第03節(jié)探究安培力

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力,廣州市增城區(qū)高級(jí)中學(xué)唐利民,一.觀察現(xiàn)象,演示實(shí)驗(yàn)1,演示實(shí)驗(yàn)2,思考：什么力讓導(dǎo)電液體轉(zhuǎn)動(dòng)和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，這種力的方向與什么因素有關(guān)，這種力的大小與什么因素有關(guān)？,二.安培力(Ampereforce),1、定義：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力，是為了紀(jì)念安培而命名的。,實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。,思考與討論,在磁場(chǎng)中，規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，為什么不用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向來規(guī)定？,三.安培力方向探究,通過開始的演示實(shí)驗(yàn)，通過控制變量法，改變條件，觀察安培力的方向變化特點(diǎn)。,三.安培力方向探究,試畫出開始實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正視圖：,三.安培力方向探究,通過模型制作，總結(jié)安培力方向的規(guī)律。,示意圖,安培力方向既與電流方向垂直又與磁場(chǎng)方向垂直，即垂直于電流和磁場(chǎng)所在的平面,左手定則：伸開左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感應(yīng)線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向,示意圖,再次提醒：一定要使用左手！,三.安培力方向探究,30,I,I,B,B,（1）判斷下列通電導(dǎo)體的受力方向,四.安培力方向規(guī)律應(yīng)用,（2）如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用,請(qǐng)使用剛學(xué)過的知識(shí)解釋本實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,同向電流相互吸引。,反向電流相互排斥。,結(jié)論:,同向電流,反向電流,四.安培力方向規(guī)律應(yīng)用,五.安培力大小的影響因素的探究,通過開始的演示實(shí)驗(yàn)，通過控制變量法，改變條件，觀察安培力的大小變化特點(diǎn)。,（1）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L三者的乘積。,問題:如果既不平行也不垂直呢？,即：,（2）平行時(shí)：,五.安培力大小的影響因素的探究,把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：,一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsin,另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcos,平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定,即F=ILB1,F=ILBsin,將B1=Bsin代入得,通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直的情況,六.安培力大小的規(guī)律總結(jié),公式：F=ILBsin,表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角,注：在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng),問題1:若B與I不垂直時(shí)，F(xiàn)安與B和I方向關(guān)系可以概括為哪句話？這時(shí)左手定則對(duì)磁感應(yīng)線有何要求？,結(jié)論：F一定與B垂直，一定與I垂直。但B與I不一定垂直。,問題2：F、B、I一定兩兩垂直嗎？,六.安培力大小的規(guī)律總結(jié),例.一根長(zhǎng)為0.2m的通以2A電流的導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到磁場(chǎng)力的大小可能是（）A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0,BCD,練習(xí)：一根長(zhǎng)為0.1m，電流為1A的通電導(dǎo)線，放在磁場(chǎng)中某處受到的安培力大小為0.4N,則該處的磁感線強(qiáng)度為（）A.等于4TB.大于或等于4TC.小于或等于4TD.可能為零,B,七.安培力大小的應(yīng)用,F=BIL,F=BIL中的L為有效長(zhǎng)度,思考與討論,試指出下述各圖中的安培力的大小。,伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心穿入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。,四指電流,磁感線穿手心,大拇指受力,o,八.課堂小結(jié)：安培力的方向判斷,（1）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L三者的乘積。即：F=ILB,（2）平