1.1 安培力（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修2（粤教版）

第一节　安培力 学习目标 核心素养 1.知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向的关系，会用左手定则判断安培力的方向。 2.理解安培力的计算公式，会应用公式计算匀强磁场中安培力的大小。 3.知道磁电式电流表的基本构造及运用它测量电流大小和方向的基本原理。 物理观念：安培力 科学思维：推导出安培力的一般表达式F＝BILsin θ 科学探究：安培力方向的判断法则——左手定则 授课提示：对应学生用书第1页 [知识梳理] 一、安培力的方向 1．安培力：磁场对通电导线的作用力。 2．左手定则：伸开左手，使大拇指与四指垂直，且都与手掌在同一个平面内。让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指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 1．通电导线方向与磁场方向垂直时，安培力最大，F＝ILB。 2．通电导线方向跟磁场方向平行时，安培力最小，F＝0。 3.通电导线中的电流方向与磁场方向夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与电流方向垂直的分量B⊥和与电流方向平行的分量B∥，如图所示，则B⊥＝Bsin θ，B∥＝Bcos θ。 导线所受的安培力只是B⊥产生的，F＝ILBsin_θ。 [自主评价] 1．判断正误 (1)安培力的方向可能与磁场方向垂直，也可能不垂直。(×) (2)通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。(×) (3)安培力的方向与导线方向一定垂直。(√) (4)磁电式电流表中的磁场为匀强磁场。(×) 2．情景思考 (1)按照如图所示进行实验。 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)在如图所示的探究安培力大小的有关因素的实验中，把导线垂直放入磁场(磁感应强度为B)中，得出的安培力F与导线长度L、电流大小I有怎样的关系？ 提示：(1)受力的方向改变。 (2)F＝BIL。 授课提示：对应学生用书第2页 要点一　安培力的方向 　如图所示，改变导线中电流的方向，观察受力方向是否变化？上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化？ 提示：变化　变化 1．安培力F、磁感应强度B、电流I的关系 (1)已知I、B的方向，可唯一确定F的方向。 (2)已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向。 (3)已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。 2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别 安培定则(右手螺旋定则) 左手定则 用途 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 适用对象 直线电流 环形电流或通电螺线管 电流在磁场中 应用方法 拇指指向电流的方向 四指弯曲的方向表示电流的环绕方向 磁感线穿过手心，四指指向电流的方向 结果 四指弯曲的方向表示磁感线的方向 拇指指向轴线上磁感线的方向 拇指指向电流受到的安培力的方向 3.两平行通电直导线的相互作用规律：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。 　下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是(　　) [解析]　根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确；ab棒和磁场方向平行，不受安培力，B错误；ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误；ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误。 [答案]　A 判断安培力方向常见的两类问题 针对训练 1．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东方向的电流的直导线，则此导线(　　) A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 解析：赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确。 答案：A 2．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 解析：无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面，且满足左手定则。 答案：如图所示 要点二　安培力的大小 　在匀强磁场B中，导线中的电流为I，当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，(如图)导线所受安培力F应怎样求解？ B与导线夹角为θ 提示：把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直，B1＝Bsin θ，另一分量与导线平行，B2＝Bcos θ(如图)，平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。即F＝ILB1，将B1＝Bsin θ代入得：F＝ILBsin θ。 从右向左看时B与导线的关系 1．F＝BILsin θ适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时，L为有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端，如图所示。 2．同样情况下，通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；导线与磁场方向平行时，它不受安培