磁场资料3-4.docVIP

磁场对通电导线的作用力 学海导航 课标导引 考点探寻 【内容标准】安培力的方向，安培力的大小，磁电式电流表 【重点难点】1、安培力的方向判断和大小计算2、弄清楚安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系 【考纲要点】.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则、磁电式电表原理 【热点提示】1、安培力、电流、磁感应强度三者方向一定是两两垂直吗？ 2、电流表的刻度为什么是均匀的呢？ 学点探究 知识梳理 【学点1】安培力的方向 1．磁场与电流之间存在相互作用力，人们把通电导线在磁场中受到的力称为安培力， 2．判断通电导线在磁场中所受安培力的方向可用左手定则判断：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。 【学点2】安培力的大小 在匀强磁场中，长为L的导体，通入电流为I时，安培力大小取决于磁场方向和电流方向的夹角： 当通电导线与磁场方向垂直放置时，安培力最大，为F=BIL， 当通电导线与磁场方向平行放置时，安培力最小为0（即不受力）。 当通电导线与磁场方向成其他任意角放置时，安培力介于最大值和最小值之间，大小可表示为F=BILsinθ 【学点3】磁电式电流表 磁电式电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器，，他最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，于是安装在轴上的线圈就要转动，从而带动指针转动。被测电流越大，线圈偏转角度越大，根据指针的偏转方向，可以知道被测的电流方向。 核心讲解 一、安培力的方向判断 1．安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向所构成的平面． 当磁场与电流垂直时，安培力、磁场、电流构成如图3-4-1的三维直角坐标系．当磁场方向与电流方向不垂直时，安培力、磁场的垂直分量、电流构成如图所示的三维直角坐标系．尽管磁场与电流方向可以不垂直，但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向，即垂直于电流方向和磁场方向所构成的平面． 2．让磁感线从掌心进入的理解 使用左手定则时，一定要让磁感线垂直进入或斜着进入掌心，切不可把手掌放反了，如图3-4-2所示，如果导体中电流水平向右，放到磁场B1中时，由左手定则判知导体受得安培力方向垂直纸面向里，当把导体放到磁场B2中时，受到的安培力方向仍是垂直纸面向里的，这时磁感线要斜着进入掌心了，如是磁场变成了B3，就没有磁感线进入掌心，也就是说导体此时不受安培力了 3、区别安培力和电场力的方向与场的方向的关系。 电场力的方向与电场方向平行，安培力的方向与磁场方向垂直。 【典例l】在如图3-4-3所示的三维空间内，匀强磁场方向沿+x轴方向，在平面x0z内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿+y方向，则（） A.该通电导线一定不会沿平行OX方向放置 B．该通电导线一定平行OZ方向 C．无论通电导线怎样放置，它总受到+y方向的安培力 D．沿方向+x观察导线中的电流方向，应该为向右方向 【点拨】(1)使用左手定则时，要注意手形和手法，注意各个特定方向的要求。 （2)F、I、B三者之间有一定的空间关系，即安培力F的方向始终垂直于电流I和磁感应强度B共同确定的平面。 (3)左手定则应用时。在F、I、L三者中，已知某两者方向，能判断第三者的方向。 【解答】答案AD当通电导线与匀强磁场平行时，它不受安培力作用，而题意说导线受到安培力作用，哪怕说明导线一定不会沿平行OX方向放置，因此选项A正确，根据左手定则确定的关系可知，安培力一定垂直于磁场方向和电流方向确定的平面，但电流方向不一定与磁场方向垂直，因此选项B错误，根据左手定则判断：通电导线如果任意放置在XOZ平面内，它受到的安培力，方向有沿+y方向和-y方向两种可能，沿OX方向观察，当电流向右时，安培力沿+y方向，当电流向左时，安培力沿-y方向，因此选项C错误，选项D正确 【变式训练1】在如图3-4-4所示各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是 ( )  二、安培力的大小计算 1．安培力大小计算公式 （1）垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，如图3-4-5甲所示，它在磁场中受到的安培力大小为F=BIL （2）当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。这一点和检验电荷放在电场中一定受电场力是有区别的。 （3）当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，如图3-4-5乙所示 将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量和与导线平行的分量，如图3-4-5丙，则， 因不产生安培力，导线所受安培力是产生的，故安培力大小计算的一般公式为： F=BILsinθ 2．公式F=BIL中的L为等效长度. 如图3-4-6所示