2019-2020年高中物理第三章磁场第2节磁场对通电导线的作用——安培力教学案教科版选修3-1

《2019-2020年高中物理第三章磁场第2节磁场对通电导线的作用——安培力教学案教科版选修3-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2019-2020年高中物理第三章磁场第2节磁场对通电导线的作用——安培力教学案教科版选修3-11．磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的方向由左手定则判定。2．当通电导线与磁场方向平行时，导线不受安培力；当通电导线与磁场方向垂直时，导线受安培力作用，其大小为F＝ILB。3．电动机是通过安培力做功，将电能转化成机械能的装置。4．两条相互靠近的平行电流：同向时相互吸引，异向时相互排斥。一、安培力1．探究磁场对通电导线的作用(1)实验原理：将通电导线置于磁场中，它将受到力的作用。取一蹄形磁铁，认为它的两极间的磁场均匀，将一通电

2、线框置于蹄形磁铁的两极间：①电流的大小可以由滑动变阻器调节。②通电导线在磁场中的长度可由并用的磁铁数目改变。③安培力的大小可通过弹簧测力计的读数求出。(2)实验装置：如图321所示。图321(3)实验器材：铁架台，蹄形磁体(2个)，线框，弹簧测力计，电流表，电源、滑动变阻器，开关，导线若干。(4)实验过程①按如图321所示装置安装、连接实验器材，并使线框下端与磁场方向垂直。②在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F0。③接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，记录弹簧测力计的读数F1。④继续调节滑动变阻器使电流表读数为

3、I2，I3，…，In，观察并记录弹簧测力计相应的读数F2，F3，…，Fn。⑤分别计算出F1－F0，F2－F0，F3－F0，…，Fn－F0，并填入表格中。Ii/AFi－F0/N⑥列出Ii与Fi－F0(i＝1,2,3，…，n)的对应关系。⑦紧挨着蹄形磁体再并排放上一个相同的蹄形磁体(相同的极性在同一侧)。仍保持线框的竖直边在磁场区外，重复③～⑥过程。(5)实验结论①当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力。②当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线有力的作用，力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。精确实验表明：通电导线与

4、磁场方向垂直时，磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。2．安培力的大小和方向(1)定义：磁场对通电导线的作用力。(2)公式：F＝ILB。式中比例系数B称为磁感应强度，单位为特(T)，下节将进一步介绍。(3)安培力方向的判定——左手定则内容：伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向，如图322所示。图322二、电动机——安培力的重要应用1．直流电动机的工作原理(

5、1)直流电动机的构造如图323所示是一个直流电动机的工作模型，由磁场(磁体)、转动线圈、滑环(两个半圆环A和B)、电刷及电源组成。图323(2)工作原理当电流由半圆环A流入时，则从B流出；当电流由B流入时，则从A流出。因此，滑环在其中起了一个换向器的作用。当线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来。2．电动机的分类(1)直流电动机。(2)交流电动机。1．自主思考——判一判(1)通电导线在磁场中一定受安培力。(×)(2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度一定为零。(×)(3)应用左手定则时，让磁感

6、线穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。(√)(4)安培力的方向与I平行。(×)(5)电动机转动方向与电流方向无关。(×)2．合作探究——议一议(1)安培力的方向与磁场方向、电流方向有什么关系？提示：由左手定则知，安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。(2)安培力方向垂直于导线而且垂直于磁场方向，那么电流也一定与磁场垂直吗？提示：根据左手定则，通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于导线、垂直于磁场方向，但由于导线可以沿任何方向放入磁场中，所以电流不一定与磁场

7、方向垂直。(3)通电导线如果在磁场中不受安培力作用，能否说明该处磁场为零？磁场越强，放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗？提示：①不能。因为当磁场方向与电流方向平行时，安培力为0，但磁场不为0。②不一定。磁场方向与电流方向平行时，安培力为0。安培力的大小和方向1．安培力方向的特点不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面。2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则比较安培定则(右手螺旋定则)左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受

8、力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中应用方法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向电流受到的磁场力的方向3．两平行通电直导线的相互作用同向