2023学年完整公开课版探究安培力

1.知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断——左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。2．会用安培力公式F＝BIL解答有关问题．知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL。教学目标教学重点安培力的方向和大小教学难点安培力的应用第三节探究安培力★安培力：磁场对电流的作用力一、安培力的方向实验探究1）实验器材：2）实验步骤：3）实验表格：4）实验结论：

磁场对电流的安培力的方向与磁感线方向垂直、与电流的方向垂直５）判断安培力的方向：

安培力的方向、磁场的方向、电流的方向，三者之间遵从左手定则课本P80-81★左手定则：

——伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，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入手心，并使伸开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安培力的方向。a.

F⊥BF⊥I

即：F垂直B和I所决定的平面b.

B和I可以有任意夹角注意：【练习1】在下图标出F或I的方向B（2）FFFF=0F（3）B（5）IBB（4）I（1）IB【练习2】如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用

请用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。结论:FFF同向电流F反向电流二、安培力的大小猜想：安培力的大小与哪些因素有关？

1.电流的大小；2.通电导线的长度；3.磁场的强弱；4.磁场方向与电流方向关系.实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，①当导线方向与磁场方向平行时（即电流方向与磁场方向平行），导体不受安培力的作用；

②当导线方向与磁场方向垂直时所受安培力最大。③当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于最大与零之间。IＢIＢθIＢ

研究导线与磁场垂直时安培力的大小跟哪些因素有关：实验发现：

通电导线的长度一定时，电流越大，导线所受的安培力就越大；电流一定时，通电导线越长，安培力越大实验结论：通电导线在磁场中受到的安培力的大小，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IL

成正比。而且，不管电流Ｉ和导线Ｌ怎样改变，比值是一个定值

FIL定义：通电导体垂直磁场放置时，其所受安培力F跟电流I及导体的长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。用B表示。

即：

FILB＝⒈理解磁感应强度：

FILB＝①意义：描述磁场的强弱②决定因素：由磁场决定，与F、I、L无关③是矢量：就是磁场的方向（与F的方向不同）④单位：特斯拉（T），1T=1N/A·m⒉匀强磁场：磁场区域中各点的B都相同⒊安培力大小：

F＝BIL只适用于匀强磁场，且导线（电流）垂直磁场当导线与磁场成θ角时呢？当导线与磁场平行时：

F＝０F＝BILsinθ（θ表示磁场方向与电流方向间的夹角）练.F.BFabB(1)aBbθ(2)θabB(4)BFXabBθ(3)F(1)(2)(3)(4)xF=BILF=BILF=BILF=BIL【练习1】在下图中电流大小I,磁感应强度为B,请画出其平面图及通电导体棒所受安培力的方向，并求出安培力的大小。

【例1】如图所示，金属杆ab质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成θ角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力。θθ题型一:安培力作用下平衡问题θBF安MgfF2F1

Nf=BILsinθN′=mg-BILcosθ【例2】如图，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为a=370，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.(1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流.(2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流。题型一:安培力作用下平衡问题I=15AI=12A变式:若磁场方向水平向右？【练习2】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示.图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是(

)ABP121第７题P122第8题P122第10题P122第11题P122第12题P122第9题P73例２三、磁通量

在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面，其磁感应强度B与这个面的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。即：φ＝BS３．意义：表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数４．是标量：但有正负，其正负不表示大小，只表示与规定正方向相同或相反.２．单位：韦伯（Wb），1Wb=1T·m注意：公式只适用于匀强磁场，且平面垂直磁场的情形１．定义：５．磁通密度：

Ｂ＝φ/s,这表示磁感应强度Ｂ在数值上等于穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量，因此Ｂ又被称为磁通密度，用Wb/m2作单位．【讨论与交流】若对于平面跟磁场方向不垂直的情况，如何计算磁通量？（书Ｐ83）练φ=BScosθP75例５【练习】如图所示，在条形磁铁中部垂直套有

A、B

两个圆环，试分析穿过

A

环、B

环的磁通量谁大。φA＜φBP121第3题P121第5题四、安培力的应用

1.安培力:磁场对电流的作用力2.安培力的方向左手定则3.安培力的大小:F＝BIL（θ表示B与I间的夹角）F=BILsinθ(B⊥I)注:L为在磁场中的有效长度若载流导体是弯曲的且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端到末端的直线长度【练习】把正方形导线圈用细线挂在通电直导线附近，两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活动，如图所示．当正方形导线圈通以如图所示的电流时，线圈将()A．发生转动，同时靠近导线ABB．发生转动，同时离开导线ABＣ．远离导线ABＤ．靠近导线ABＤP73第1题NSF（1）绳子拉力_______(变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力___

____（3）桌面对磁铁的摩擦力________(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力

_______(有,无)

方向__

_____.

有水平向右F′BＢ【练习1】如图，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时【练习2】如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动。当导线中通有如图5所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况。特殊位置法利用结论法：(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势．【练习3

】两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近导线ABB.顺时针方向转动，同时离开导线ABC.逆时针方向转动，同时离开导线ABD.逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIID练习5一个可自由运动的轻线圈L1和一个固定的线圈L2互相垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，两线圈通以如图所示的电流方向时，则从左向右看，线圈L1将

A.不动 B.顺时针转动

C.逆时针转动D.向纸外转动方法一：利用结论法：(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势．C【练习4】如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，试判断线圈如何运动？线圈向磁铁运动

等效法方法二：等效法：方法三：电流元法：

下列各种说法中，正确的是：

A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；

B.磁感应强度越大，磁通量也越大；

C.磁通量小，一定是磁感应强度小；

D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。【答案】AD练习课堂练习磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，通过它的电流为2.5Ａ,导线长1cm，它受到的安培力为5×10-2N,求：（１）这个位置的磁感应强度是多大？（２）如果把通电导线中的电流增大到5A时，则此位置的磁感应强度是多大？（３）如果通电导线在磁场中某处不受力，是否肯定这里没有磁场？课堂练习如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,有两根相同的弹簧,下面挂一条长0.5m,质量为0.1kg的金属棒MN,此时弹簧伸长10cm,欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何?2A，由M流向N（向右）匀强磁场：1、定义：

如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场.2、产生方法：

距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场.3、磁感线的特点：

匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线尽管公式F＝ILB是从公