8-1磁场对电流的作用经典详细解析详解

8-1磁场对电流的作用

一、选择题

1．在磁场中某区域的磁感线，如图所示，则()

A．a、b两处的磁感应强度的大小不等B a>B b

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a

C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

[答案] B

[解析]磁感线的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟该处的B的大小和I、L 有关外，还跟导线放置的方向与B的方向的夹角有关，故C、D错误；由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B b>B a，所以B正确。

2．(2012·大纲全国理综)如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为MN 的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()

A．o点处的磁感应强度为零

B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

D．a、c两点处磁感应强度的方向不同

[答案] C

[解析]根据安培定则可知M、N导线中的电流在o点产生的磁场方向均垂直MN连线，由o→d，故o处的磁感应强度不为零，选项A错误；由于M、N两导线中电流大小相等，根据对称性知B a＝B b，磁感应强度方向均垂直于M、N连线，方向相同，选项B错误；

c、d关于o点对称，M、N两导线中的电流在c、d两点产生的磁感应强度的矢量和相等且方向均为c→d，选项C正确，由于a、b、c、d四点磁感应强度方向均相同，选项D错误。

3.(2013·江苏无锡)有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，aM与MN夹角为θ。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()

A．M点和N点的磁感应强度方向一定相反

B．M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cosθ

C．M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sinθ

D．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

[答案]AB

[解析]

作出两根导线在M、N两处产生的磁感应强度，并根据平行四边形定则求出合磁场，如图所示，显然，A、B两项正确，C项错误；两根导线在M、N两处产生的磁感应强度等大

反向，合磁场为零，所以D 项错误。

4．(2012·保定调研)如图所示，金属细棒质量为m ，用两根相同的轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中。弹簧的劲度系数为k 。棒ab 中通有稳恒电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。若电流大小不变而方向相反，则( )

A ．每根弹簧弹力的大小为mg

B ．每根弹簧弹力的大小为2mg

C ．每根弹簧形变量为mg k

D ．每根弹簧形变量为2mg k

[答案] AC

[解析] 当弹力为零时说明安培力等于重力，电流方向改变时，安培力由向上变为向下，则弹力等于2mg ，每根弹簧的弹力为mg ，故A 项正确，B 项错误；每根弹簧的形变量可以

由F ＝kx ，得x ＝mg k

，故C 项正确，D 项错误。 5．(2012·湖南重点中学调研)如图甲所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路。细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图乙所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是( )

[答案] B

[解析]对四个选项受力分析如图，可以看出只有B选项可能使金属细杆处于静止状

态，故B正确。

6．(2012·浙江绍兴期末)

如图所示，竖直放置的平行金属导轨EF和GH两部分导轨间距为2L，IJ和MN两部分导轨间距为L。整个装置处在水平向里的匀强磁场中，金属杆ab和cd的质量均为m，可在导轨上无摩擦滑动，且与导轨接触良好。现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力F，使

其匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则力F的大小为()

A ．mg

B ．2mg

C ．3mg

D ．4mg

[答案] C

[解析] 由cd 处于静止状态可知cd 所受向上的安培力等于mg ，ab 所受向下安培力等于2mg 。由平衡条件可知，力F 的大小为3mg ，选项C 正确。

7．(2012·豫西五校联考)

如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒，在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )

A ．

B ＝mg ·sin αIL

，方向垂直斜面向上 B ．B ＝mg ·sin αIL

，方向垂直斜面向下 C ．B ＝mg ·tan αIL

，方向竖直向上 D ．B ＝mg ·tan αIL

，方向竖直向下 [答案] AC

[解析]

对导体棒受力分析，由平衡条件知安培力必须在如图所示夹角θ范围内导体棒才能平衡，则磁场方向竖直向下或垂直于斜面向下，此时导体棒不可能平衡，BD 错误；若磁场方

向垂直斜面向上，由左手定则知安培力的方向沿斜面向上，则mg sin α＝BIL ，即B ＝mg sin αIL

，A 正确；若磁场方向竖直向上，由左手定则知安培力的方向水平向右，则mg tan α＝BIL ，即

B ＝mg tan αIL

，C 正确。 8.

(2012·苏北四市三调)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨C D 、EF ，导轨上放有一金属棒MN 。现从t ＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I ＝kt ，其中k 为常数，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度v 、加速度a 随时间t 变化的关系图象，可能正确的是( )

[答案] BD

[解析] 根据电流方向和左手定则可判断金属棒MN 所受安培力方向垂直纸面向里，以金属棒为研究对象，利用牛顿第二定律有mg －f ＝ma ，而滑动摩擦力f ＝μF ＝μBIL ＝μBLkt ，

化简得a ＝g －μBLk m

t ，所以D 正确；因v －t 图象的斜率表示加速度，结合金属棒的运动情况和加速度的表达式可知，金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，然后做加速度逐渐增大的减速运动，选项B 正确。

二、非选择题

9．某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r ，测得下表所示数据：

由上述数据可得出磁感应强度B 与电流I 及距离r 的关系式为B ＝______T ．(要求估算出比例系数，用等式表示)

[答案] 2×10－7I r [解析] 分析表格中数据可得，B 与电流I 成正比，与测试点到直导线的距离r 成反比，即B ＝k ·I r ，取表格中的第一单元格进行计算可得k ≈2×10－7，即B ＝2×10－7×I r

T 。 10．(2012·安徽六安)

两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab ，处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，导电棒质量为1.2kg ，长1m 。当导电棒中通入3A 电流时，它可在导轨上匀速滑动，若电流增大为5A 时，导电棒可获得2m/s 2的加速度，求装置所在处的磁感应强度的大小。

[答案] 1.2T

[解析] 导电棒匀速运动有：摩擦力等于安培力F f ＝F 1＝BI 1L 导电棒加速运动时，安培力和摩擦力的合力提供加速度：F 2－F f ＝ma

即BI 2L －F f ＝ma

BI 2L －BI 1L ＝ma

代入数据得B ＝1.2T 。

11．(2012·西安二检)如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l ，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为m 的直导体棒ab 放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I ，方向由a 到b ，图乙为图甲沿a →b 方向观察的平面图。若重力加速度为g ，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。

(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；

(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；

(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B 的最小值的大小和方向。

[答案] (1)如答图 (2)mg tan α (3)mg sin αIl

垂直轨道平面斜向上 [解析]

(1)如图所示

(2)根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小

F ＝mg tan α

(3)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小。根据受力情况可知，最小安培力 F min ＝mg sin α，方向平行于轨道斜向上

所以最小磁感应强度B min ＝

F min Il ＝mg sin αIl

根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。

12．如图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块(即实验用弹丸)。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B ＝kI ，比例常数k ＝2.5×10－

6T/A 。已知两导轨内侧间距L ＝1.5cm ，滑块的质量m ＝30g ，滑块沿导轨滑行5m 后获得的发射速度v ＝3.0km/s(此过程视为匀加速运动)。

(1)求发射过程中电源提供的电流；

(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？

[答案] (1)8.5×105A (2)1.0×109W 1.2×103V

[解析] (1) 由匀加速运动的公式a ＝v 2

2s

＝9×105m/s 2，由安培力公式和牛顿第二定律， 有F ＝BIL ，F ＝ma ，即kI 2L ＝ma 。

得电源提供的电流I ＝ma kL

＝8.5×105A 。 (2)电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则有

P Δt ×4%＝12

m v 2 发射过程电源供电时间Δt ＝v /a ＝13

×10－2s 电源的输出功率P ＝12m v 2Δt ×4%

＝1.0×109W 又P ＝UI ，得电源的输出电压U ＝1.2×103V 。

13．(2012·江西九校联考)有一长为l ＝0.50m 、质量10g 的通电导线cd ，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z 轴上，如图所示。z 轴垂直纸面向外，g ＝10m/s 2。

(1)当磁感应强度B 1＝1.0T ，方向与x 轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，求cd 中的电流I 1的大小和方向；

(2)当cd 中通入方向由c 到d 的I 2＝0.40A 的电流，这时磁感应强度B 2＝1.0T ，方向与x 轴正向相同，当cd 静止时悬线中的张力是多大？

(3)当cd 通入方向由c 到d 的I 3＝0.10A 的电流，若磁场方向垂直z 轴，且与y 轴负方向夹角为30°，与x 轴正向夹角为60°，磁感应强度B 3＝2.0T ，则导线cd 静止时悬线中的张力又是多大？

[答案] (1)0.20A 方向由c 到d (2)0.15N (3)0.09N

[解析] (1)要使悬线的张力为零，导线cd 受到的磁场力必须与重力平衡，由F 1＝B 1I 1l ，

所以I 1＝mg lB 1＝0.01×100.50×1.0

A ＝0.20A ，由左手定则可判定cd 中的电流方向由c 到d 。 (2)根据题意，由左手定则可判定此时cd 受到竖直向下的安培力，当cd 静止时，有mg ＋

B 2I 2l ＝2F T ，所以F T ＝

mg ＋B 2I 2l 2＝0.01×10＋1.0×0.40×0.502

N ＝0.15N (3)

根据题意，作出导线cd 中点的受力如图所示。

这时cd 受到的安培力大小为F 3＝B 3I 3l ，所以F 3＝2.0×0.10×0.50N ＝0.10N ＝mg ，又因

F3与B3垂直，因此F合与mg的夹角为30°所以悬线中的张力F T′满足2F T′＝F合＝2mg cos30°

F T′＝mg cos30°＝0.09N

第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用

限时规范训练 [基础巩固题组] 1．如图所示，带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( ) A ．N 极竖直向上 B ．N 极竖直向下 C ．N 极沿轴线向左 D ．N 极沿轴线向右 解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确． 2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( ) A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等， B a ＞B b B ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B b C ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大 D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小 解析：选A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误． 3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( ) A ．IL B ，水平向左 B ．ILB ，水平向右 C ．3ILB π，水平向右 D ．3ILB π ，水平向左 解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π ，

高中物理磁场对电流的作用练习题汇总

磁场的描述磁场对电流的作用 知识点1 磁场、磁感应强度、磁感线 1．磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用． (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向． 2．磁感应强度 (1)定义式：B＝F IL(通电导线垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． (3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量．由磁场本身决定，是用比值法 定义的． 3．磁感线 (1)引入：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点 的磁感应强度的方向一致． (2)特点：磁感线的特点与电场线的特点类似，主要区别在于磁感线是闭 合的曲线． (3)磁体的磁场和地磁场 图9-1-1 易错判断 (1)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力 的方向一致．(×) (2)磁感线是真实存在的．(×) (3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强．(√) 知识点2 电流的磁场及磁场的叠加

1．奥斯特实验 奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 2．安培定则的应用 直线电流的磁场通电螺线管的 磁场 环形电流 的磁场 特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁 场越弱 与条形磁铁的 磁场相似，管 为匀强磁场且 磁场最强，管 外为非匀强磁 场 环形电流 的两侧是N 极和S极， 且离圆环 中心越远， 磁场越弱 安培 定则 立体图 横截 面图 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解． 易错判断 (1)通电导线周围的磁场是匀强磁场．(×) (2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定．(√) (3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电 荷之间通过磁场而发生的相互作用．(√) 知识点3 安培力 1．安培力的方向

利用MATLAB分析圆环电流的磁场分布解读

第 29卷第 1期 V ol 129 N o 11 长春师范学院学报 (自然科学版 Journal of Changchun N ormal University (Natural Science 2010年 2月 Feb. 2010 利用 MAT LAB 分析圆环电流的磁场分布 王玉梅 , 孙庆龙 (陕西理工学院物理系 , 陕西汉中 723003 [摘要 ]根据毕奥—萨伐尔定律推导出圆环电流磁场分布的积分表示 , 利用M AT LAB 的符号积分给 出计算结果 , 并绘制磁场分布的三维曲线。在数值结果中选取一些代表点讨论磁场的分布规律。 [关键词 ]圆环电流 ; 磁场 ; M AT LAB ; 符号积分 ; 三维绘图 [中图分类号 ]O4-39 [文献标识码 ]A []--04 [收稿日期 ]2009-08-18 [作者简介 ]王玉梅 (1975- , 女 , 山西芮城人 , 陕西理工学院物理系讲师 , 从事大学物理教学与研究。 毕奥— , 强度。 , 可以计算任意形状的电流所产生的磁场。 , 利用 MAT LAB 软件进行计算 , 并绘制磁场分布的三维曲线 , 最后对结果进行讨论 1圆环电流在空间任一点的磁场分布

图 1圆环电流磁场分析用图 如图 1所示 , 根据毕奥—萨伐尔定律 , 任一电流元 Id l _ 在 P 点产生 的磁感应强度 d B _ =μ4π_ ×e _ r 2 , [1]其中 r _和r _′ 分别为 P 点相对于坐标 原点和电流元 Id l _的位矢, r _″ 为电流元 Id l _ 相对于坐标原点的位矢。 r _′ =r _+r _ ″ , r _′ =x i _ +y j _ +z k _ , r _ ″ =R(cos θi _ +sin θj _ (其中 R 为圆环电流半径 ,

杜海龙 21102019 计算电流线圈产生的磁场

求截面为矩形的圆线圈周围产生的磁场 一、数值方法 （一）数学模型：所研究的电流圆线圈产生磁场的问题在柱坐标系下研究， 根据磁场强度跟矢势之间的关系，得到磁场； 磁场为B ，矢势为A B A =?? r r z z A A e A e A e θθ=++ A e θθ= (,)A r z e θθ= （由A 具有轴对称得到） 所以B A =?? A e θθ=?? 在柱坐标系中，由公式1()()11()()r r z z z r r z r z f f e f e f e f f f r z f f f z r f f rf r r r θθθ θθθθ ?=++??????=-?????????=-?????? ???=-???? -得 B A =?? 1()r z f e rf e z r r θθ?? =-+?? 即r A B z θ ?=-?，1()z B rA r r θ? =? （1）先求矢势A 4L Idl A r μπ=? 一个电流为I ，半径为a 的线圆环周围空间产生的磁场，其矢势表示为 202220cos (,)42cos Ia A r z d r z a ar πθμ? ?π?=++-? 推广到截面为矩形的圆环线圈中 22 11202220 cos (,)4()2cos R z R z I r A r z d dz dr s r z z r r r πθμ? ?π?'''='''+-+-??? 其中S 为矩形截面的面积，12,R R 为矩形截面的两边距圆环中心的距离，12,z z 为矩形截面的上下面的z 轴坐标。 （二）数值模型离散化（均匀网格有限差分） （1）高斯方法计算三重积分（参考书:徐士良常用算法程序集第二版）

步步高2015一轮讲义：8.1磁场的描述 磁场对电流的作用

第1课时 磁场的描述 磁场对电流的作用 考纲解读1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题． 1．[对磁感应强度的理解]下列关于磁感应强度的说法正确的是( ) A ．一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比 B 处的大，说明A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大

B ．由B ＝F IL 可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正 比，与导线的I 、L 成反比 C ．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 D ．小磁针N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 答案 D 解析 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及在磁场中的位置决定，与F 、I 、L 都没有关系，B ＝F IL 只是磁感应强度的定义 式，同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处的磁感应强度和放置的方式共同决定，所以A 、B 、C 都是错误的．磁感应强度的方向就是该处小磁针N 极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以D 正确． 2．[对磁感线的理解]关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( ) A ．磁极与磁极之间、磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用 B ．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时北极所指的方向一致 C ．磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极终止 D ．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 答案 AB 解析 磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生作用都是通过磁场发生的，故A 对；磁感线是为形象描述磁场而假想的线，不是真实存在的，故D 错；磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B 对；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N 极指向S 极，在磁体内部由S 极指向N 极，故C 错． 3．[磁场对电流作用力的计算]如图1所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、 cd 边均与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的该电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E 、内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( ) 图1 A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BEL r 答案 C

磁场对电流的作用

《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 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。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。

教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 （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复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用， 磁体间的相互作用就是通过（）发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时， 发现小磁针（），说明电流周围存在（）。

2．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。 3．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〉

磁场对电流的作用力

高三年级物理学科导学案 1、如图所示，磁场B 方向、通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是（ ） 2、试画出下列各图中通电导体棒ab 所受安培力的方向： 考点知识回顾： 安培力： 对 的作用力 安培力方向： 定则，伸开左手，让拇指与其余四指 ，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 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 理解：安培力既跟________方向垂直，又跟__________方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂 直于______________________所在的平面。 3、如右图所示，金属棒MN 用绝缘细丝悬吊在垂直于纸面向里的匀强磁场中，电流方向由M→N，此时悬线的拉力不为零．要使悬线的拉力变为零，可采用的办法是( ) A ．将磁场反向，并适当增大磁感应强度 B ．电流方向不变，并适当增大磁感应强度 C ．将磁场反向，并适当减小磁感应强度 D ．电流方向不变，并适当增大电流 4、如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I ，磁感应强度为B ，求各导线所受到的安培力。 （1） （2） （3） （4） （5）

考点知识回顾： 应用公式F＝BIL时的注意点 1、B与L要 2、式中L是长度 （1）弯曲导线的有效长度L等于，相应的电流方向沿L由始端流向末端． （2）对任意形状的闭合线圈 ．．．．，其有效长度均为， 即通电后在匀强磁场中受到的安培力为． 5、如图甲所示，质量为m的细杆ab置于倾角为θ的导轨上，ab处于磁场中，ab与导轨间动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好静止在导轨上，则从b端的侧视图看，其中杆 ab与导轨间摩擦力可能为“0”的是（） 6、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m，上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，阻值不计。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时， （1）要在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向． （2）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ （3）若保持磁感应强度B的方向不变，大小变为原来的一半，则滑动变阻器调到什么阻值，才能Array 使金属棒ab对轨道的压力恰好为零 (1)匀强磁场的磁感应强度；(2)ab棒对导轨的压力；

沪科版九年级全一册物理17.2电流的磁场 同步习题(含解析)

17.2电流的磁场同步习题 一．选择题 1．下列物理学家中，在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是（）A．法拉第B．奥斯特C．焦耳D．欧姆 2．如图所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是（）A． B． C． D． 3．图中所示的电源正负极、电流方向和通电螺线管N极三者关系正确的是（）A．B．

C．D． 4．在这次疫情期间，小明经常在家中做饭，一天他在冰箱中找东西拿来做饭，但他还没有把冰箱门完全关闭时，冰箱门却被吸过去紧紧关闭了，他想到了磁极间的相互作用，于是他做了如图所示的通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（） A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端 B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端 C．小磁针甲和小磁针乙静止时N 极均指向右端 D．小磁针甲和小磁针乙静止时N 极均指向左端 5．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（） A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场

B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 C．由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关 D．由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 6．如图所示的电磁铁，S2闭合时，保持滑片P位置不变，要想电磁铁磁性最强，正确的方法是 （） A．闭合S1，M接1B．闭合S1，M接2 C．断开S1，M接1D．断开S1，M接2 7．连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（） A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 8．如图所示是研究电磁铁磁性强弱的实验。闭合开关后，下列说法错误的是（）

电流的磁场

第十一章 电流的磁场 §11-1基本磁现象 §11-2磁场 磁感应强度 一、 磁场 电流 磁铁磁场电流磁铁??? ? 电流磁场电流?? 实验和近代物理证明所有这些磁现象都起源于运动电荷在其周围产生的磁场，磁场给场中运动电荷以作用力（变化电荷还在其周围激发磁场）。 1)作为磁场的普遍定义不宜笼统定义为传递运动电荷之间相互作用的物理场。电磁场是物质运动的一种存在形式。 2)磁场相互作用不一定都满足牛顿第三定律。 二、 磁感应强度 实验发现： ①磁场中运动电荷受力与v ?有关但v F ??⊥； ②当0?=F 时，v ?的方向即B ?的方向（或反方向）； ③当B v ??⊥时，max ??F F =； ④ qv F max 与qv 无关，B v q F ????=。 描述磁场中一点性质（强弱和方向）的物理量，为一矢量。由 B v q F ????= （B ?的单位：特斯拉） 为由场点唯一确定的矢量（与运动电荷无关）。B ?大小： qv F B max = （B v ??⊥时）方向由上式所决定。 三、 磁通量 1. 磁力线 磁场是无源涡旋场 2. 磁通量（B ?通量） s d B ds B ds B d n m ??cos ?===Φα

???==Φ=Φs s n m m ds B ds B d αcos ? ??=Φs m s d B ?? (单位：韦伯（wb ）) 3. 磁场的高斯定理 由磁力线的性质 ??∑=?q s d D ?? 0??=??s s d B (??∑=?s i q s d E 0 1??ε) §11-3 比奥—萨伐尔定律 一、 电流元l Id ?在空间（真空）某点产生的B d ? 2 )?,?s i n (r r l Id Idl dB ∝ 322??????r r l Id k r l d I k r r r l Id k B d ?=?=?= 与电荷场相似，磁场也满足迭加原理 ???==L L r r l Id k B d B 3???? 在国际单位制中（SI 制）70 104-== π μk ，真空磁导率70104-?=πμTmA -1（特米安-1） ? 3 ? ?4?0 r r l Id B d ?=πμ 当有介质时，r μμμ0=， ? 3 ??4?r r l Id B d ?=πμ 二、 运动电荷的磁场（每个运动带电粒子产生的磁场） 设：单位体积内有n 各带电粒子，每个带电粒子带有电量为q ，每个带电粒子均以 v 运动，则单位时间内通过截面s 的电量为qnvs ，即 q n v s I = 代入上式（l Id ?与v ?同向），

物理九年级北师大版14.6磁场对电流的作用力同步练习2

《磁场对通电导体的作用力》习题 1、一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过。当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（） A、大小不变，方向也不变 B、大小由零渐增大，方向随时改变 C、大小由零渐增大，方向不变 D、大小由最大渐减小到零，方向不变 2、在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。 3、如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力( ) A、沿半径方向向里 B、沿半径方向向外 C、等于零 D、水平向左 E、水平向右 4、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( ) A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上 5、如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是(从上往下看)( ) A、顺时针方向转动，同时下降 B、顺时针方向转动，同时上升 C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升 6、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心， 且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将( ) A、发生转动，同时靠近磁铁 B、发生转动，同时远离磁铁 C、不发生转动，只靠近磁铁 D、不发生转动，只远离磁铁 1

环形电流在空间一点产生的磁场强度

环形电流在空间一点产生的磁场强度 专业：工程力学 姓名：陈恩涛 学号：1153427 摘要：利用毕奥——萨法尔定律通过计算磁场的情况，得到环电流在整个空间的磁场分布表达式，其中运用了数学软件matlab 辅助求解！ 关键词：环形电流 磁场 矢量叠加 毕奥——萨法尔定律 引言：了解书本上环形电流中心轴线上的磁场分布情况后，为了更深入了解环形电流在空间的磁场分布情况，现运用毕奥——萨法尔定律对其求解，再根据矢量叠加原理，将其最终结果在直角坐标系中的三个坐标轴上的分量分离了出来，且验证了空间分布公式在特殊情况下也适用！ 计算过程; 1. 建立坐标系：设环半径为R ，以环 心0为原点，环形电流所在平面为 x0y 平面，以环中心轴为z 轴建立如图坐标系，则圆环的表达式为： 222x y R += 在空间内任意选取一点p(x,y,z)，在环 上任取一点11A(x ,y ,0)，则在A 点处的电流元Idl 满足关系式： Idl IR(isin jcos )d βββ=-+ （1） 而P,A 两点的矢径为： x z y p(x,y,z) R β 11A(x ,y ,0)

r (x R c o s )i (y R s i n ββ=-+-+ （2） 将（1）（2）式代入毕奥——萨法尔定律： 03Idl r dB 4r μπ?= （3） 得P 点的磁感应强度为: 00332222IR Idl r zi cos z jsin (R x cos ysin )k B d 4r 4(R y z 2yR sin )μμβββββππβ?++--==++-?? （4） 则令： 20x 302222IR zi cos B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? 20y 302222IR z jsin B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? （5） 20z 302222IR (R x cos ysin )k B d 4(R y z 2yR sin )πμβββπβ--= ++-? 这就是环形电流在空间产生的磁场在空间的分布分量情况! 特别地 当p(x,y,z)在环的中心轴线上即z 轴上时，其坐标为p(0,0,z)，代入 （5）组式，得到： 20x 30222IR zi cos B d 4(R z )πμββπ=+? 20y 30222IR z jsin B d 4(R z )πμββπ=+? 20z 30222IR Rk B d 4(R z )πμβπ= +? 利用matlab 分别输入以下程序并得相应结果： （其中0U 表示0μ，A 表示β）

专题(24)磁场及其对电流的作用(解析版)

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（24）磁场及其对电流的作用（解析版） 一、磁场和磁感应强度 1．磁场 (1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体和磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的． (2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用． (3)方向：①小磁针N极所受磁场力的方向． ①小磁针静止时N极的指向． (4)地磁场：地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近． 2．磁感应强度 (1)定义式：B＝F IL(通电导线垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． 【自测1】(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是() A．磁感应强度B一定等于F IL B．磁感应强度B可能大于或等于F IL C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场中通电直导线也可能不受安培力 【答案】BD 二、几种常见的磁场 1．常见磁体的磁场(如图1)

图1 2．电流的磁场 右手握住导线，让伸直的拇指所指的 方向与电流方向一致，弯曲的四指所 指的方向就是磁感线环绕的方向 自测2图2中四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是() A．①① B．①① C．①① D．①① 【答案】C 三、通电导线在磁场中受到的力 1．安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时，F＝BIL. (2)磁场和电流平行时：F＝0.

2．安培力的方向 (1)用左手定则判定：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)安培力的方向特点：F①B，F①I，即F垂直于B和I决定的平面． 自测3在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是() 【答案】B 命题热点一安培定则磁感应强度的叠加 1．安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”. 2.磁场叠加问题的一般解题思路 图3 (1)确定磁场场源，如通电导线． (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图3所示为M、N在c点产生的磁场．

第十一章稳恒电流的磁场[一]作业答案解析

一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度 毕奥—萨法尔定律：3 04r r l Id B d ?=πμ 1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a I B πμ20= 半无限长载流直导线a I B πμ40=,直导线延长线上0=B 2. 圆环电流的磁场232220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθ μ220? =R I B 电荷转动形成的电流：π ω ωπ22q q T q I === 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上 均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) )2(0b a I +πμ． 解法： 【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强 度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法：

5.3 磁场对电流的作用力

5.3 磁场对电流的作用力 考纲要求：熟练掌握左手定则以及磁场对电流作用力的计算。 教学目的要求：1、掌握磁场对电流作用力的大小和方向的判断。 2、理解通电线圈在磁场中的受力分析和力矩计算。 教学重点：磁场对电流作用力大小和方向。 教学难点：通电线圈在磁场中的受力分析。 课时安排：2节课型：复习 教学过程： 【知识点回顾】 一、磁场对电流的作用力 1、磁场对电流作用力大小F= 注意：（1）单位 （2）适用于匀强磁场。 2、磁场对电流作用力的方向 （1）方法： （2）此方法：B、I方向可以得到方向；B、F方向可以得到方向；I、F 方向可以得到方向。（两两垂直） 二、通电线圈在匀强磁场中所受力矩的分析 1、矩形线圈在磁场中的受力情况： ad边、bc边与磁力线倾斜θ角 Fad= 方向：； Fbc= 方向：。 Fad、Fbc大小，方向，在上，是力，不产生，不会使线圈发生偏转。 ab边、cd边与磁力线相垂直 Fab= 方向：； Fcd= 方向：。 Fab、Fcd大小，方向，不在上，是一对，产生，从而使线圈发生偏转。当转动到时，线圈停止转动。 2、分析：通电线圈在匀强磁场中所受力矩 M= （其中θ为） θ=00时，M= （）θ=900时，M= （）

【课前练习】 一、判断题 1、通电矩形线圈在磁场中的力矩方向也可用左手定则判断。( ) 2、磁电式仪表中的磁场是匀强磁场。( ) 3、磁场力的方向和磁场方向及电流方向一定是两两垂直。( ) 二、选择题 1、电流与电流之间存在力作用的实质是( ) A．电磁与电磁间的相互作用 B．电场与电磁间的相互作用 C．磁场与电磁间的相互作用 D．磁场与磁场间的相互作用 2、如图示，磁极中通电直导体的受力情况是 A．向上受力 B．向下受力 C．向左受力 D．向右受力 3、如图所示，矩形框的ab、dc边的有效长度相同，则矩形框有 ( ) A．向上运动趋势 B．向下运动趋势 C．向左运动趋势 D．向右运动趋势 4、数匝通电线圈在磁场中会受到电磁转矩的作用，其转矩的计算公式为（式中α为磁 力线与线圈平面的夹角） ( ) A．M=BIS B．M=BIScosα C.M=NBISsinα D.M=NBIScosα 三、填空题 1、通电导线与磁场方向成某一角度θ时，受到的作用力公式为，当θ=Л/2时，F= ，当θ=0O。时，F= . 2、通电矩形线圈在磁场中要受到电磁力矩的作用，其公式可以是：M=NBIScosα，则α的意义是。有时也可以用公式M=NBISsinθ表示，则θ的意义是。 3、由于磁电式仪表的通电线圈受到的力矩M与被测的电流I成比，所以电流表的刻度是，如用它来改装成欧姆，刻度是。 4、两根平行导体中的电流方向相同时，两根导体将；当电流方向相反时，两根导体将___ _。 四、分析计算题 1、标出图中电流或力的方向。 2、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一长度为50 cm的导线，导线中的电流为 10 A，导线与磁力线的夹角分别为O O、30 O和90 O时，求导体各受力大小？

14稳恒电流的磁场习题详解解读

习题三 一、选择题 1．如图3-1所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流I 1 =1A ，方向垂直纸面向外；电流I 2 =2A ，方向垂直纸面向内，则P 点的磁感应强度B 的方向与x 轴的夹角为[ ] （A ）30?； （B ）60?； （C ）120?； （D ）210?。 答案：A 解：如图，电流I 1，I 2在P 点产生的磁场大小分别为 1212,222I I B B d d ππ==，又由题意知12B B =； 再由图中几何关系容易得出，B 与x 轴的夹角为30o。 2．如图3-2所示，一半径为R 的载流圆柱体，电流I 均匀流过截面。设柱体内（r < R ）的磁感应强度为B 1，柱体外（r > R ）的磁感应强度为B 2，则 [ ] （A ）B 1、B 2都与r 成正比； （B ）B 1、B 2都与r 成反比； （C ）B 1与r 成反比，B 2与r 成正比； （D ）B 1与r 成正比，B 2与r 成反比。 答案：D 解：无限长均匀载流圆柱体，其内部磁场与截面半径成正比，而外部场等效于电流集中于其轴线上的直线电流磁场，所以外部磁场与半径成反比。 3．关于稳恒电流磁场的磁场强度H ，下列几种说法中正确的是 [ ] （A ）H 仅与传导电流有关。 （B ）若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H 必为零。 （C ）若闭合曲线上各点H 均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 （D ）以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H 通量均相等。 答案：C 解：若闭合曲线上各点H 均为零，则沿着闭合曲线H 环流也为零，根据安培环路定理，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 4．一无限长直圆筒，半径为R ，表面带有一层均匀电荷，面密度为σ，在外力矩的作用下，这圆筒从t=0时刻开始以匀角加速度α绕轴转动，在t 时刻圆筒内离轴为r 处的磁感应强度 B 的大小为 [ ] 图3-1 2 I 1 I

8、第八章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用

[课下限时集训] (时间：40分钟满分：100分) 一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分) 1.(2012·海南高考)图1中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是() 图1 A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动 B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动 C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动 D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动 解析：选BD若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误。 2.(2012·天津高考)如图2所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()

图2 A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小 解析：选A棒中电流变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项A正确；两悬线等长变短，θ角不变，选项B错误；金属棒质量变大，θ角变小，选项C错误；磁感应强度变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项D错误。 3.如图3所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出() 图3 A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小

磁场对电流有力作用

第五节磁场对电流的作用力 学习目的 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原理。 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。 学习过程 一、预习检测 1.通电导体在磁场中受力的方向与__________和___________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。 2、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ 3、左手定则的内容是____________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 二、自学引导（一） (1)通电导体在磁场里受到力的作用 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14-32)。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， 并回答问题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_____，这说明_____。 点拨通电导体在磁场中受到力的作用 自学引导（二） (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 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 回答问题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。〉 自学引导（三） (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？ 课件展示， 通电线圈在磁场中受力情况 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？ 自学引导（四）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，才会转动。 提问：线圈为什么会停下来呢？ 利用课件：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。〉 堂清 1：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能，得到了______ 能。 2、若改变通电导线在磁场受力的方向，可采用的方法（） A.改变通电导线中的电流大小 B.只改变电流方向或只改变磁感线 方向 C.同时改变电流方向和磁感线方向 D.改变电流大小和磁场强弱 3、下列设备是根据磁场对通电导体的作用原理制成的（） A.电磁继电器 B.电铃 C.电风扇的电动机 D.电磁铁 4、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ ５．改变电动机转动的方向的方法有（1）＿＿＿＿＿＿＿＿（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ６.改变电动机转动的快慢方法（１）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（２）＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 四、拓展延伸 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。 五、课后反思 - 1 -

磁场对电流的作用教学设计

磁场对电流的作用教学设计 教学目标： 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点： 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用，磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针( ) ，说明电流周围存在( ) 。 演示实验： 演示直流电动机通电转动 提出问题： 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用。

启发学生： 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验： (1) 介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象，分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。

电流如何形成磁场

摘自《磁场、电场本质》一文 0.1 电磁转换——电流如何转换成磁场 如图3，当电子在导体中运动时，其周边的以太就和电子产生了相对运动，对电子来说，其周围就存在以太风，风向与电子的运动方向相反，这和我们开车会感觉到有风是一样的道理。根据空气动力学原理，在这个以太风的作用下，电子的旋转中心轴应该和电子前进方向平行，这样，电子运动才会稳定，这和旋转的子弹飞行更平稳的道理是一样的。也就是说，电子此时旋转产生的以太气旋的轴心与导线平行，在导线中产生了一个围绕导线旋转的磁场。 由于电子在前进的过程中不断的带动行进路径上的以太旋转，电子经过后，这些运动轨迹上的以太气旋由于惯性作用不会马上停下来，旋转的离心作用造成以太外向逃离，使气旋中心压力降低，由于宇宙磁压的存在，造成的压力差又提供了向心力，维持了气旋的继续转动，这个现象和龙卷风类似，即中心低压的气旋。 大量向同一方向运动的电子产生的以太气旋迭加起来，形成了导线周围的旋转磁场，这就是电流流过导体产生磁场的整个过程，持续不断的电流则维持了这一过程，可类比的自然现象是高速旋转飞行的子弹尾部的旋转气流。同理，一个不自转的电子的运动是不会产生旋转磁场的，也可以说，这样的电子是不呈现电性的，它产生的是以太乱流，就如飞机尾部的乱流。 小结： 1、磁场的本质是以太风。电流产生的磁场就是在电子经过的路径上，其尾部留下的中心低压的旋转以太气流，就如飞机飞过后其尾部会留下气流一样。

2、电流产生的磁场总是以以太气旋形式存在。电子只有在一个充满以太并且存在磁压的空间中运动时，才会产生磁场，这是电流产生磁场的基本环境。在一个绝对真空的环境中，不会存在磁场； 3、电子运动时，对于电子来说，相对运动产生了磁场，虽然这个磁场不对外部显现，但对电子有作用力。由于运动是个相对的概念，所以，是否存在磁场还要看我们选择了哪个参照物。

磁场对电流的作用力

磁场对电流的作用力 (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)，图01所示的挂图，图02所示的线圈，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；第三节和第四节我们研究了获得电能的原理和方法，前面的学习中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：〈第六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(如图03所示)。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。