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1、电流磁效应,奥斯特实验：通电导线南北放置，与南北指向的小磁针平行，通电后，小磁针发生偏转，从南北指向转为东西指向。,一、安培力(Ampere force)的方向,1、定义：磁场对电流的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。,在电场中，电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受力方向呢？,一、安培力的方向,演示：按照右图所示进行实验。 1、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。 2、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。,任务：通过这两种情况的分析，我们了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。,演示：
2、按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。,一、安培力的方向,2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化,F、B、I方向关系,示意图,安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面,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平面内;让磁感应线从掌心进入,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,遵循左手定则,示意图,再次提醒：一定要使用左手！,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平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时
3、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。,四指 电流,磁感线 穿手心,大拇指 受力,注 意,X(F),Y(B),o,I,F,B,Z( I ),30,I,I,I,B,B,B,【例1】画出图中第三者的方向。,1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形 2、注意磁场和电流的方向是否垂直,应用安培力应注意的问题,问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用,请使用刚学过的知识解释本实验结果。,同向电流相互吸引。,反向电流相互排斥。,结论:,请使用刚学过的知识解释本实验结果。,同向电流相互吸引。,反向电流相互排斥。,结论:,同向电流,反向电流,探究
4、实验,（1）保持磁场不变，保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。,（2）保持磁场不变，保持电流不变，改变导线通电部分的长度。,二.安培力的大小,1.当电流与磁场方向垂直时:,（3）保持电流不变，保持导线通电部分的长度不变，改变磁场的磁感应强度B。,实验结论,精确的实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，又与磁感应强度B成正比，用公式表示为F=BIL,1.当电流与磁场方向垂直时:,F = ILB (BL),2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零,问题:如果既不平行也不垂直呢？,把磁感应强度B分解为两个分量
5、：,一个分量与导线垂直 B1=Bsin,另一分量与导线平行 B2=Bcos,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,即F=ILB1,F=ILBsin,将B1=Bsin代入得,3、通电直导线与磁场方向不垂直的情况,公式： F=ILBsin,表示磁场方向与电流方向间的夹角,注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场,问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？,三、安培力的大小,结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。,问题2：F、B、I一定两两垂直吗？,将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放
6、入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，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,I,B,I,B,30,I,B,0.02N 水平向右,0.02N 垂直导线， 斜向左上方,F=BIL,F=BIL中的L为有效长度,思考与讨论,试指出下述各图中的安培力的大小。,在实验室中，常用到一种测电流强弱和方向的电学仪器电流表，它就是根据磁场对电流作用的安培力制成的。,磁电式电流表,电流表的构造,在一个很强的蹄形磁铁的两极间，有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经
7、过这两个弹簧流入线圈。,蹄形磁铁,铁芯,绕有线圈的铝框,螺旋弹簧,指针,刻度表,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。,由于安培力与电流成正比，当线圈中流入的电流越大时，线圈上产生的安培力越大，线圈和指针转过的角度也越大。因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。,由左手定则可知，当流入线圈中的电流方向改变时，线圈上产生的安培力的方向也改变，从而使线圈和指针偏转的方向也改变。所以，根据指针偏转的方向，可以知道被测电流的方向。,电流表的工作原理,=NBIS/k,2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。,3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。,表盘的刻度均匀，I,
