1、高中物理新人教版選修-系列課件第三章磁場第四節磁場對通電導線的作用力教學目標教學目標 （一）知識與技能（一）知識與技能 1、知道什么是安培力。知道通電導線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時，它的方向的判斷-左手定則。知道左手定則的內容，會用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會用它解答有關問題. 2、會用安培力公式F=BIL解答有關問題. 知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL. 3、了解磁電式電流表的內部構造的原理。 （二）過程與方法（二）過程與方法 通過演示、分析、歸納、運用使學生理解安培力的方向和大小

2、的計算。培養學生的間想像能力。 （三）情感態度與價值觀（三）情感態度與價值觀 使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法.并通過對磁電式電流表的內部構造的原理了解，感受物理知識之間的聯系。 二、重點與難點：二、重點與難點： 重點：重點：安培力的方向確定和大小的計算。 難點：難點：左手定則的運用（尤其是當電流和磁場不垂直時，左手定則如何變通使用）。 三、教具三、教具：磁鐵、電源、金屬桿、導線、鐵架臺、滑動變阻器、多媒體。演示：按照右圖所示進行實驗。演示：按照右圖所示進行實驗。1 1、改變導線中電流的方向，觀察受、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。力方向

3、是否改變。通電導線在磁場中受到的力稱為安培力通電導線在磁場中受到的力稱為安培力一、安培力的方向一、安培力的方向IBF2 2、上下交互磁場的位置以改變磁場、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化的方向，觀察受力方向是否變化FIBFIBIBFF、B、I方向關系BIF示意圖安培力方向既與電流方向垂直安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所在的平面和磁場所在的平面左手定則：伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內;讓磁感應線從掌心進入,并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方

4、向遵循左手定則BIF示意圖安培力方向既與電流方向垂直安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所在的平面和磁場所在的平面FIBFIBBBIFBI判定以下通電導線所受安培力的方向判定以下通電導線所受安培力的方向3 0FFIIIBBB問題：問題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發生相互作用會通過磁場發生相互作用 用學過的知識加以判斷用學過的知識加以判斷同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結論結論: :FFF同向電流F反向電流 兩條導線互相垂直，但相隔一小段距離，其中a

5、b固定，cd可以自由活動，當通以如圖所示電流后，cd導線將（）A.順時針方向轉動，同時靠近abB.逆時針方向轉動，同時離開abC.順時針方向轉動，同時離開abD.逆時針方向轉動，同時靠近ababcd如圖所示，向一根松弛的導體線圈中通以電流,線圈將會( )A.縱向收縮,徑向膨脹B.縱向伸長,徑向膨脹C.縱向伸長,徑向收縮D.縱向收縮,徑向收縮縱向 一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，當兩線圈通以如圖所示的電流時，從左向右看，則線圈L1將() A不動 B順時針轉動 C逆時針轉動 D向紙面內平動11.如下圖所示,把一通電直導線放在蹄形磁鐵磁極的正上方

6、,導線可以自由移動,當導線中通以如圖所示方向的電流I時,試判斷導線的運動情況.1電流元分析法把整段電流等效分成很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運動方向，注意一般取對稱的兩段電流元分析2等效分析法環形電流可以等效為小磁針(或條形磁鐵)，條形磁鐵也可等效成環形電流，通電螺線管可以等效成很多的環形電流來分析3特殊位置分析法根據通電導體在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運動方向，然后推廣到一般位置4結論法兩平行直線電流在相互作用過程中，無轉動趨勢，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電

7、流方向相同的趨勢（1 1） 在在勻強磁場勻強磁場中，在通電直導線與磁場方中，在通電直導線與磁場方向向垂直垂直的情況下，導線所受安培力的情況下，導線所受安培力F F等于磁感應等于磁感應強度強度B B、電流、電流I I和導線的長度和導線的長度L L三者的乘積。三者的乘積。二、安培力的大小二、安培力的大小即：即： F=ILBB BIIB B0o0F 90OFIBL把磁感應強度把磁感應強度B B分解為兩個分量：分解為兩個分量：一個分量與導線垂直一個分量與導線垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量與導線平行另一分量與導線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導線的分量平行于導線的分量B B

8、2 2不對通電導線產生作不對通電導線產生作用力，通電導線所受作用力僅由用力，通電導線所受作用力僅由B B1 1決定決定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=ILBsinB B2 2B B1 1二、安培力的大小二、安培力的大小將將B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通電直導線與磁場方向通電直導線與磁場方向不垂直不垂直的情況的情況公式：公式： F=ILBsin F=ILBsin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場二、安培力的大小二、安培力的大小問題:若B與I不垂直時，F安與B和I方向關

9、系可以概括為那句話？這時左手定則對磁感應線有何要求？BIFFBIL的適用條件及各量的意義1公式FILB中L指的是“有效長度”當B與I垂直時，F最大，FILB；當B與I平行時，F0.2彎曲導線的有效長度L，等于連接兩端點直線的長度(如圖所示)；相應的電流沿L由始端流向末端三、安培力作用下的綜合問題思路：(1)畫等效電路圖，求導體中的電流；(2)安培力求解公式FILB；(3)以導體棒為研究對象，進行受力分析（4）列式求解。磁電式電流表磁電式電流表1 1、磁電式電流表的構造、磁電式電流表的構造：刻度盤、指針、蹄形磁：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱

10、、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。形鐵芯（軟鐵制成）。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。.問題問題電流表中磁場分布有何特點呢？電流表中磁場分布有何特點呢？電流表中磁鐵與鐵芯之間是電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布均勻輻向分布的的. . 所謂所謂均勻輻向分布均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度. .在以鐵芯為中心的圓圈上，在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應強度各點的磁感應強

11、度B B的的大小是相等大小是相等的的. .該磁場該磁場并非勻強磁場并非勻強磁場問題問題該磁場該磁場是否勻強磁場？是否勻強磁場？問題問題該磁場該磁場的特點？的特點？2 2、電流表的工作原理、電流表的工作原理 1 1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產生的力矩使線圈發生轉到，線圈轉動使螺旋彈這兩個力產生的力矩使線圈發生轉到，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小簧被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小隨線圈轉動的角度增大而隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和增大，當這種阻礙力矩和安培力產生的使線圈轉動安培力產生的使線圈轉動的力矩相平衡時，線圈停的力矩相平衡時，線圈停止轉動。止轉動。2 2、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈中的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據指針線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據指針的偏轉角度