第1章 第1节 安培力-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第一节　安培力 【核心素养目标】 物理观念 通过安培力的理解，进一步完善场的物质观，并从电磁场的观点认识其物质观念、运动和相互作用。 科学思维 能够定性地对安培力的方向问题进行分析，找出规律，形成结论。能够运用电流的磁效应、安培力的知识对电流间相互作用进行分析，进一步建立电与磁的联系。 科学探究 经历探究安培力方向的过程，学会设计实验、观察现象、分析结果、归纳总结的科学探究方法。 科学态度与责任 体会到相关物理量之间的方向关系是客观存在的规律；而定则只是便于人们用以了解、记忆它们之间的方向关系，是主观的。应用定则时既要严格统一，又要灵活多变。通过知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。 知识点一　安培力的方向 利用如图所示的实验装置进行实验。 (1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向，细铜杆受力的方向是否改变？ (2)改变细铜杆中电流的方向，细铜杆受力的方向是否改变？ (3)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？ 提示：(1)细铜杆受力的方向改变。 (2)细铜杆受力的方向改变。 (3)安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则。 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。 【判断正误】 1．安培力的方向与磁感应强度的方向相同。(×) 2．应用左手定则时，四指指向电流的方向，大拇指指向安培力的方向。(√) 3．安培力的方向可能与磁场方向垂直，也可能不垂直。(×) 4．安培力的方向与导线方向一定垂直。(√) 学生用书↓第2页 1．安培力方向的特点：安培力方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直，即垂直于电流方向与磁场方向决定的平面。 (1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。 (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。磁场方向与电流方向不垂直。 2．安培定则与左手定则的比较 安培定则 左手定则 用途 判断电流产生的磁场方向 判断通电导线在磁场中的受力方向 因果关系 电流是因，磁场是果 电流和磁场都是因，安培力是果 3．平行电流间的相互作用 如图甲、乙为同向电流和反向电流间安培力方向的分析： 结论：同向电流相互吸引 反向电流相互排斥， 如图丙所示。　 画出(或者说出)各图中磁场对通电导线的安培力的方向。 解析：根据左手定则判断安培力的方向，注意无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面。各图中磁场对通电导线的安培力的方向如图所示。 答案：见解析 规律总结 判断安培力方向常见的两类问题 针对练1．在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，则下列关于过c点的导线所受安培力的方向表述正确的是(　　) A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边 C　[导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可知垂直ac向左下方，同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向右下方，则由平行四边形定则可知，过c点的合场方向平行于ab向下，根据左手定则可判断导线c受到的安培力与ab边垂直，指向左边，C正确。] 针对练2．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 A　[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示意图如图所示，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，A正确。] 针对练3．如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是(　　 ) A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 A　[在开关S接通后，线圈中电流由左侧流入，由安培定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场方向向左，由左手定则可知，导线所受安培力的方向竖直向上，故A正确。] 学生用书↓第3页 知识点二　安培力的大小 如图甲、乙、丙所示，同一段通电导线，如果在同一匀强磁场中的放置方式不同，其所受安培力的大小是否相同？ 提示：不同的放置方式，通电导线所受的安培力大小不同。 1．通电导线的方向与磁场的方向垂直时：F＝IlB。 2．通电导线的方向与磁场的方向平行时：F＝0。 3．通电导线的方向与磁场的方向夹角为θ时(如图