然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场 极在下， 极在上，盐水就会旋转起来． 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， 猜想一下，盐水转动的方向， 并实际做一做实验来验证． 并实际做一做实验来验证． (2) 探究盐水旋转的原因． 探究盐水旋转的原因．
电流表的工作原理 如图所示，当电 如图所示， 流通过线圈时， 流通过线圈时，线圈 上跟轴线平行的两边 在安培力作用下， 在安培力作用下，使 线圈绕轴线转动， 线圈绕轴线转动，从 而使螺旋弹簧被扭动。 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， 平衡时，线圈才停止 转动。 转动。
b a
GGLX 巩固练习
如图所示，直角三角形abc abc组成的导线框内通有电流 如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流 I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中， 1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B 2T中 AC=40cm， 求三角形框架各边所受的安培力。 AC=40cm，∠a = 30o ，求三角形框架各边所受的安培力。
思考与讨论
F=BI 中的L F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。 试指出下述各图中的安培力的大小。
L
L
L
F=BI F=BIL
例题：如图所示， 例题：如图所示，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，金属棒中通入由a ab悬挂在水平位置上 金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b 的稳定电流I 这时两根细线被拉紧， 的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根 细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： 细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( ) AC
θ=NBI θ=NBIS/k
电流表的特点
1、灵敏度高，可以测量很弱的电流， 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 但是绕制线圈的导线很细， 过的电流很小； 过的电流很小； 2、电流和安培力成正比，所以电流 电流和安培力成正比， 表的刻度是均匀的； 表的刻度是均匀的； 3、电流方向改变，安培力方向也 电流方向改变， 改变，线圈朝相反方向转动。 改变，线圈朝相反方向转动。
c
Fbc = 0 N Fab = Fac = 0.69 N
b I a B
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如图所示， 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以 电流, 电流,线圈将会 ( A ) A.纵向收缩, A.纵向收缩,径向膨胀 纵向收缩 B.纵向伸长, B.纵向伸长,径向膨胀 纵向伸长 C.纵向伸长, C.纵向伸长,径向收缩 纵向伸长 D.纵向收缩, D.纵向收缩,径向收缩 纵向收缩
B B2
θ
I
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力， 平行于导线的分量B 不对通电导线产生作用力， 通电导线所受作用力仅由B 通电导线所受作用力仅由B1决定 即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ =Bsinθ F=ILBsinθ
θ = 0o
θ = 90O
F =0
F = IBL
解析： 解析： (1)在线圈中通入沿逆时针方向流动的电流 (1)在线圈中通入沿逆时针方向流动的电流I，在天平左右两 盘各加质量分别为m1，m2的砝码，天平平衡，由此就可得 的砝码，天平平衡， 到磁感应强度的大小． 到磁感应强度的大小． (2)线圈中通入电流 由左手定则， (2)线圈中通入电流I时，由左手定则，线圈底边所受安培力 方向竖直向下，由天平平衡得： 方向竖直向下，由天平平衡得： m1gL′＝(m2g＋NILB)L′，式中L′为天平力臂． 为天平力臂． 解得B＝ .
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磁场中某处的磁感线如图所示 (
B
)
A.a、 两处的磁感应强度的大小不等,B A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、 两处的磁感应强度的大小不等,B B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大 C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b 同一通电导线放在 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小 同一通电导线放在
第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力
一、知识回顾
如何描述磁场强弱？ 如何描述磁场强弱？
F B= IL
(B ⊥ I )
安培力( 安培力(Ampere force)的方向 force)
1、定义：磁场对电流的作用力称为安培力， 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。 是为了纪念安培而命名的。
c b a d
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如图所示， 如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁 铁的正下方有一水平放置的长直导线， 铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线 中通以由左向右的电流时， 中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情 况将是( 况将是( C ) A．静止不动 B．向纸外平动 极向纸外， C．N极向纸外，S极向纸内转动 极向纸内， D．N极向纸内，S极向纸外转动
（A）适当增大电流 ）适当增大电流I （B）将电流反向并适当改变大小 ） （C）适当增大磁场 ） （D）将磁场反向并适当改变大小 ） a I b
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将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一 将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一 20cm 0.1A 匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示， 匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感 应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大 应强度为1T。 1T 小和方向
如图所示， 如图所示，天平右臂下面挂有一个矩形线圈宽为L，共N匝， 线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里． 线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．利用这 架天平如何测定磁场的磁感应强度． 架天平如何测定磁场的磁感应强度． (1)写出测量方法 写出测量方法． (1)写出测量方法． ___(用测量的物理量表示 用测量的物理量表示) (2)磁感应强度的表达式 (2)磁感应强度的表达式B＝___(用测量的物理量表示)．
三、安培力的大小
公式： F=ILBsinθ 公式： F=ILBsinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
在中学阶段， 注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以 不垂直时， 问题1:
概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？ 概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？ 问题2：F、B、I一定两两垂直吗？ 结论： 一定与B垂直，一定与I垂直。 结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一 定垂直。 定垂直。
电流表的构造
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 ），如图所示 如图所示。 布），如图所示。 这样的构造使得线 框在转动过程中， 框在转动过程中，其平 面始终与磁场平行， 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。 两边始终与磁场垂直。
思考与讨论
在电场中，电场强度的方向就是正电荷 在电场中， 所受电场力的方向。那么，在磁场中， 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？ 力方向呢？
实验表明： 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。 电流方向和磁场方向有关。
实验结果分析 试画出下述两实验结果的正视图： 试画出下述两实验结果的正视图：