磁场对通电导线的作用力.doc

磁场对通电导线的作用力
【学习目标】
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力，知道安培力公式F=BILsinθ并能应用。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
（二）过程与方法
通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
（三）情感、态度与价值观
1、通过学习安培力，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。

【学习方法】实验探究法、逻辑推理法、讲评法
【学习过程】
（一）回顾知识：磁场的基本性质是什么？

为了纪念安培做出的杰出贡献，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做 。
（二）探究安培力的方向
次数
磁场方向
电流方向
安培力方向
1
向下
垂直于纸面向外

2
向下
垂直于纸面向里

3
向上
垂直于纸面向里

4
向上
垂直于纸面向外

分析得出结论：安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
左手定则内容：

【课堂训练1】判断下面各图中的安培力方向

【课堂训练2】请根据图中给出的条件，运用左手定则，求出各图中第三个物理量的方向．

【实验演示】如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用

实验结论: 同向电流相互
反向电流相互

你能使用刚学过的知识解释本实验结果吗 ？

【课堂训练3】两条导线AB和CD互相垂直，AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将（  ）
A．顺时针方向转动，同时靠近AB
B．逆时针方向转动，同时靠近AB
C．顺时外方向转动，同时远离AB
D．逆时针方向转动，同时远离AB
（三）安培力的大小
垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力为

当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为
问题：当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？

【课堂训练4】关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是( )
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直
D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的平面
对公式F=BIL的理解：
1、F垂直于I、磁感应强度B、直导线
2、不垂直变垂直(分解B，或投影L)
3、弯曲导线变成直导线：L是有效长度，不一定是导线实际长度

【课堂训练5】
如图所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　 　)
A．0　　　　　　　　　　　 B．0.5BIL
C．BIL D．2BIL
（四）安培力的应用
1.阅读：早期的电动机
早在1821年，法拉第在重复奥斯特实验时，就制造出人类历史上第一台最原始的电动机。1834年，俄国雅克比发明了第一台实用价值的棒式铁芯电动机。1888年，意大利费拉里斯在研究旋转磁场后，制造了第一台交流电动机。1889年，俄国多勃罗沃尔斯基制造了三相鼠笼交流发电机，是交流电动机技术上有了突波的发展。这种电动机广泛使用至今。

2.实验演示：如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．
(1) 猜想一下，盐水转动的方向，并实际做一做实验来验证．
(2) 探究盐水旋转的原因．

【课堂训练6】把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象 是( )
A.弹簧向上收缩

B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动

【课后训练】
1.画出图中通电导线棒所受安培力的方向。

2.如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法（ ）
A、适当增大电流I
B、将电流反向并适当改变大小
C、适当增大磁场

D、将磁场反向并适当改变大小
3.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在
同一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向，则小线框的运动情况是 （ ）
A．向右运动
B．静止不动
C．向左运动
D．发生转动，同时向远离直导线方向运动
4、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）