1　磁场对通电导线的作用力[学习目标]　1.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之间的关系.2.掌握安培力的公式F＝IlBsin θ，并会进行有关计算.3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理．一、安培力的方向1．安培力：通电导线在磁场中受的力．2．左手定则：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；让磁感线从掌心垂直进入，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．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B 与 I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B的方向放置的长为l的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝IlB.2．当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时，公式F＝IlB sin_θ.三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越大．根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小相等．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．1．判断下列说法的正误．(1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同．(　×　)(2)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向．(　√　)(3)对于磁电式电流表，指针稳定后，线圈受到的螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向


是相反的．(　√　)(4)对于磁电式电流表，通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大．(　√　)(5)对于磁电式电流表，在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关．(　√　)2．如图1所示，已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为l，磁场磁感应强度为B，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小，并写出安培力的方向．图1答案　(1)IlB　垂直于导体棒斜向左下(2)IlB　垂直纸面向外(3)IlB　垂直于导体棒斜向右下(4)0一、安培力的方向导学探究　按照如图2所示进行实验．图2(1)仅上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？(2)仅改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？(3)仔细分析实验现象，结合课本说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？答案　(1)受力的方向改变　(2)受力的方向改变　(3)安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则知识深化1．安培力方向的特点


安培力的方向既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向，即垂直于电流I和磁场B所决定的平面．(1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直．应用左手定则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直．(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向．应用左手定则判断时，磁感线斜着穿入掌心．2．判断安培力方向的步骤(1)明确研究对象；(2)用安培定则或根据磁体的磁场特征，画出研究对象所在位置的磁场方向；(3)由左手定则判断安培力方向．3．应用实例应用左手定则和安培定则可以判定平行通电直导线间的作用力：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．画出图3中各磁场对通电直导线的安培力的方向(与纸面垂直的力只需用文字说明)．图3答案　如图所示解析　无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面，且满足左手定则．对于A、B、C、D选项，直接用左手定则判断．E选项中由安培定则可判断出通电导线A处的磁场方向如图甲所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图甲所示．


响安培力大小的有关因素的实验中，把导线垂直放入磁场(磁感应强度为B)中，
得F与导线长度l、电流大小I出的安培力有怎样的关系？图4(2)当导线平行磁场方向放入时，它受到的安培力
多大？(3)当导线和磁场方向的
夹角为θ时，它受到的安培力多答案　(1)F大？＝BIl　(2)0　(3)将
磁感应强度B沿平行导线方向和垂直导线方向进行分解，如图所示，则B⊥＝Bsin θ，F＝B⊥Il＝IlBsin θ.知识深化　对公式F＝IlBsin θ的理解1．公式F＝IlBsin θ中B对放入的通电导线
来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生
的磁场对外加磁场的影响n2．公式F＝IlBsi． θ中θ是B和I方向的
夹0(1)当θ＝9角°时，即B⊥I，sin θ＝1，公式变为F＝IlB.(2)当θ＝0°时，即B∥I，F＝0.3．公式F＝IlBsin θ中l指的是导线在磁场中的“有
效长度” ，弯曲导线有的效长度l，等于
连接两端；相应的电流沿导线由(如图5所示点直线的长度)始端流向末端．图5推
论：对任意形状的闭合平面线圈，当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的有效l长度＝0，故
通电后线圈在匀强磁场中所受安培力的矢量和一定为零，如图6所示．图6
F选项中由安培定则可判断出通电导线A处的磁场如图乙所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图乙所示．二、安培力的大小导学探究　(1)在如图4所示的探究影


匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度
均析B，对于下列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是(　　)答案　A解为　题A图中，导线不和磁场垂直，
将导线投直到垂影磁场方向上，＝F故BILcos θ，A正确；
题B图中，导线和磁场方向垂直，错F＝BIL故，B误；导C图中，题线和磁场方向垂直，
错F＝BIL，C故误；题D图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误．将
a1 m的导线长c从中点b折的如图成7所示形状＝放的B，0.08 T于匀c磁场中，ab强平面与磁场垂直．
若入导线abc中通在I＝25 A的直流电，则整导线所受安培力的大小为(　　个)图7A. N B. N C．1 N D．2 N答案　B解析　由
题意知导线在磁场内的有效·长为L＝2度sin 60°＝l，sin 60°整故F通电导线受到的安培力的大小为个＝BIL＝BI·lsin 60°＝0.08×25×1× N＝ N，B正确．针对
在练　如图8所示，训匀强磁场中放有下列各种状形的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，则各导线受到的安培力分
别_图8FA＝为：_____，FB＝______，FC＝______，FD＝______.答案　BILcos α　BIL　BIR　0三、磁电式电流表如图9甲是磁电式电流表的结构示
意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐分向布，如图乙所示，边长为L的
单匝正方形圈线中通以电流I，线圈中的某一线a导条电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向
里，a、b两条小线所在处的磁导应强度大感均为B，则(　　)
长度为L、通有电流为I的直导线放入一


该磁场是匀强磁场B．
该线圈的磁通量．BL2C．a导线受到的安培力方向向下D为b导线受到的安培力大小为BIL答案　D解析　匀
强磁场应该行一系列平是的磁感线，方向相，同该磁明场显是不匀，磁场强故A错
误；该线圈的磁通量为零，故B错；误a导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，安培力方向向上，
C错故导线误；b始终与磁感线垂直，则受到的安培力大小为BIL，故D正确．1．(左手定则的应用)如图所示，表示磁场对直线电流的作用力示
意(　　)答案　A图中正确的是2．(安培力的大小)(多
选)如图10所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小
均)B，在各导体棒中通有相同的电流I.则下列选项正确的是(　　为图10A．图甲中导体棒所受的安培力大小为BILB．图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL
图9A．


丙中导体棒所受的安培力大小为BILD．图
丁　BIL答案中导体棒所受的安培力大小为BD解析　题
图甲中，因导体棒与磁场平行，所以安培力为零，A错误；题力场垂直，则安培图乙中，导体棒与磁的大小为F1＝BIL，B正确；
题图丙的，导体棒与磁场垂直，则安培力中大小为F2＝BIL，C错
误；题图丁棒与导体中，磁场成60°角，则安培力的大小为F3＝BILsin60°＝BIL，D正确．3．(安培力的大小)(2020·广西田阳
高中高二月考)将一段折abc通电直导线b从中点成120°，分
别在如图放11所示的匀导磁场中，图甲中强线所在平面与磁场的磁感线平行，图乙中导线所在平面与磁场的磁感线垂直，
若两图中两导线所受的安培力大小相等，则甲、乙两图中磁场的磁感应强度大小之
比B.(　　)图11A. 为 C. D.答案　B解析　设
导线的总长为2L，通过导线的电流为I，题1中导线受到的安培力大小为B图甲IL＋B1cos 60°IL＝B1IL，
题的乙中导线受到的安培图据大小为B2I·2Lcos 30°＝B2IL，根力意题，即有B1IL＝B2IL，则有＝，B正确．4.(安培力的分析应用)(2020·泉州市
高二期末)如图12所示，材质相同、粗细均匀的正方形导体
框ABCD，垂直放置于匀，强场中磁将CD两点接电到源两端，CD段安到的受培力大小为F，则
此时导体框　　(受到的安培力的合力大小为)图12A.F B.F C．2F D．3F答案　B解析　均匀
的电阻丝组成的正方形导体框，电阻丝CBAD阻值是电阻丝CD阻值的3倍，电阻
阻CD与电丝并丝CBAD联，所以电阻阻CBAD中电丝是�