第03节探究安培力

1、第3章 磁场,第2节 磁场对通电导线的作用安培力,观察：奥斯特实验,思考：小磁针的偏转说明了什么？,导线是否会受到磁针对它的力？,思考： 安培力的大小可能与哪些因素有关？,1、通电导线的长度（通电导线在磁场中的长度）,2、通电导线的电流,3、磁场（磁感应强度）,控制变量法,知识点1、安培力 1探究磁场对通电导线的作用 (1)实验原理：将通电导线置于磁场中，它将受到力的作用。取一蹄形磁铁，认为它的两极间的磁场均匀，将一通电线框置于蹄形磁铁的两极间。电流的大小可以由滑动变阻器调节，通电导线在磁场中的长度可由并用的磁铁数目改变，安培力的大小可通过弹簧测力计的读数求出。,自学教材,(2)实验装置：如图

2、所示。,(3)实验器材：铁架台、蹄形磁体(2个)，线框，弹簧测力计，电流表，电源、滑动变阻器，开关，导线若干。,(4)实验过程： 按如图所示装置安装、连接实验器材，并使线框下端与磁场方垂直。 在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F0。 接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，记录弹簧测力计的读数F1。 继续调节滑动变阻器使电流表读数为I2，I3，In，观察并记录弹簧测力计相应的读数F2，F3，Fn。 分别计算出F1F0，F2F0，F3F0，FnF0，并填入表格中。 列出Ii与FiF0(i1,2,3，n)的对应关系。 紧挨着蹄形磁体再并排放上一个相同的蹄形磁体(相同的极性在同一侧)。仍

3、保持线框的竖直边在磁场区外，重复过程。,(5)实验结论： 当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力。 当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线有力的作用，力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。 精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。,2安培力的大小和方向 (1)定义：磁场对通电导线的作用力。 (2)公式：FILB。 适用条件：（1）匀强磁场 （2）导线与磁场垂直 式中I的单位为安(A)，L的单位为米(m)，F的单位为牛(N)。,(3)安培力方向的判定左手定则 内容：伸出左手，四指并拢，使大

4、拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向，如图所示。,安培力方向垂直于电流和磁场方向，即垂直于电流和磁场所在的平面。,活学活用,练1：训练1、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 () A水平向左 B水平向右 C竖直向下 D竖直向上,练2：如图所示，水平方向有一匀强磁场，磁感应强度大小为B0.2 T，有一段通电导线竖直放置，长度为L0.8 m，当导线中通入大小

5、为I1 A，方向如图所示的电流时，试问： (1)导线所受安培力有多大？方向如何？ (2)若将导线在纸面内沿顺时针方向转过90，则安培力的大小是多少？ (3)若将导线在垂直纸面的平面内转动，分别说明它所受安培力的大小和方向是否变化,练3：在倾角为的光滑斜面上，放置一通有电流I，长l，质量为m的导体棒，如图所示，试问： (1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。 (2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。,借题发挥 这是一道力、电、磁综合问题，解决这类问题的基本思路是： (1)若是立体图，则先将立体图转换为平面图。 (2)对物体受力分

6、析，要注意安培力方向的确定。 (3)根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。 (4)如果用到其他规律，如闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、能量的转化与守恒等，也要列出相应的方程。 (5)解方程求解并验证结果。,1直流电动机的工作原理 (1)直流电动机的构造： 如图所示是一个直流电动机的工作模型，由磁场(磁体)、转动线圈、滑环(两个半圆环A和B)、电刷及电源组成,自学教材,电动机安培力的重要应用,(2)工作原理： 当电流由半圆环A流入时，则从B流出；当电流由B流入时，则从A流出。因此，滑环在其中起了一个换向器的作用。当线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来。 2电动机的分类 (1)直流电动机。 (2)交流电动机。,课堂小结