内容正文:
磁场对通电导线的作用力
问题1 我们把通电导线在磁场中受到的力称为安培力。一般研究力,我们应该去关注力的哪些要素呢?
问题2 在电场中,场强的方向就是正电荷所受的电场力的方向。那么,在磁场中,磁感应强度的方向是不是通电导线在磁场中的受力方向呢?猜想一下,安培力的方向可能与哪些因素有关?
一、安培力的方向
1、提出猜想
问题3 当我们需要探究多个物理量之间的关系时,我们该如何探究它们之间的关系,需要利用什么科学探究方法?
可能与磁场方向、电流方向等因素有关
一、安培力的方向
2、设计实验
问题4 为了方便实验数据记录,我们该如何记录这三个物理量的空间几何方向关系呢?
一、安培力的方向
3、构建模型
以有白色小球这端表示安培力方向,紫色小棍表示磁场方向,灰色小棍表示电流方向,如图所示。
安培力方向
磁场方向
电流方向
一、安培力的方向
小组任务分工:
磁场方向 电流方向(不变)
1组 竖直向下 红→黑
2组 竖直向上 红→黑
电流方向 磁场方向(不变)
3组 红→黑 竖直向下
4组 黑→红 竖直向下
安培力方向
磁场方向
电流方向
一、安培力的方向
4、实验结论
问题5 通过实验数据,你可以得到哪些结论?
思考:三者的方向有何空间几何关系?
安培力方向
磁场方向
电流方向
一、安培力的方向
5、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平面内,让磁感线从掌心垂直穿入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。
一、安培力的方向
练习:判断以下通电导线在磁场的受力方向。
I
B
I
F
I
B
F
I
B
F
B
一、安培力的方向
6、应用——平行通电直导线
问题6:刚才的实验中我们用的磁场都是磁体产生的,通过前面的学习,还有什么可以产生磁场?
那如何解释两条平行通电直导线之间的相互作用?
结论:同向电流相互吸引
反向电流相互排斥
二、安培力的大小
思考:如果磁场方向与电流方向既不平行也不垂直时怎样计算安培力呢?
F = ILB⊥
=ILBsinθ
B1
B2
B
二、安培力的大小
练习:计算下列情况的安培力大小(导线长度均为L)
B2
B1
三、小结
一、安培力的方向判断——左手定则
二、安培力的大小
课前我们看了一个旋转线圈的小实验,现在大家能利用今天所学的知识来解释它们的工作