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时间:2020-11-10
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1、磁场对电流的作用力分解(3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。直导线环形导线通电螺线管导入新课我们知道,电荷在电场中会受到电场力的作用,那么,对于我们已知道的通电导线,它是否也受到力的作用呢?磁场磁场力F磁场的强弱电流磁体磁感应强度今天,就让我们共同去探究通电导线在磁场中的受力情况!5.3 磁场教学目标知识与能力1.知道什么是磁场力,掌握分析磁场力的方法。 2.理解磁感应强度B的定义式物理意义,知道磁感应强度的单位
2、是特斯拉。知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小。 3.会用F=BIL进行磁场力的计算。过程与方法1.通过演示磁场对电流的作用的实验,使学生进一步掌握控制变量法。 2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和磁场力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力。情感态度与价值观通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美。教学重难点重点1.磁场力的表示方法及大小。 2.磁感应强度大小及方向。 3.左手定则。
3、难点1.磁场力、磁感应强度。 2.左手定则。本节导航一.磁场力二.磁场力的方向一.磁场力实验1观察磁场力把一段直导线放到磁场中,当导线中有电流通过时,可以看到原来静止的导线会发行运动。NSA1.实验现象:当导线方向与磁场方向垂直时,它所受的磁场力最大当导线方向与磁场方向一致时,导线不受磁场力当导线方向与磁场方向斜交时,它所受的磁场力介于最大值和0之间。4.猜想:①导线的长度L;②电流的大小I。3.思考:影响磁场力大小的因素有哪些?(垂直时)2.磁场力:通电导体在磁场中受到的力称为磁场力F。在
4、演示1中,我们猜想磁场力的大小可能与电流的大小,以及通电导线的长度有关,那么,事实是怎样的呢?让我们通过接下来的演示2来证明猜想是否正确。三块相同的蹄形磁铁并列放置。可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时悬线将摆动一个角度,通过这个角度可以比较磁场力的大小。实验2在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素结论1.规律:①在同一磁场中,通电导线长度一定时,电流越大,导线所受磁场力越大; ②在同一磁场中,电流一定时,通电导线越长,导线所受磁场力越大。2.结论:精确的
5、实验表明,通电导线在磁场中受到的磁场力F的大小,既与导线的长度L成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积成正比。3.公式:F=BIL(B是比例系数)如图,当F垂直于I、B所在平面时,可以用所学的公式计算,然而,当B平行于I,或者B与I有一定夹角时,该怎样计算磁感应强度与磁场力呢?想一想垂直时:F=ILB平行时:F=0夹角为θ时:F=ILBsinθ成θ角度垂直分量B=BsinθB=Bcosθ平行分量注意:磁感应强度B由磁场本身决定,与放入的通电导线L无关、通电电流I无关、与磁场力F无关。
6、二.磁场力的方向磁场对电流的作用 左手定则.flv结论:F方向,既跟磁感应强度B的方向垂直,又跟电流I的方向垂直。演示伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。电流在磁场中的磁场力可以用两种方法判断:(1)通电直导线的受力一般用左手定则 (2)环形电流、螺线管等效为小磁针,用磁针的N极指向为磁场方向来判断。1.同向电流间的磁场力方向怎样判断?
7、 2.两个通电的环形电流平行放置时,它们之间的磁场力是否有更好的方法来判断呢?想一想总结如果放在磁场中的不是一段通电的导线,而是一个通电的矩形线圈abcd(如图),会发生什么现象?通电线圈在磁场中如何运动?通电线圈会转动起来磁场对通电线圈的作用力矩将一矩形线圈abcd放在匀强磁场中,如图5-4所示图5-4 磁场对通电矩形线圈的作用力矩线圈的顶边ad和底边bc所受的磁场力Fad、Fbc大小相等,方向相反,在一条直线上,彼此平衡;而作用在线圈两个侧边ab和cd上的磁场力Fab、Fcd虽然大小相等,方
8、向相反,但不在一条直线上,产生了力矩,称为磁力矩。当线圈平面与磁感线平行时,力臂最大,线圈受磁力矩最大;当线圈平面与磁感线垂直时,力臂为零,线圈受磁力矩也为零。电流表就是根据上述原理工作的。这个力矩使线圈绕OO转动,转动过程中,随着线圈平面与磁感线之间夹角的改变,力臂在改变,磁力矩也在改变。在磁场中,通电线圈受到磁场力的作用,发生扭转,如果给线圈通以方向合适的电流,就可以使线圈转动起来。我们使用的电动机就是利用磁场力来工作的。现在,电动机广泛应用在工厂、办公室、家庭里。通电线圈在磁场中受到磁场
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