学案 3 探究安培力[目标定位] 1
知道什么是安培力,了解安培力的应用
了解电流天平的原理并学会使用它探究安培力的大小
掌握左手定则,会用它判断安培力的方向;会计算安培力的大小
一、安培力的方向[问题设计]按照如图 1 所示进行实验
图 1(1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变
(2)改变导线中电流的方向,导线受力的方向是否改变
仔细分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系
答案 (1)导线受力的方向改变;(2)导线受力的方向改变;安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则
[要点提炼]1
安培力方向、磁场方向、电流方向三者之间满足左手定则: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
如图 2 所示:图 2说明:(1)F⊥B,F⊥I,即 F 垂直于 B 、 I 决定的平面
(2)磁场方向和电流方向不一定垂直
用左手定则判断安培力方向时,磁感线只要从掌心进入即可,不一定垂直穿过掌心
判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则),确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则
[延伸思考] 电流周围可以产生磁场,磁场又会对放在其中的电流产生力的作用,如果有两条相互平行的、距离很近的通电直导线,它们之间会不会有力的作用
若有力的作用,那么同向电流之间的作用力如何
反向电流之间的作用力如何
1答案 有力的作用,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥
二、安培力的大小[问题设计]1
阅读教材,了解电流天平的结构、原理和使用方法,制订实验方案,进行实验,注意体会控制变量法的运用,分析实验所测数据,回答下列问题:(1)保持导线通电部分的长度不变,改变电流大小,导线受力情况如何变化
(2)保持电流不变,改变