2.3 磁场对通电导线的作用

2.3磁场对通电导线的作用教学目标１、安培力（1）安培力的方向（2）安培力的大小２、磁感应强度（1）怎样定量地描述磁场的强弱（2）磁感应强度3、电动机的工作原理磁体对磁体磁相互作用的类型电流对磁体磁体对电流电流对电流安培力通电导体在磁场中受到的力称为安培力。一、安培力实验一实验二安培力的方向安培力的大小通电直导线、匀强磁场、磁场⊥电流实验条件实验一安培力的方向FFFF实验二安培力的大小在实验中，电流方向与磁场方向垂直条件：在同一位置，保持导线Ｌ不变，导体中Ｉ增大。现象：导线摆角增大说明：受到的安培力变大条件：在同一位置，保持Ｉ不变，导线Ｌ变长（用多匝线圈代替）现象：导线摆角增大说明：受到的安培力变大精确的实验表明：Ｆ∝Ｌ、Ｆ∝Ｉ，即Ｆ∝ＩＬF=ILB(B⊥L)式中B是比例系数B的单位：ＴmANT·11ILFB精确的实验测量表明，当电流与磁场方向垂直时：一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以F=BILB⊥L:F=ILBB∥L:F=0一般的:0≦F≦ILB1、安培力的方向左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。【例1】画出图中安培力的方向。FFFF×注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。1、安培力的方向【例2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。1、安培力的方向课堂练习1、安培力的方向1、安培力的方向安培实验磁体磁体磁场电流电流磁相互作用同向相吸，异向相斥安培力方向的特点：（1）F⊥B、F⊥I，即F垂直B和I决定的平面。（2）安培力F与B是垂直的关系，而不是同向的。这一点有别于电场力。（3）在判断安培力方向时，必须首先判断磁场方向与电流方向构成的平面，安培力的作用线垂直于该平面，然后再根据左手定则判断出安1、安培力的方向小结2、安培力的大小演示在实验中，电流方向与磁场方向垂直条件：在同一位置，保持导线Ｌ不变，导体中Ｉ增大。现象：导线摆角增大说明：受到的安培力变大条件：在同一位置，保持Ｉ不变，导线Ｌ变长（用多匝线圈代替）现象：导线摆角增大说明：受到的安培力变大精确的实验表明：Ｆ∝Ｌ、Ｆ∝Ｉ，即Ｆ∝ＩＬF=ILB(B⊥L)2、安培力的大小式中B是比例系数B的单位：ＴmANT·11ILFB实验表明，当电流与磁场方向垂直时：一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以F=BIL例.将长度为20cm、通有0．1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如下列图所示，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小和方向.【解析】(1)因为导线与磁感线平行，所以导线受到的安培力为零.(2)由左手定则知，安培力方向垂直导线水平向右，大小为F=BIL=1×0．1×20×10-2N=0．02N.(3)由左手定则知，安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小为F=BIL=1×0.1×20×10-2N=0．02N.【答案】安培力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电场力方向要么相同，要么相反。电流在磁场受到的安培力与电流在磁场中放置的位置有关。公式中的Ｌ可以理解为有效的长度（与Ｂ垂直为有效）。当Ｂ∥Ｉ，Ｌ＝０，Ｆ＝０当Ｂ⊥Ｉ，Ｆｍａｘ＝ＢＩＬ当Ｂ与Ｉ成θ，Ｌ在与Ｂ垂直方向的投影为Ｌsinθ，Ｆ＝ＢＩＬsinθ小结安培力的大小2、安培力的大小一段通电导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由上而下，如右图所示.在导线以其中心点为轴逆时针转动180°的过程中，导线受到的安培力()练习AB.大小由最大减小到零再增至最大，方向时C．大小由最大减小到零再增至最大,方向不D．大小由最大减小到零再增至最大，方向由磁场1、怎样定量地描述磁场的强弱？电场1.电荷：电量可精确测定2.点电荷：位置可精确测定3.正电荷：力的大小和方向可精确测定3.电场强度：E=F/q与F同向正的点电荷磁场1.直导线：长度可精确测定2.通电导线：电流强度可精确测定3.匀强磁场：力的大小和方向可精确测定4.磁感应强度：B=F/IL方向---由左手通电直导线1、怎样定量地描述磁场的强弱？电场1.电荷：电量可精确测定2.点电荷：位置可精确测定3.正电荷：力的大小和方向可精确测定3.电场强度：E=F/q与F同向正的点电荷磁场1.正的带电粒子：电量q可精确测定2.运动：速度V度可精确测定3.匀强磁场：力的大小和方向可精确测定4.磁感应强度：B=F/qv方向---由左手运动的带电粒子1、怎样定量地描述磁场的强弱？磁场1.直导线：长度可精确测定2.通电导线：电流强度可精确测定3.匀强磁场：力的大小和方向可精确测定4.磁感应强度：B=F/IL方向---由左手通电直导线磁场1.正的带电粒子：电量q可精确测定2.运动：速度V度可精确测定3.匀强磁场：力的大小和方向可精确测定4.磁感应强度：B=F/qv方向---由左手运动的带电粒子2、磁感应强度2、磁感应强度总结例1，关于磁感应强度，下列说法正确的是（A．由B=F/IL知，B与F成正比，B与ILB．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度C．通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B=0)D.磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的，【解析】磁感应强度B=F/IL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放入通电导线无关，A、B错；若磁场不为零，但导线平行于磁感应强度的方向放置时，磁场力F为零，C错.【答案D