高中物理選修3-1 第03節(jié) 探究安培力

第03節(jié)探究安培力復(fù)習(xí)鞏固歷史上最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的人物是誰呢？

思考與討論反過來思考：磁針對(duì)通電導(dǎo)線有無力的作用？奧斯特：通電導(dǎo)線對(duì)磁針有力的作用作用力與反作用力。磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線也有力的作用——安培力。新課引入安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力一、安培力的方向演示：按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。2、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化。安培力的方向與哪些因素有關(guān)？問題探究實(shí)驗(yàn)記錄與分析1.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)化圖問題探究

實(shí)驗(yàn)次數(shù)磁場(chǎng)方向電流方向安培力的方向1向下垂直于紙面向外

2垂直于紙面向里

3向上

4垂直于紙面向外

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表問題探究N電流的方向：垂直于紙面向外記錄1實(shí)驗(yàn)1問題探究N電流的方向：垂直于紙面向里記錄2實(shí)驗(yàn)2問題探究電流的方向：垂直于紙面向里記錄3實(shí)驗(yàn)3問題探究S電流的方向：垂直于紙面向外記錄4實(shí)驗(yàn)4問題探究

實(shí)驗(yàn)次數(shù)磁場(chǎng)方向電流方向安培力的方向1向下垂直于紙面向外2垂直于紙面向里

3向上

4垂直于紙面向外實(shí)驗(yàn)結(jié)果問題探究演示1：磁場(chǎng)方向：向下電流方向：向外受力方向：向右演示2：磁場(chǎng)方向：向下電流方向：向內(nèi)受力方向：向左演示3：磁場(chǎng)方向：向上電流方向：向內(nèi)受力方向：向右演示4：磁場(chǎng)方向：向上電流方向：向外受力方向：向左結(jié)果分析左手定則：伸開左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，并使伸開的四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向就是直導(dǎo)線所受安培力的方向。問題探究FIBFIBBI30°FFIIIBBB例1.判斷安培力的方向F=0F=0典例精析例2.畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。FFF平面圖－－側(cè)視圖典例精析思考：平行通電導(dǎo)線間是相互吸引還是相互排斥？問題探究1.同向電流相互吸引2.反向電流相互排斥。結(jié)論:FFF同向電流F反向電流試?yán)米笫侄▌t分析他們之間的作用力問題探究二、安培力的大小NSIF＝ILB當(dāng)B∥I時(shí)F＝0當(dāng)B和I夾角為θ時(shí)，F(xiàn)的方向？F的大小?當(dāng)B⊥I時(shí)NSINSIθ問題探究把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定F=I

L·Bsinθ通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直的情況怎樣處理？NSI垂直B1=B

sinθ平行B2=B

cosθIBθB2B1θ問題探究安培力大小公式：F=ILBsinθθ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)系可怎樣概括？說明：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？問題探究1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。.三、磁電式電流表［問題］電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

的大小是相等的.該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)［問題］該磁場(chǎng)是否勻強(qiáng)磁場(chǎng)？［問題］該磁場(chǎng)的特點(diǎn)？2、電流表的工作原理2、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與電流成正比，線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。3、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時(shí)，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。表盤的刻度均勻，θ∝I00.02N水平向右0.02N垂直導(dǎo)線，斜向左上方1.將長(zhǎng)度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向IBIB30°IB2.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的穩(wěn)定電流I，這時(shí)兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法?)（A）適當(dāng)增大電流I

（B）將電流反向并適當(dāng)改變大小（C）適當(dāng)增大磁場(chǎng)（D）將磁場(chǎng)反向并適當(dāng)改變大小ACabI如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，N極在下，S極在上，鹽水就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來