2017-2018学年高中物理 第三章 磁场 第2节 磁场对通电导线的作用——安培力教学案 教科版选修3-1

1、第二节磁场对传记导体的作用安培1.磁场作用于传记导体的力称为安培，安培力的方向由左手定律决定。2.通电的电线与磁场方向平行时，电线不安全如果配电电源打开的导线垂直于磁场方向，则导线将受安培影响，大小为f=ilb。3.马达通过安培力工作，把电转换成机器功能强大的装置。4.靠近徐璐的两个平行电流：徐璐朝相同的方向拉，徐璐向不同的方向排斥。第一，安培力1.探讨磁场对传记电线的影响。(1)实验原理：将传记电线放入磁场中，受到力的作用。带来蹄磁铁，认为柱子之间的磁场均匀，将传记线框放在蹄磁铁的磁极之间。电流的大小可以由滑动电阻器调整。传记电线在磁场中的长度可以根据使用的磁铁数而变化。安培的大小可以通过弹

2、簧测量仪的读数获得。(2)实验装置：图321。图321(3)实验器材：铁架、蹄磁铁(2个)、线框、弹簧测力计、电流表、电源、滑动电阻器、开关、电线数。(4)实验过程如图321所示，安装并连接实验仪器，使线框底部垂直于磁场方向。在连接电路之前，观察并记录弹簧测力计的读数F0。连接电路，调整滑动电阻器，将电流表读数设置为I1，记录弹簧测力计的读数F1。电流表读数为I2，I3，In继续调整，以显示弹簧测力计的相应读数F2、F3、观察并记录Fn。分别为f1-F0、F2-F0、F3-F0、计算fn-F0并将其填充到表单中。Ii/AFi-F0/n Ii和FI-F0 (I=1，2，3，N)的对应关系。紧挨着

3、蹄磁铁，并排放相同的蹄磁铁(同极性在同一边)。将线框的垂直边放在磁场区域外，重复 过程。(5)实验结论传记电线与磁场方向平行时，电线没有力。当传记电线垂直于磁场方向时，磁场对传记导线起着强大的作用，力的大小与电线的电流、电线长度、磁场强弱有关。准确的实验表明，当电垂直于磁场的方向时，磁场作用于传记导体的力的大小与导线长度和电流大小成正比，比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。2.安培的大小和方向(1)定义：磁场对供电导线的作用力。(2)公式：f=ilb。格式的比例系数B称为磁感应强度，单位为特殊(T)，以下部分对此进行了详细说明。(3)安培方向的判定左手定律内容：左手，四个手指一起伸展，拇指和

4、其馀四个手指垂直，手掌等平面上的磁感线垂直穿过手掌，四个手指指向电流方向。拇指的方向是电线的安培力的方向，如图322所示。图322二、电动机安培力的重要应用1.直流电动机工作原理(1)直流电动机结构图323是由磁场(磁铁)、旋转线圈、滑环(2个返回A和B)、粉刷和电源供应设备组成的直流电动机的工作模型。图323(2)工作原理电流从半圆形a流动时从b流动。电流从B流入，从A流出。因此，滑环起到整流子的作用。线圈通电后，由于安培的作用，线圈在磁场中旋转。2.马达分类(1)直流电动机。(2)交流电动机。1.自主事故判定(1)传记电线在磁场中必须受到安培的力。（）(2)供电的电线放在磁场中的任何位置，

5、如果没有安培的力，那里的磁感应强度必须为零。（）(3)应用左手法则时，使磁感线通过手掌，四个手指指向电流方向，拇指指向安培方向。()(4)安培的方向与I平行。（）(5)电动机旋转方向与电流方向无关。（）合作探索次会议(1)安培的方向与磁场方向、电流方向有什么关系？提示：根据左手定律，安培的方向与磁场方向垂直，与电流方向垂直。也就是说，安培的方向总是垂直于磁感应线和供电导体所在的平面。(2)安培方向垂直于导线，垂直于磁场方向，电流也必须垂直于磁场吗？(？提示：根据左手定律，电在磁场中接收的安培力必须垂直于导体，垂直于磁场方向，但电线可以在任何方向放置在磁场中，因此电流不一定垂直于磁场方向。3)如

6、果电力不受磁场中安培力的影响，那么磁场能解释为零吗？(？磁场越强，放在磁场中的传记电线的安培力就越大吗？提示：不能。因为磁场方向与电流方向平行时安培力为零，而磁场不是零牙齿。不一定。磁场方向与电流方向平行时，安培力为零。安培的大小和方向1.安培方向的特性无论磁场方向和电流方向是否垂直，安培的方向必须不仅与磁场方向垂直，而且与电流方向垂直。也就是说，安培的总方向与磁场方向和电流方向确定的平面垂直。2.安培规则(右手螺旋规则)与左手规则的比较安培规则(右手螺旋规则)左手法则作用判断电流的磁场方向判断磁场中电流的力方向内容具体情况直线电流环形电流或通过传记螺线管电流在磁场中应用方法拇指指示电流的方向

7、四个手指弯曲的方向表示电流的轨道方向磁感应线通过手掌，四个手指指向电流的方向结果四个手指弯曲的方向指示磁感应善意的方向拇指指轴上磁感应善意的方向拇指是指电流所受的磁场力的方向两个平行电源直线导线相互作用动向电流徐璐吸引，反潮流徐璐排斥。分析：如图324所示，两条导线均设置向上电流。根据安培规则，导线A中的电流产生的磁场在右侧有垂直的纸。牙齿磁场作用于传记线B的力Fab的方向可以通过左手定律知道，在纸上向左走。图324图325同样，由线B中的电流产生的磁场在左侧垂直纸张朝外，作用于线A的力Fba的方向在纸上向右。结果，两条导线徐璐吸引，如图324所示。如图325所示，如果导线B上的电流被反转(即

8、，从两个导线切换到反向电流)，则通过相同的分析，两个导线徐璐排斥。4.安培的几个茄子说明(1) F=ILB适用于均匀磁场的电源直线导线，在均匀磁场中弯曲的导线受到安培力的情况下，L是有效长度，即连接在导线两端的善意长度，其电流方向沿L从起点流向终点，如图326所示。图326(2)在相同的情况下，当传记电线垂直于磁场方向时，它受到最大的安培力。电线与磁场方向平行时，没有安培力。导体和磁场方向成一定角度相交时，它的安培力介于0和最大值之间。(3)在非均匀磁场中，如果直线导线L牙齿的点B矢量相同(包括大小和方向)，则导线的安培力也可以通过上述公式计算。(4)电流同时接收几个安培时，电流接收的安培力是牙齿几个安培的向量之和。1.在下一个选项的均匀磁场中，电流I和磁场B以及磁场标记了电流力F的方向，其中错误的是()。解决：选择C可以根据左手法则知道。a、B、D 3度的电流、磁场、安培方向与左手法则的要求方向一致，因此是正确的。C图的电流和磁场方向一致，没有安培力，所以C错了。2.如图327所示，电源供应导线MN上的电流保持不变。在图纸中，从A位置周围的一端M移动到B位置会变更电源供应线材的安培大小()图327A.变小b .不变C.变大d .不确定分析：如果选择B，则从纸张内的A位置向A位置周围的M到B位置移动时，导体垂直磁场方向的有效长度保持不变，磁感应强度和