§3.4通电导线在磁场中受到的力导学案
【学习目标】
1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。
2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。
3.了解磁电式电流表的内部构造及原理。
【学习重点】安培力的方向确定和大小的计算。
【学习难点】左手定则的运用。
【课前复习预习案】
1.直线电流的磁场方向可以用 定则确定：右手握住通电导线，让伸直的 所指方向与 方向一致，弯曲的 所指的方向就是 环绕的方向
2.环形电流的磁场可以用另一种 定则确定：右手握住通电螺线管，让右手弯曲 的 与 的方向一致，伸直的 所指的方向就是环形导线 上磁感线的方向。
【自主学习】
1.安培力：磁场对 的作用力通常称为安培力。
4．安培力的方向-----左手定则
通电导线在磁场中所受安培力的方向既跟 有关，又跟 有关，可以用 左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指 ，并且都跟手掌 ，让磁感线 ，并使 指向 方向，这时 所指的方向，就是通电导线在磁场中 方向。
说明：安培力的方向既跟 垂直，又跟 垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的 。
5．安培力的大小
(1)垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力F= 。
(2)当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为 。
(3)当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力F= 。
6．磁电式电流表
(1)电流表主要由哪几部分组成的？
电流表由 、铁芯、 、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。
(2)为什么电流表可测出电流的强弱和方向？
磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越 ，线圈和指针偏转的角度就越 ，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着 ，指针的偏转方向也随着 ，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
【课堂探究案】
探究一：探究安培力的方向
1、演示实验
（1）、上下交换磁场的位置，以改变磁场的方向，分别观察导线受力方向
（2）、改变导线中电流的方向，分别观察导线受力的方向。
图1 图2 图3 图4
2、电流方向、磁场方向、安培力方向，这三者方向关系如何？
3、结论：左手定则
练习：1、 画出以下通电导线所受安培力的方向
2、画出图中通电导线所受力的方向
2、两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。两条导线电流方向相同时候，相互作用力是怎样的？两条电流方向相反时，相互作用力又是怎样的？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测。
结论： 。
探究二：探究安培力的大小
1、在磁场中通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = （最大）
注意：每个物理量的物理意义B、L、I。
2、两种特例：即当I⊥B时 F = 和当I∥B时 F =
3、通电导线与磁场方向夹θ角时呢？
B
I
把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B⊥=
另一分量与导线平行 B∥=
即F=B⊥IL，将B⊥ =Bsinθ 代入得：F= ，
注：1、θ表示 方向与 方向间的夹角
2、L为有效长度
例 一根长为0.2m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是 ( )
A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0
【课后巩固案】
1．关于安培力的说法中正确的是（ ）
A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B.安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关
C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线
2．在下面的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是 ( )
3．要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有( )
A．增加线圈匝数 B．增加永久性磁铁的磁感应强度
C．换用弹性较强的游丝，增大反抗力矩 D．增加线圈面积
4.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
5、如图3－4－24所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
水平向左 B．水平向右
C．竖直向下 D．竖直向上
6．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )
A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培
7.通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相等
C．线框所受的安培力的合力方向向左
D．线框所受的安培力的合力方向向右
8．如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁感应强度的大小．
课件15张PPT。第3章 第4节
通电导线在磁场中受到的力一、引入 人们把磁场对通电导线的作用力叫做安培力。（是为了纪念安培这位科学家而命名的）安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力 F 的方向演示：探究安培力的方向
1、上下交换磁场的位置，以改变磁场的方向，分别观察导线受力方向
2、改变导线中电流的方向，分别观察导线受力的方向。
F向右F 向左F 向右F 向左左手定则：掌心-----磁感线穿入
四指------电流方向
大拇指------安培力方向 安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向都垂直。FFI【例1】画出图中通电导线所受安培力的方向。IB【例2】画出图中通电导线所受力的方向。吸引排斥分析:问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间是否有相互作用力？方向如何？ 实验演示:PNPNPNPNPNNP结论：同向电流相互吸引
反向电流相互排斥二、安培力的大小F＝BIL当B∥I时F＝0当B和I夹角为θ时，F的方向？F的大小?当B⊥I时把磁感应强度B分解为两个分量：平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定F=I L·Bsinθ通电直导线与磁场方向夹角为θ的情况怎样处理？或F=BI· LsinθB?B〃B?=BsinθB〃=B cosθ公式： F=BILsinθθ表示磁场方向与电流方向间的夹角 注：此公式仅适用于匀强磁场三、安培力的大小F一定与B垂直，一定与I垂直。
但B与I不一定垂直。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。 F=ILBsinθθ表示磁场方向与电流方向间的夹角 注：公式仅适用于匀强磁场小结1、安培力的方向： 安培力 F⊥B 、F⊥I ，即跟B、I方向构成的平面垂直，用左手定则判断。2、安培力的大小：当B⊥I时，F＝ILB当B∥I时，F＝0（L为有效长度）谢谢！
