高中物理 第3章 2 磁场对通电导线的作用——安培力教案 教科版选修3-1-教科版高二选修3-1物理教案

2 磁场对通电导线的作用——安培力[学习目标] 1.知道安培力的定义及安培力大小的决定因素． 2.会用 F＝ILB 计算 B 与I 垂直情况下的安培力．(重点) 3.掌握左手定则，并会用它判定安培力的方向．(重点) 4.知道电动机的工作原理．一、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：①电流的大小可以由滑动变阻器调节．②通电导线在磁场中的长度可由并用的磁铁数目改变．③安培力的大小可通过弹簧测力计的读数求出．(2)实验装置：如图所示．(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① 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向垂直．② 在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数 F0.③ 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 F1.④ 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.⑤ 分别计算出 F1－F0，F2－F0，F3－F0，…，Fn－F0，并填入表格中．Ii/AFi－F0/N⑥ 列出 Ii与 Fi－F0(i＝1，2，3，…，n)的对应关系．⑦ 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)，仍保持线框的竖直边在磁场区外，重复③～⑥过程．(5)实验结论① 当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力．② 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：F＝IL B ．式中比例系数 B 称为磁感应强度，单位为特(T)，下节将进一步介绍．(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．二、电动机——安培力的重要应用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．(2)工作...