内容正文:
磁场对电流的作用 左手定则
【学习目标】
1.知道磁场对电流有力的作用。
2.知道磁场力、电流、磁场三者方向间的关系,理解左手定则。
3.初步学会用左手定则判断磁场对电流作用力的方向。
【学习重难点】
重点:建立左手定则;理解左手定则并会运用左手定则判断磁场对电流作用力的方向。
难点:通过实验探究磁场、电流、磁场力三者方向间的关系。
【学习过程】
(一)安培力的方向
[问题情境]
如图所示,用一蹄形磁铁慢慢地接近发光的白炽灯泡可以看到灯丝颤抖起来,你能解释一下灯丝为什么会“颤抖”吗?
1.电场力是怎样产生的?安培力呢?
2.安培力的方向与哪些因素有关?如何来判断?
3.安培力的方向、磁场方向、电流方向在同一平面内吗?
4.平行通电直导线间的作用力是怎样产生的?什么情况下两导线相吸引?什么情况下相排斥?
要点提炼
______手定则——安培力的方向判断
伸开________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______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.
(二)安培力的大小
问题情境
1.磁感应强度B是如何定义的?表达式是怎样的?式中的F指的是什么?
2.磁感应强度的方向与导线方向必须垂直吗?若不垂直如何计算安培力大小.
要点提炼
安培力大小的公式表述:
(1)当B与I垂直时,F=BIL.
(2)当B与I成θ角时,F=BILsin θ,θ是B与I的夹角.
问题延伸
1.弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度 (如下图所示) ;相应的电流沿L由始端流向末端.
2.公式F=IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”.
3.用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中.
解题方法探究:
例1 将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1 T,试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向.
变式训练1 如下图所示,其中A.B图已知电流方向及其所受磁场力的方向,试判断并在图中标出磁场方向.C.D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向,试判断电流方向并在图中标出.
例2 一条形磁铁放在水平桌面上,在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,下图中只画出此棒的横截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电