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1、THESIXTHCHAPTER第6章磁场对电流和运动电荷的作用第1讲探究磁场对电流的作用［目标定位］1.知道安培力的定义，理解并熟练应用安培力的计算公式F=ILBsine.2.掌握左手定则，会用左手定则判断安培力的方向.3.知道电流表的基本构造和基本原理4通过观察实验现象，体会控制变量法在科学研究中的作用.戸预习导学全梳理•识记•点拨—、安培力1.物理学将磁场对电流的作用力称为安培力.2.安培力的大小：在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向垂直时,通电直导线所受的安培力F最大，等于磁感应强度B、电流I和导线长度L的乘积，即F=ILB,安培力的单位为N.3.安培力的方向左手定则：如图1所
2、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,四指指向电流的方向,那么，拇指所指的方向就是通电直导线在磁场中所受安培力的方向.图1二、安培力就在你身边1.电动机(1)电动机是利用安培力使通电线圈转动,将电能转化为机械能的重要装置.电动机有直流电动机和交流电动机，交流电动机还可分为单相交流电动机和三相交流电动机.(2)原理：如图2所示，当电流通过线圈时，右边线框受到的安培力方向虹，左边线框受到的安培力方向向上,在安培力作用下线框转动起來.1.电流计(1)构造：如图3所示.23图3(2)电流计最基木的组成部分是磁铁力和放在磁铁两极Z间的缠绕着线圈并可转动
3、的铝框B,如图所示，铝框的转轴上装有指针C和游丝D.(3)原理：当被测电流通入线圈时，线圈受安培力作用而转动,从而使游丝扭转形变，阻碍线圈的转动.两种作用平衡时，指针便停留在某一刻度.电流越大，指针的偏转越大,所以通过指针的偏转角度便可知道电流的大小.戸课堂讲义/理解•深化•探究—、安培力的方向1.安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平而.2.当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍用左手定则來判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心.特别提醒F丄/,F丄B,但3与/
4、不一定垂直.【例1】画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向.0_A70BBC答案如图所示（F垂宜纸面向外）iffl（F垂直纸断向外）FAD解析无论3、/是否垂直，安培力总是垂直于〃与/决定的平面，且满足左手定则.二、安培力的大小1.对安培力F=ILBsO的理解安培力大小的计算公式F=ILBsO,&为磁感应强度方向与导线方向的夹角.⑴当0=90。,即B与/垂直时,F=ILB.（2）当0=0。,即B与/平行时,F=0.2.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度厶等于连接两端点直线的长度（如图4所示）;相应的电流沿厶由始端流向末端.【例2】长度为厶、通有电流为/的直导线放入一匀强磁
5、场中，电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为乩对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是（）XXXXXD.F=/Lfisin0答案A解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F=ILBcosB,A正确，B图中，导线和磁场方向垂直，故F=ILB,B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故F=ILB,C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F=ILB,D错误.【例3】如图5所示，一段导线血cd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场屮，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段〃、处和M的长度均为厶且Z〃c=Zbcd=135。.流经导线的电流为/，方向如图中箭头所示.导线段。
6、加“所受到的磁场的作用力的合力（）图5A.方向沿纸面向上,大小为（也+1）/厶3B.方向沿纸面向上,大小为（迈一1）/厶3C.方向沿纸而向下,大小为（迈+1）/厶BD.方向沿纸面向下,大小为（迈一1"厶3答案A解析导线段abed的有效长度为线段ad,由几何知识知厶加=（迈+1）厶故线段所受磁场力的合力大小F=%B=（£+"ILB,导线有效长度的电流方向为a-d,据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确.三、安培力作用下的物体平衡【例4】如图6所示，在与水平方向夹角0为6（）。的光滑金属导轨间有一电源，在相距lm的平行导轨上放一质量为/«=0.3kg的金屈棒ab,通以从b
7、—a,/=3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求：（1）匀强磁场磁感应强度的大小:（2）ab棒对导轨压力的大小.（g=10m/s2）/tB答案(1)1.73T(2)6N解析此类问题是关于安培力的综合问题，处理此问题仍需沿用力学思路和方法，只不过多考虑一个安培力而已.画出导体棒的受力分析图，一般先画出侧视图，再利用共点力平衡条件求解此问题.金属棒ab中电流方向由它所受安培力水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，三力合力为零，由
