3.4通电导线在磁场中受到的力（1）学习目标1.知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。2.知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。问题思考：阅读教材P91-92页，思考以下问题。1、什么是安培力？通电导线在磁场中受到的力叫安培力。2、安培力在什么情况下最大？什么情况下最小？通电导线与磁场方向垂直放置时安培力最大F=BIL通电导线与磁场方向平行放置时安培力最小，F=03、安培力的方向如何确定？安培力是矢量，方向由左手定则来判断。精讲：一、安培力的方向2.演示：按照右图所示进行实验。(1)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。1.定义：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。结论：安培力方向垂直于电流和磁场方向，即垂直于电流和磁场所在的平面。方法：左手定则左手定则内容：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。磁感线穿手心大拇指受力四指电流FIBFIααBBIFαB30°FFIIBIIBBB画出安培力的方向F结论：安培力方向垂直于电流和磁场所在的平面。例1:变式：如图所示，表示磁场对直线电流的作用，其中不正确的是（）ADCBCFIIF12IIFF34同向电流相吸反向电流相斥思考：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。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论分析。二、安培力的大小1.当电流与磁场方向垂直时:F=ILB(B⊥L)2.电流与磁场方向平行时平行时：F＝0NSIL把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B2=Bsinθ另一分量与导线平行B1=Bcosθ平行于导线的分量B1不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B2决定即F=ILB2F=ILBsinθ将B2=Bsinθ代入得通电直导线与磁场方向不垂直的情况3.当电流与磁场方向夹角为θ:L例2：长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()A．B．C．D．A变式：有一长直通电导线Q通以向上的电流，另一小段导线P与导线Q平行放置，它们组成的平面在纸面内，已知导线P的长度为L=0.1m，当它通以向上的、大小为I=2A的电流时，测得它受到的磁场力为F=0.04N，则通电导线Q在P处所产生的磁场的磁感应强度为（）A．大小为0.2T，方向垂直纸面向外B．大小为0.2T，方向垂直纸面向里C．此时导线P受到的安培方向水平向右D．当导线P绕其中心上端向里、下端向外转过一小角度时，P受到的安培力减小，Q导线在P处产生的磁感应强度也减小B课堂小结1、安培力的方向：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。2、安培力的大小：1.当电流与磁场方向垂直时：F=ILB(B⊥L)2.电流与磁场方向平行时：F＝0(B//I)3.当电流与磁场方向夹角为θ:F=ILBsinθ课堂训练2、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，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。1、（多选）一根长为0.2m的电流为2A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.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0BCD0N0.02N，水平向右0.02N垂直导线斜向上3、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则()A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用A4.水平面上有一个U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，并加一匀强磁场，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，此时ab棒中的电流大小为I，如图求：(1)ab棒受到的安培力为多少？方向如何？(2)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(1)F=BIL(2)Ff=BILsinθFN＝mg－BILcosθ
