学  科

电工基础

课  型

新授课

课  时

课  题

5－3磁场对通电导线的作用力

班级

14机电3+3

授课者

教  材

中等职业教育国家规划教材    《电工基础》    高等教育出版社

教学目的

及其目标

知识目标

1．掌握磁场对通电导线的作用力的公式和左手定则。

2．了解匀强磁场对通电线圈的作用力。

情感目标

培养学生善于动手、勤于动脑的实验素质，培养良好的观察、分析的科学态度。

技能目标

1、培养独立思考、钻研、探究新知识的能力，举一反三，触类旁通

2、培养学习兴趣，提高分析问题与解决问题的能力

教学重点

磁场对通电导线的作用力。

教学难点

匀强磁场对通电线圈的作用力

教学方法

讲授法、启发讨论法、讲练结合法

教具

多媒体课件

教材分析

教学过程

教   学   内   容

教学方法与

教学手段

一、复习提问：

1．磁场中某一点的磁场方向的规定。

2．安培定则的内容。

3．磁感应强度的定义式、磁感应强度方向的规定。

4．磁通、磁导率、相对磁导率的概念。

5．磁场强度的定义式，磁场强度方向的规定。

二、新授课：

第三节　磁场对通电导线的作用力

一、磁场对通电导线的作用力

1．力的大小

（1）当电流方向与磁场方向垂直时

 F = B I l（适用于：一小段通电导线；匀强磁场）

（2）若电流方向与磁场方向平行，则F = 0。

（3）若电流方向与磁场方向间有一夹角q，则

B₁ = B cos q ；B₂ = B sinq

F = B₂I l = B I l sin q

讨论：q = ，F = B I l最大；q  =  0°，F = 0最小。

单位：F －牛顿（N）；l－ 米（m）；B－特斯拉（T）。

2．力的方向 ——  用左手定则判定

内容：伸出左手，让磁感线穿过手心，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，则四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。

例1：一根通电直导线放在磁场中，图中已分别表明电流，磁感应强度和磁场对电流的作用力这三个物理量中两个量的方向，试标出第三个物理量的方向。

        （a）                              (b)

         (c)                                (d)

例2：一匀强磁场B = 0.4 T；通电直导线长L = 20 cm；流过的电流I = 10 A，磁感应强度B与直导线之间的夹角q = 30°；求：直导线所受磁场力的大小和方向。

例3：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是(　　)

A．F、B、I三者必须保持相互垂直B．F必须垂直

B、I，但B、I可以不相互垂直

C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 

   D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直

二、电流表的工作原理（磁电式）

1．匀强磁场对通电线圈的作用力

      线圈顶边da和底边bc所受的磁场力F_da和F_bc，大小相等，方向相反，彼此平衡，不会使线圈发生运动。作用在线圈两个侧边ab和cd的力F_ab和F_cd，大小相等。方向相反，它们形成力偶，产生力矩，使线圈绕竖直轴转动。线圈转动以后，力F_ab和F_cd上的力臂越来越小，使线圈转动的力矩也越来越小。当线圈平面与磁感线垂直时，力臂为零，线圈受到的力矩也变为零。

2、通电矩形线圈在磁场中受到的力矩，θ线圈平面与磁场法线方向的夹角；，θ线圈平面与磁感应强度方向的夹角。

3、磁场使线圈偏转的力矩M₁ = K₁ I；弹簧产生的力矩M₂ = K₂q ，两力矩平衡（ M₁ = M₂ ）时，线圈就停在某一偏转角上，指针指到刻度盘的某一刻度，刻度是均匀的。

例4：通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是(　BD　)

A．线框有两条边所受的安培力方向相同

B．线框有两条边所受的安培力大小相等

C．线框所受的安培力的合力方向向左

D．线框所受的安培力的合力方向向右

例5：如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴 转动，则在转动过程中(     )

A．ab和cd两边始终无磁场力作用。

B．ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化

C．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零

D．ab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变

课堂练习

P80 2、（5）（6）（7）

小 结

1．磁场对通电导线作用力的大小和方向。

2．左手定则的内容。

3．电流表的工作原理。

布置作 业

P82  4．问答与计算题（6）～（8）。

1.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将  （     ）                                        

A.逆时针方向转动，同时靠近导线AB      

B.顺时针方向转动，同时靠近导线AB

C.逆时针方向转动，同时离开导线AB      

D.顺时针方向转动，同时离开导线AB

2、如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是               

A．B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下 B．B=mgtanθ／IL，方向竖直向下

C．B=mg／IL，方向水平向左         D．B=mgcosθ/IL，方向水平向

教

后

记