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第一章安培力与洛伦兹力
1.磁场对通电导线的作用力
【课程标准】
1.通过实验,认识安培力。
2.能判断安培力的方向,会计算安培力的大小。
3.了解安培力在生产、生活中的应用。
4.了解磁电式电流表的结构和工作原理。
【素养目标】
1.掌握安培力的概念,了解安培力的产生条件。会用左手定则判断安
培力的方向。(物理观念)
2.掌握安培力大小的计算公式,并能进行有关计算。了解磁电式电
流表的结构和工作原理。(科学思维)
一、安培力
1.定义:通电导线在磁场中受到的力。
【生活链接】
生活中常用的电动机一般都可简化为如图的结构。那么接通电源后
到底是哪种力在拖动电机转动呢?
提示:安培力。
2.方向:满足左手定则。
(1)判断方法:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手
掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的
方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方
向。
(2)安培力方向的特点:
安培力方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直,即垂直于导线、
磁感应强度决定的平面。
3.大小:
(1)当电流I与磁感应强度B的方向垂直时,所受安培力F=IlB。
(2)当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时,F=IlB__sin__θ。
二、磁电式电流表
1.原理:安培力与电流的关系。
2.基本构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。
3.构造特点:两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱,使极靴与圆柱间
的磁场都沿半径方向,使线圈平面与磁场方向平行,使表盘刻度均匀。
4.优点和缺点:
(1)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流。
(2)缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。
【情境实践】
很多电机同时具有正转和倒转功能,比如电动车上同时具有前进和
倒车挡位,车玻璃可以一键上升或下降等。
思考:这些挡位是怎样调整电机转动方向的呢?
提示:可改变通过电机的电流方向,进而改变电机的转动方向。
【质疑批判】
某同学学习安培力的相关内容后,总结出以下结论:
①通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。
②应用左手定则时,四指指向电流方向,拇指指向安培力方向。
③安培力的方向可能与磁场方向垂直,也可能不垂直。
④对于磁电式电流表,通电线圈中的电流越大,电流表指针偏转角度
也越大。
⑤磁电式电流表中的磁场为匀强磁场。
你的判断:正确的结论有②④。
任务一、安培力的方向
把盛有导电液体的玻璃器皿放在两磁极中间,接通电源后,会看到
液体旋转起来。
(1)通电液体为何会旋转,液体的旋转方向如何判断?
提示:通电液体之所以旋转是因为受到力的作用,其旋转方向可以用
左手定则判断。
(2)如果增大电流,将会看到什么现象?
提示:电流增大,液体旋转加快,说明通电的液体受力变大。
1.安培力的方向:
(1)左手定则:
(2)安培力F的方向特点:F⊥I,F⊥B,即F垂直于B和I所决定的
平面。
(3)当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直于电流与
磁场所决定的平面,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心,而是斜穿过手心。
2.安培定则与左手定则的区别:
项目安培定则(右手螺旋定则)左手定则
判断电流在磁场中的
用途判断电流的磁场方向
受力方向
适用环形电流或通电
直线电流电流在磁场中
对象螺线管
四指弯曲的方向
应用拇指指向电流的
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