第四节 磁场对电流的作用（教学课件）-【中职专用】高中物理同步课堂（高教版）

物理第四节

磁场对电流的作用主题五

电与磁及其应用通用类这些电动机为什么会转动呢？主要内容

321平行载流导线的相互作用安培定律左手定则1

左手定则

【观察与体验】

研究安培力与电流、磁场三者方向间的关系将一根导体棒放在如图所示的实验装置上，调整装置位置，使导体棒朝向南北方向，用一节干电池给导体棒供电。分别改变电流和磁场的方向，观察导体棒的运动情况。磁场的方向电流的方向安培力的方向由上向下由南向北由北向南由下向上由南向北由北向南由东向西

由西向东

由西向东

由东向西

【思考与讨论】

综合以上四种实验结果，小组讨论，尝试归纳安培力的方向跟磁场方向和电流方向三者之间的关系是怎样的？综合法就是把研究对象的各个部分、方面和因素联合起来加以研究，从而在整体上把握事物的本质和规律的思维方法。【思维与方法】

综合法综合是在分析研究的基础上进行的，把分析的结果联系在一起，能使各个部分、要素脱离并列的状态，呈现出有机的联系，形成多样性的统一体，能更深刻地认识对象的本质和规律。

伸开左手,使大拇指跟四指垂直，并在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是安培力的方向。

一、左手定则如右图所示为直流电动机工作原理示意图，利用左手定则可知，磁场对通电线圈中左侧的导线产生了向上的安培力，对线圈右侧的导线产生了向下的安培力，这两个力对线圈产生力矩作用，使线圈绕着中轴转动。分析可知当线圈平面转过竖直面时，线圈会通过换向器将电流的方向反转过来，使其继续旋转下去，如右视频所示。2

安培定律

在此阶段，我们只讨论通电导线方向与磁场方向垂直时的情况。

实验表明，当通电导线的方向与磁场的方向垂直时，导线受到的安培力最大；当通电导线的方向与磁场的方向平行时，导线所受到的安培力最小为零；当通电导线方向与磁场方向斜交时，导线所受安培力介于0和最大值之间。

【观察与体验】

研究影响安培力大小的因素

将三块相同的磁铁并列放置，用

4根导线分别与铜质导体棒连接，将导体棒悬挂在磁铁的两极之间，如图所示。

1.

先用1.0A的电流通过导线“1、4”给导体棒通电，观察导线的偏转情况。

2.依然将导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极之间，改变电流大小，用2.0A的电流通过导线“1、4”给导体棒通电，观察导线的偏转情况，与步骤1的情况比较，判断安培力大小与电流大小的关系。

3.保持导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极之间，用1.0A的电流分别通过导线“2、3”给导体棒通电，观察导线的偏转情况，与步骤1的情况比较，判断安培力大小与导体棒长度的关系。

通电导线在磁场所受到的力叫做安培力。

通过大量实验，发现在匀强磁场中，当通电直导线与磁感线方向垂直时，直导线受到的安培力最大，其大小为导线中的电流I、导线的长度L、磁感应强度B这三者的乘积，这就是安培定律：

安培定律

F=0BIBIBI

讨论：当通电导线不与磁感线垂直时，它受到的安培力，比导线与磁感线垂直时所受到的安培力小；当通电导线与磁感线平行时，导线不受安培力作用。

在实验和生产中使用的电流表、电压表、多用表等大多都属于磁电式仪表。磁电式仪表是应用通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，其的构造一般如右图所示。

【应用与拓展】

磁电式仪表的工作原理

蹄形磁铁的极掌和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的，如图所示。不管通电线圈转到什么角度，其平面都跟磁感线平行。3

平行载流导线的相互作用I1I2

如图所示，当两根平行直导线通以方向相同的电流时，它们之间是相互吸引，还是相互排斥？F2F1.......

讨论：当两根平行直导线通以方向相反的电流时，两者相互排斥，请你判断一下。×××××××

【例1】如图所示，在B=0.20T匀强磁场中，有一段长L=0.50m，并与磁感线垂直放置的直导线。当直导线中有I=2.0A电流通过时，直导线所受的磁场力有多大？方向如何？如果直导线旋转90º，其他量不变，则直导线受到力又是多大？BI

解：当直导线与磁感线垂直时，受到安培力为

根据左手定则，直导线受到的安培力方向垂直向里。

如果直导线旋转90º，则直导线受到安培力为零。

练习1.下列图中已标明I、B、F三个物理量中两个量的方向，试分别标出第三量的方向。BFB.I2.如图所示，在