通电导线在磁场中受到的力
[目标定位].知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.理解并熟练应用安培力的计算公式＝θ.了解磁电式电流表的构造及原理．
一、安培力的方向
．安培力：通电导线在磁场中受到的力． ．决定安培力方向的因素 ()磁场方向；()电流方向．
．左手定则：如图所示，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．
图
．安培力的特点：⊥，⊥，即垂直于和决定的平面． 深度思考 当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？
答案 可以．当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线斜着穿过手心．
例 画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向．
解析 无论、是否垂直，安培力总是垂直于与决定的平面，且满足左手定则． 答案 如图所示
()安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．
()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与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心．
二、安培力的大小
同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图所示．
图
．如图甲，⊥，此时安培力最大，＝. ．如图乙，∥，此时安培力最小，＝.
．如图丙，当与成θ角时，可以把磁感应强度分解，如图丁所示．此时＝θ，这是一般情况下安培力的表达式． 深度思考 若导线不受磁场力，该处一定无磁场吗？
答案 当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场．
例 长度为、通有电流为的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度为，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()
解析 图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直磁场方向上，故＝θ，正确；图中，导线和磁场方向垂直，故＝，错误；图中，导线和磁场方向垂直，故＝，错误；图中，导线和磁场方向垂直，故＝，错误． 答案
例 如图所示，一段导线位于磁感应强度大小为的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段、和的长度均为，且∠＝∠＝°.流经导线的电流为，方向如图中箭头所示．导线所受到的磁场的作用力的合力()
图
．方向竖直向上，大小为(＋) ．方向竖直向上，大小为(－) ．方向竖直向下，大小为(＋) ．方向竖直向下，大小为(－)
解析 导线的有效长度为线段，由几何知识知＝(＋)，故线段所受磁场力的合力大小＝＝(＋)，导线有效长度的电流方向为→，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故项正确． 答案
当导线垂直放入磁场时，安培力大小＝，其中为导线的有效长度，即连接两端点直线的长度，如图所示．注意在丁中＝而不等于π.
图
三、磁电式电流表
．原理：通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生偏转．线圈偏转的角度越大，被测电流就越大．根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向． ．构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．
．特点：两磁极间装有极靴，极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直．使线圈平面都与磁场方向平行，使表盘刻度均匀，如图所示．
图
．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流． 缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱． 深度思考 用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力作用？ 答案 与磁感线平行的两个边不受安培力作用．
例 实验室经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的稳恒电流(端电流流向垂直纸面向内)，下列说法正确的是()
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