第四節(jié) 磁場對電流的作用（教學(xué)課件）-【中職專用】高中物理同步課堂（高教版）

物理第四節(jié)

磁場對電流的作用主題五

電與磁及其應(yīng)用通用類這些電動機為什么會轉(zhuǎn)動呢？主要內(nèi)容

321平行載流導(dǎo)線的相互作用安培定律左手定則1

左手定則

【觀察與體驗】

研究安培力與電流、磁場三者方向間的關(guān)系將一根導(dǎo)體棒放在如圖所示的實驗裝置上，調(diào)整裝置位置，使導(dǎo)體棒朝向南北方向，用一節(jié)干電池給導(dǎo)體棒供電。分別改變電流和磁場的方向，觀察導(dǎo)體棒的運動情況。磁場的方向電流的方向安培力的方向由上向下由南向北由北向南由下向上由南向北由北向南由東向西

由西向東

由西向東

由東向西

【思考與討論】

綜合以上四種實驗結(jié)果，小組討論，嘗試歸納安培力的方向跟磁場方向和電流方向三者之間的關(guān)系是怎樣的？綜合法就是把研究對象的各個部分、方面和因素聯(lián)合起來加以研究，從而在整體上把握事物的本質(zhì)和規(guī)律的思維方法?！舅季S與方法】

綜合法綜合是在分析研究的基礎(chǔ)上進行的，把分析的結(jié)果聯(lián)系在一起，能使各個部分、要素脫離并列的狀態(tài)，呈現(xiàn)出有機的聯(lián)系，形成多樣性的統(tǒng)一體，能更深刻地認(rèn)識對象的本質(zhì)和規(guī)律。

伸開左手,使大拇指跟四指垂直，并在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是安培力的方向。

一、左手定則如右圖所示為直流電動機工作原理示意圖，利用左手定則可知，磁場對通電線圈中左側(cè)的導(dǎo)線產(chǎn)生了向上的安培力，對線圈右側(cè)的導(dǎo)線產(chǎn)生了向下的安培力，這兩個力對線圈產(chǎn)生力矩作用，使線圈繞著中軸轉(zhuǎn)動。分析可知當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)過豎直面時，線圈會通過換向器將電流的方向反轉(zhuǎn)過來，使其繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下去，如右視頻所示。2

安培定律

在此階段，我們只討論通電導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時的情況。

實驗表明，當(dāng)通電導(dǎo)線的方向與磁場的方向垂直時，導(dǎo)線受到的安培力最大；當(dāng)通電導(dǎo)線的方向與磁場的方向平行時，導(dǎo)線所受到的安培力最小為零；當(dāng)通電導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，導(dǎo)線所受安培力介于0和最大值之間。

【觀察與體驗】

研究影響安培力大小的因素

將三塊相同的磁鐵并列放置，用

4根導(dǎo)線分別與銅質(zhì)導(dǎo)體棒連接，將導(dǎo)體棒懸掛在磁鐵的兩極之間，如圖所示。

1.

先用1.0A的電流通過導(dǎo)線“1、4”給導(dǎo)體棒通電，觀察導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)情況。

2.依然將導(dǎo)體棒懸掛在蹄形磁鐵的兩極之間，改變電流大小，用2.0A的電流通過導(dǎo)線“1、4”給導(dǎo)體棒通電，觀察導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)情況，與步驟1的情況比較，判斷安培力大小與電流大小的關(guān)系。

3.保持導(dǎo)體棒懸掛在蹄形磁鐵的兩極之間，用1.0A的電流分別通過導(dǎo)線“2、3”給導(dǎo)體棒通電，觀察導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)情況，與步驟1的情況比較，判斷安培力大小與導(dǎo)體棒長度的關(guān)系。

通電導(dǎo)線在磁場所受到的力叫做安培力。

通過大量實驗，發(fā)現(xiàn)在勻強磁場中，當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁感線方向垂直時，直導(dǎo)線受到的安培力最大，其大小為導(dǎo)線中的電流I、導(dǎo)線的長度L、磁感應(yīng)強度B這三者的乘積，這就是安培定律：

安培定律

F=0BIBIBI

討論：當(dāng)通電導(dǎo)線不與磁感線垂直時，它受到的安培力，比導(dǎo)線與磁感線垂直時所受到的安培力?。划?dāng)通電導(dǎo)線與磁感線平行時，導(dǎo)線不受安培力作用。

在實驗和生產(chǎn)中使用的電流表、電壓表、多用表等大多都屬于磁電式儀表。磁電式儀表是應(yīng)用通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，其的構(gòu)造一般如右圖所示。

【應(yīng)用與拓展】

磁電式儀表的工作原理

蹄形磁鐵的極掌和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的，如圖所示。不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，其平面都跟磁感線平行。3

平行載流導(dǎo)線的相互作用I1I2

如圖所示，當(dāng)兩根平行直導(dǎo)線通以方向相同的電流時，它們之間是相互吸引，還是相互排斥？F2F1.......

討論：當(dāng)兩根平行直導(dǎo)線通以方向相反的電流時，兩者相互排斥，請你判斷一下?！痢痢痢痢痢痢?/p>

【例1】如圖所示，在B=0.20T勻強磁場中，有一段長L=0.50m，并與磁感線垂直放置的直導(dǎo)線。當(dāng)直導(dǎo)線中有I=2.0A電流通過時，直導(dǎo)線所受的磁場力有多大？方向如何？如果直導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)90o，其他量不變，則直導(dǎo)線受到力又是多大？BI

解：當(dāng)直導(dǎo)線與磁感線垂直時，受到安培力為

根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線受到的安培力方向垂直向里。

如果直導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)90o，則直導(dǎo)線受到安培力為零。

練習(xí)1.下列圖中已標(biāo)明I、B、F三個物理量中兩個量的方向，試分別標(biāo)出第三量的方向。BFB.I2.如圖所示，在