高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 第1节 探究磁场对电流的作用教学案 鲁科版选修3-1

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1、第1节探究磁场对电流的作用1.磁场对电流的作用力称为安培力。2．在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力最大，等于磁感应强度B、电流I和导线长度l的乘积。3．左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的受力方向。4．安培力让电动机转动、电流计发挥作用。一、安培力1．安培力磁场对电流的作用力。2．科学探究：安培力与哪些因素有关(1)实验探究采用的方法：控制变量法。(2)当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：①当其他因素不变，磁感应强度增大时，安培力增大；②当其他

2、因素不变，电流增大时，安培力增大；③当其他因素不变，导体长度增大时，安培力增大；④安培力的方向由磁场的方向和电流的方向共同决定。3．安培力的大小和方向(1)大小：F＝IlB。(2)公式的适用条件①通电导线与磁场方向垂直。②匀强磁场或非匀强磁场中很短的导体。(3)方向判断：左手定则。如图611所示，伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的受力方向。非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重

3、视和支持。图611二、安培力就在你身边1．电流表、电动机等都是安培力的应用。2．电流计工作原理：(1)构造：如图612所示，圆柱形铁芯固定于蹄形磁铁两极间，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝。图612(2)原理：当被测电流通入线圈时，线圈受安培力作用而转动，线圈的转动使游丝扭转形变，产生阻碍线圈转动的力矩。当安培力产生的转动与游丝形变产生的阻碍达到平衡时，指针停留在某一刻度。电流越大，安培力就越大，指针偏角就越大。1．自主思考——判一判(1)通电导体在磁场中所受安培力为零，该处磁感应强度一定为零。(×)(2)磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。(√)(3

4、)通电导体在磁场中所受安培力F一定等于IlB。(×)(4)左手定则可以判断安培力的方向，其四指为导线中电流的方向。(√)(5)用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边都受到安培力的作用。(×)2．合作探究——议一议(1)当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？[提示]　当电流方向跟磁感线方向不垂直时，非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手

5、心。(2)通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作用是否可以判定该处无磁场呢？[提示]　当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此也可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场。(3)电流表的灵敏度与哪些因素有关？[提示]　在通入电流相同的情况下，指针偏转角度越大，灵敏度越高。要提高磁电式电流表的灵敏度，就要在相同电流的情况下增大线圈所受的安培力，可以通过增加线圈匝数、增大磁铁的磁感应强度、增大线圈面积等方法实现。安培力的大小与方向1．安培力的方向不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，即总有F⊥I和F⊥B。(1)已知I、B的

6、方向，可用左手定则唯一确定F的方向。(2)已知F、B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定I的方向。(3)已知F、I的方向，B的方向不能唯一确定。2．安培力公式F＝IlBsinθ(1)当B与I垂直时，sinθ＝1，则F＝IlB，即安培力最大。(2)当B与I平行时，F＝0，安培力最小。(3)当B与I成θ角时，F＝IlBsinθ。(4)此公式中的l指的是“有效长度”。弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点直线的长度(如图613)；相应的电流沿l由始端流向末端。图613[典例]　长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导

7、线所受安培力的方向如何？大小是多大？非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。[解析]　A图中，由左手定则可判断出导线所受力的方向为垂直纸面向外，因导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，导线所受力大小为F＝BILcosθ；B图中，由左手定则可判断出导线所受力的方向为垂直导线斜向左上方，因导线和磁场方向垂直，导线所受力大小为F＝BIL；