磁场对电流的作用教案（1）

教学要求：

1、知道磁场对电流存在力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向，以及磁感线方向有关系。改变电流方向，或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。能说明通电线圈在磁场中转动的道理。

2、知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。

3、培养、训练学生观察能力和从实验事实中，归纳、概括物理概念与规律的能力。

教学过程

一、引人新课

首先做直流电动机通电转动的演示实验，接着提出问题：

电动机为什么会转动？

要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现——电流周围存在着磁场，并通过磁场对磁体发生作用，即电流对磁体有力的作用，再让我们逆向思索，磁体对电流有无力的作用呢？即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢？

现在就让我们共同沿着这一逆向思索所形成的猜想，设计实验，进行探索性的研究。

板书：四、研究磁场对电流的作用

二、演示实验

板书：

1、实验研究：

1、介绍实验装置的同时说明为什么选择这些实验器材，渗透实验的设计思想。

2、用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格，如下：

3、按照实验过程，把课本1、2两个实验，用边演示，边指导观察，边提出问题的方式，连续完成。要求学生完成观察演示实验的记录和思考回答表中的问题：

“通电铜棒在磁场中，运动的原因是什么？”

这样做，一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用，二是进一步巩固、深化力的概念。

4、对学生通过观察，归纳概括出的结果，要做小结：（板书小结如下）

通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向、磁感线方向是相互垂直的、不论是改变电流方向，还是改变磁场方向，都会改变力的方向

三、应用

板书：

2、实验结论的应用：

1、出示线圈在磁场中的演示实验装置，并提出问题让学生思考：

应用上面实验研究的结论，分析判断通电的线圈在磁场中会发生什么现象？

2、出示方框线圈在磁场中的直观模型，并用小黑板或幻灯片把模型的平面图展示出来，以助学生思考。

3、在学生作出判断的基础上，演示通电线圈在磁场中所发生的现象，来证验学生的分析，判断是否正确。（关于这个实验装置见前面的“实验”）

4、在实验验证的基础上过渡到教材中的“想想议议”上来，无论学生解释得完整，或者不完整都没有关系，可以留下来课后讨论，为下一节课继续分析埋下伏笔、

四、讨论

板书：问题讨论

怎样旧能的转比与守恒的观点，来说明通电导体和通电线圈在磁场中发生运动的现象？启发讨论的子问题：l、通电导体和通电线圈发生运动时，消耗了什么能？得到了什么能？2、你所说的消耗的能和你所说的得到的能守恒吗？为什么？

五、小结

板书：课堂小结

学生小结，或师生共同小结，本节课学到了什么？

板书设计

四、研究磁场对电流的作用

1、实验研究2、实验结论的应用3、问题讨论

结论：____________问题：_____________①____________

________________________________②______________

____________想想议议________4、课堂小结

______________________________________________

______________________________________________

磁场对电流的作用教案（2）

第四节 磁场对电流的作用

(一)教学目的

1.知道磁场对通电导体有作用力。

2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。

3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。

4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。

5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。

(二)教具

小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多)，两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接)，支架(吊铝箔筒用)，如课本图12-10的`挂图，线圈(参见图12-2)，抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。

(三)教学过程

1.引入新课

本章主要研究电能；第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器--电动机。

出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。

提问：电动机是根据什么原理工作的呢？

讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。

2.进行新课

(1)通电导体在磁场里受到力的作用

板书课题：〈第四节 磁场对电流的作用〉

介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。

演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_____，这说明_____。

板书：〈1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉

(2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关

教师说明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。

归纳实验2的结论并板书：〈2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉

(3)磁场对通电线圈的作用

提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？

出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替)，并出示如课本上图12-10的挂图(此时，图中还没有标出受力方向)。

引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？

演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。

教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。

提问：线圈为什么会停下来呢？

利用模型和挂图分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。

板书结论：〈3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉

(4)讨论

①教材中的"想想议议"。

②小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能，得到了______能。

3.小结：板书的四条结论。

4.作业 (思考题)：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。

(四)说明

1.受力方向与电流方向和磁感线方向垂直，这一点不能从实验直接得到(因为运动方向并不一定是受力方向)，且与后面学习联系不大，本教案没讲这一点。

2.教案最后的思考题是为下节学习作准备。

物理教案－磁场对电流的作用

磁场对电流的作用教案（3）

磁场对电流的作用教案示例之一

（一）教学目的

1．知道磁场对通电导体有作用力。

2．知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。

3．知道通电线圈在磁场中转动的道理。

4．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。

5．培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。

（二）教具

小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根（粗细、长短与铅笔差不多），两根铝箔条（用透明胶与铝箔筒的两端相连接），支架（吊铝箔筒用）,如课本图12—10的挂图，线圈（参见图12—2），抄有题目的小黑板一块（也可用幻灯片代替）。

(三）教学过程

1．引入新课

本章主要研究电能：第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送，电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器一电动机。

出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。

提问：电动机是根据什么原理工作的呢？

讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力（如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动）。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。

2．进行新课

(1)通电导体在磁场里受到力的作用

板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉

介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的.磁场中（参见课本中的图12—9）。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动,以便我们观察。

演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电（瞬时短路），让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会______，这说明______。

板书：＜1．通电导体在磁场中受到力的作用。〉

(2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关

教师说明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会_________，这说明_________。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。

归纳实验2的结论并板书：〈2．通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉

(3)磁场对通电线圈的作用

提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？

出示方框线圈在磁场中的直观模型（磁极用两堆书代替），并出示如课本上图12—10的挂图（此时，图中还没有标出受力方向）。

引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？

演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下（实质是线圈）后通电，让学生观察线圈的运动情况。”

教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。

提问：线圈为什么会停下来呢？

利用模型和挂图分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。

板书结论：〈3．通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉

(4)讨论

①教材中的“想想议议”。

②小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______得到了______能。

板书：〈4．通电导体在磁场中运动是消耗了电能，得到了机械能。〉

3．小结：板书的四条结论。

4．作业 （思考题）：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。

（四）说明：

1．受力方向与电流方向和磁感线方向垂直，这一点不能从实验直接得到（因为运动方向并不一定是受力方向），且与后面学习联系不大，本教案没讲这一点。

2．教案最后的思考题是为下节学习作准备。

磁场对电流的作用教案示例之一

磁场对电流的作用教案（4）

磁场对电流的作用教案示例之二

课时：1课时。

教学要求：

1．知道磁场对电流存在力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向，以及磁感线方向有关系。改变电流方向，或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。能说明通电线圈在磁场中转动的道理。

2．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。

3．培养、训练学生观察能力和从实验事实中，归纳、概括物理概念与规律的能力。

教学过程

一、引人新课

首先做直流电动机通电转动的演示实验，接着提出问题：

电动机为什么会转动？

要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现——电流周围存在着磁场，并通过磁场对磁体发生作用，即电流对磁体有力的作用，再让我们逆向思索，磁体对电流有无力的作用呢？即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢？

现在就让我们共同沿着这一逆向思索所形成的猜想，设计实验，进行探索性的研究。

板书：四、研究磁场对电流的作用

二、演示实验

板书：1．实验研究：

1．介绍实验装置的同时说明为什么选择这些实验器材，渗透实验的设计思想。

2．用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格，如下：

3．按照实验过程，把课本1、2两个实验，用边演示，边指导观察，边提出问题的方式，连续完成。要求学生完成观察演示实验的记录和思考回答表中的问题：

“通电铜棒在磁场中，运动的原因是什么？”

这样做，一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用，二是进一步巩固、深化力的概念。

4．对学生通过观察，归纳概括出的结果，要做小结：（板书小结如下）

通电导体在磁场中受到力的`作用，力的方向与电流方向、磁感线方向是相互垂直的．不论是改变电流方向，还是改变磁场方向，都会改变力的方向

三、应用

板书：2．实验结论的应用：

1．出示线圈在磁场中的演示实验装置，并提出问题让学生思考：

应用上面实验研究的结论，分析判断通电的线圈在磁场中会发生什么现象？

2．出示方框线圈在磁场中的直观模型，并用小黑板或幻灯片把模型的平面图展示出来，以助学生思考。

3．在学生作出判断的基础上，演示通电线圈在磁场中所发生的现象，来证验学生的分析，判断是否正确。（关于这个实验装置见前面的“实验”）

4。在实验验证的基础上过渡到教材中的“想想议议”上来，无论学生解释得完整，或者不完整都没有关系，可以留下来课后讨论，为下一节课继续分析埋下伏笔．

四、讨论

板书：问题讨论

怎样旧能的转比与守恒的观点，来说明通电导体和通电线圈在磁场中发生运动的现象？启发讨论的子问题：l．通电导体和通电线圈发生运动时，消耗了什么能？得到了什么能？2．你所说的消耗的能和你所说的得到的能守恒吗？为什么？

五、小结

板书：课堂小结

学生小结，或师生共同小结，本节课学到了什么？

板书设计

四、研究磁场对电流的作用

1．实验研究 2．实验结论的应用 3．问题讨论

结论：____________问题：_____________①____________

______________ __________________②______________

____________想想议议________4．课堂小结

_____________ _______________ __________________

_____________ _______________ __________________

磁场对电流的作用教案示例之二

磁场对电流的作用教案（5）

高中探究磁场对电流的作用的物理教案

第1节探究磁场对电流的作用

课前预习

一、安培力

1．磁场对通电导线的作用力叫做___○1____．

2.大小：（1）当导线与匀强磁场方向________○2_____时，安培力最大为F=_____○3_____.

（2）当导线与匀强磁场方向_____○4________时，安培力最小为F=____○5______.

(3) 当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于___○6___和__○7______之间。

3．方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁场中，让磁感线___○10____，并使伸开的四指指向 _○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的__○12___方向．

二、磁电式电流表

1.磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成.

2．蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。

3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。

课前预习答案

○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高

重难点解读

一、 对安培力的认识

1、 安培力的性质：

安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。

2、 安培力的作用点：

安培力是导体中通有电流而受到的力，与导体的中心位置无关，因此安培力的作用点在导体的几何中心上，这是因为电流始终流过导体的所有部分。

3、安培力的方向：

（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。

（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面（如图所示），但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。

（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。

4、安培力的大小：

（1）安培力的计算公式：F＝BILsinθ，θ为磁场B与直导体L之间的夹角。

（2）当θ＝90°时，导体与磁场垂直，安培力最大Fm＝BIL；当θ＝0°时，导体与磁场平行，安培力为零。

（3）F＝BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。

（4）安培力大小的特点：①不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。②L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法

（1）电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.

（2）特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向.

（3）等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。

（4）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.

典题精讲

题型一、安培力的方向

例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？

解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。

答案：向左偏转

规律总结：安培力方向的判定方法：

（1）用左手定则。

（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。

（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。

题型二、安培力的大小

例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力

A. 方向沿纸面向上，大小为

B. 方向沿纸面向上，大小为

C. 方向沿纸面向下，大小为

D. 方向沿纸面向下，大小为

解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为 来等效代替,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则.A正确。

答案：A

规律总结：应用F=BILsinθ来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动

例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。

解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。

答案：减小 零

规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：（1）电流元分析法，（2）特殊位置分析法， （3）等效法，（4）转换研究对象法

题型四、安培力作用下的导体的平衡问题

例4、 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：

(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

解析：从b向a看侧视图如图所示．

(1)水平方向：F＝FAsin θ①

竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②

又 FA＝BIL＝BERL③

联立①②③得：FN＝mg－BLEcos θR，F＝BLEsin θR.

(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg

Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

答案：(1)mg－BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右

规律总结：对于这类问题的求解思路：

（1）若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图

（2）对物体受力分析，要注意安培力方向的确定

（3）根据平衡条件或物体的运动状态列出方程

（4）解方程求解并验证结果

巩固拓展

1. 如图，长为 的直导线拆成边长相等，夹角为 的 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 ，当在该导线中通以电流强度为 的电流时，该 形通电导线受到的安培力大小为

（A）0 （B）0.5 （C） （D）

答案：C

解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为 。选C。

本题考查安培力大小的计算。

2．．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(  )

A．如果B＝2 T，F一定是1 N

B．如果F＝0，B也一定为零

C．如果B＝4 T，F有可能是1 N

D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行

答案：C

解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0

3. 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是(  )

A．把磁铁的N极和S极换过来

B．减小通过导体棒的电流强度I

C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条

D．更换磁性较小的磁铁

答案：C

解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的.长度成正比，C正确．

4. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是(  )

A．磁铁对桌面的压力减小

B．磁铁对桌面的压力增大

C．磁铁受到向右的摩擦力

D．磁铁受到向左的摩擦力

答案：AD

解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确．

5．.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图右所示.，下图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是

A.①② B.③④ C.①③ D.②④

答案： A

解析： ①中通电导体杆受到水平向右的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零.②中导电细杆受到竖直向上的安培力，摩擦力可能为零.③中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零.④中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零.故①②正确，选A.

6．如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较(  )

A．b也恰好不再受安培力的作用

B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上

C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下

D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下

答案：D

解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．

7． 如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是(  )

A．导线a所受合力方向水平向右

B．导线c所受合力方向水平向右

C．导线c所受合力方向水平向左

D．导线b所受合力方向水平向左

答案：B

解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的．

8．如图所示，在空间有三根相同的导线，相互间的距离相等，各通以大小和方向都相同的电流.除了相互作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是______.

答案： 两两相互吸引,相聚到三角形的中心

解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判断出，它们之间存在吸引力.

9．如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设θ＝45°，ａ、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 .

答案：

解析： 由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程：

mgsin45°=Fcos45°，即

mg=F=BIL 可得B＝ .

10．一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直.在下图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示.开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx______，方向______.

答案： ；位移的方向向下

解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知

kx2=mg+nBIl.

所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl

所以Δx=

电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下.

磁场对电流的作用教案（6）

《磁场对电流的作用》教案设计

基础知识梳理：

一、磁场对通电直导线的作用安培力

1、大小：在匀强磁场中，当导线方向与磁场方向一致时F安= ;当导线方向与磁场垂直时，F安= 。

2、方向：用 定则判定。

3、注意：F安=BIL的适用条件：①一般只适用于匀强磁场;②L③如果是弯曲的通电导线，则L是指有效长度，它等于导线两端点所连直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端.

二、安培力的应用

(一)、安培力作用下物体的运动方向的判断

1、电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向。

2、特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向。

3、等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。

4、利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互 ;，反向电流相互 ;②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。利用这些结论分析，可以事半功倍.

(二).处理相关安培力问题时要注意图形的变换

安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面，即一定垂直于B和I，但B和I不一定垂直.有关安培力的力、电综合题往往涉及到三维立体空间问题，如果我们变三维为二维便可变难为易，迅速解题。

典型例题：

1、通电导线或线圈在安培力作用小的平动和转动问

[例1](1) 如图，把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过图示方向的电流时，线圈将怎样运动?_________________

(2)如图所示，有一根竖直长直通电导线和一个通电三角形金属框处在同一平面，直导线和ab平行，当长直导线内通以向上的电流时，若不计重力，则三角形金属框架将会( )

A、水平向左运动 B、水平向上运动 C、处于静止状态 D、会发生转动

[例2] 、一矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO转动,它处在与OO垂直的匀强磁场中(如图).在磁场作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置.则平衡后：( )

A.线框四边都不受磁场的作用力.

B.线框四边受到指向线框外部的磁场作用力,但合力为零.

C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.

D.线框的一对边受到指向线框外部的'磁场作用力,另一对边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.

2、安培力参与的动力学的问题

[例3] 、 如图所示，通电导体棒AC静止于水平轨道上，棒的质量为m，长为L，通过的电流为I，匀强磁场的磁感强度为B，方向和轨道平面成角。求轨道受到AC棒的压力和摩擦力各多大。

[例4]如图所示，电源电动势E=2V，内阻r=0.5 ，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5，它与导轨间的动摩擦因数=0.4，有效长度为l=0.2m，靠在导轨的外面，为使金属棒不滑动，应加一与纸面成30与棒垂直且向里的磁场，问：

(1)此磁场是斜向上还是斜向下?

(2)B的范围是多少?

[例5]如图所示，一个密度=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金属环，处于径向对称方向发散的磁场中，环上各处的磁感应强度为B=0. 35 T，若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I=10 A，并保持△t=0. 2 s，试分析：环将做什么运动?运动的距离是多少?(不计空气阻力，g= 10 m/s2)