通电导线在磁场中受到的力
安培力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
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。
平行的通电导线之间的相互作用
两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。
结论：
同向电流相互吸引；反向电流相互排斥。
安培力的大小
通电导线与磁场垂直：在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向垂直时，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。
F=BIL
通电导线与磁场平行：F=0
当通电导线与磁场不垂直也不平行，夹角为θ
F=BILsinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
解析：
把磁感应强度B分解为两个分量
与导线垂直的分量：
B⊥=Bsinθ，对导线有力的作用F=BILsinθ
另一分量与导线平行 B∥=Bcosθ，对导线没有有力的作用
有效长度
安培力的大小计算公式中，L是指有效长度，不是导线的实际长度。
当导线与磁场垂直的时候，连接导线两端的直线就等于有效长度。相应的电流从始端流向末端。
磁电式电流表
原理
安培力与电流之间的关系
构造
磁铁 线圈 螺旋弹簧 指针 软铁 极靴
特点
两极间的极靴和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，使线圈平面都与磁场方向平行，从而使表盘刻度均匀。
工作原理
线圈在磁场中的受力示意图
当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受到的安培力的方向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。
所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
优点
灵敏度高，可以测很微弱的电流
缺点
线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。
磁电式电流表辐向磁场使线圈运动到各处时受力大小不变，所以偏角和电流的大小成正比，刻度均匀。
习题练习
1. 如图所示，在xOy平面内有两根平行y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向大小相等的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，O为z轴上一点，下列说法正确的是（ ）
A．O点处的磁感应强度为零
B．P、Q两点处的磁感应强度方向垂直
C．P、Q两点处的磁感应强度方向平行
D．正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用
根据右手螺旋定则判断出磁场的方向，通过场强的叠加得出合场强的方向．
【解析】
A、根据安培定则可判断出两电流在0点处产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度为零．故A正确．
B、两电流在P点的磁场方向相反，叠加后合磁场方向沿z轴正方向；两电流在z轴正方向上各点产生的磁感应强度矢量叠加后，都沿x轴负方向，P、Q两点磁场方向垂直．故B正确．C错误．
D、正电荷从O点沿z轴向上运动，由左手定则判断其受沿y轴正方向的洛伦兹力作用．故D错误．
故选AB．
2.如图所示，在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流为lA、2A、3A的电流，电流方向如图，则（ ）
A．导线a所受的安培力方向向左
B．导线a所受的安培力方向向右
C．导线c所受的安培力方向向右
D．由于不能判断导线c所在位置的磁场方向，所以导线c受的安培力方向也不能判断
电流a所受的磁场力可看成电流b、电流c对它作用力的合力，电流b所受的磁场力，可看成电流a、电流c对它作用力的合力，而电流c所受的磁场力又可看成电流a、电流b对它作用力的合力．
【解析】
AB：电流a所受的磁场力可看成电流b、电流c对它作用力的合力．ab的电流的方向相反，它们之间是排斥力；ac的电流方向相反，它们之间是斥力．所以导线a所受的安培力方向向左．故A正确，B错误；
CD：ac的电流的方向相反，它们之间是排斥力；bc的电流方向相同，它们之间是引力由于b离c近且电流较大，引力大于斥力．所以导线a所受的安培力方向向左．故BD都错误．
故选：A
3.图甲中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图乙所示的交流电i，则（ ）
A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相斥
C．t1时刻两线圈间作用力最大
D．t2时刻两线圈间吸力最大
根据安培定则确定电流与磁场的方向关系，再根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同．最后运用同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．
解析
A、在t1到t2时间内，若设顺时针（从左向右看）方向为正，则线圈A电流方向顺时针且大小减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流方向顺时针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故A正确；
B、在t2到t3时间内，若设顺时针方向（从左向右看）为正，则线圈A电流方向逆时针且大小增大，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向顺时针方向，因此A、B中电流方向相反，A、B出现互相排斥，故B正确；
C、由题意可知，在t1时刻，线圈A中的电流最大，而磁通量的变化率是最小的，所以线圈B感应电流也是最小，因此两线圈间作用力为零，故C错误；
D、在t2时刻，线圈A中的电流最小，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力最小，故D错误；
故选：AB
4. 如图所示，将长0.20m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直．已知磁场磁感应强度的大小为5.0×10-3T，当导线中通过的电流为1.0A时，该直导线受到安培力的大小是（ ）
A．1.0×10-3N
B．1.0×10-2N
C．5.0×10-4N
D．5.0×10-3N
当电流磁场互相垂直的时候，电流受到的安培力的大小为F=BIL，根据公式直接计算即可．
解析
由于导线和磁场方向垂直，
所以直导线受到安培力的大小为
F=BIL=5.0×10-3T×1.0A×0.20m=1.0×10-3N
所以A正确．
故选A．
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