第1章 第1、2节 安培力 安培力的应用（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

　第一章　磁 场 第一、二节　安培力 安培力的应用 核心素养导学 物理观念 (1)通过实验认识安培力的方向，会计算安培力的大小，了解安培力在生产生活中的应用。 (2)观察电流天平、磁电式电表、直流电动机的结构，知道其工作原理。 科学思维 (1)会用左手定则判断安培力的方向。 (2)经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。 科学探究 经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。 科学态度与责任 在实验探究的过程中，体会物理知识与科学技术的关系，有较强的学习和研究物理的兴趣，具有实事求是的态度。 一、认识安培力　安培力的方向 1．安培力：磁场对通电导线的作用力。 2．决定安培力方向的因素： (1)磁场的方向；(2)电流的方向。 3．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。 (1)电流方向和磁场方向不一定垂直。 (2)安培力的方向一定和电流方向、磁场方向都垂直。　　 二、安培力的大小 1．当通电直导线与磁场方向垂直时：F＝BIL。 2．当通电直导线与磁场方向平行时：F＝0。 3．如图所示，当通电直导线与磁场方向成θ角时：F＝B⊥IL＝BILsin_θ。 (1)通电导线与磁场方向有夹角时，计算安培力只用垂直分量B⊥。 (2)弯曲的通电导线要应用“有效长度”来计算安培力。　　 三、安培力的应用 1．电流天平 (1)原理图：如图所示。 (2)用途：常用于实验室中测量两平行通电导体之间的相互作用力和磁感应强度。 2．磁电式电表 (1)结构：磁体、软铁、线圈、螺旋弹簧、指针等，如图1所示。 (2)物理学原理：通电线圈因受安培力而转动。 3．直流电动机 由蹄形磁铁、线圈、电刷和换向器等部件组成，如图2所示。,1.为什么接通电源之后，会观察到原来静止的导体棒发生摆动？如何改变导体棒摆动的方向？ 提示：通电导体棒在磁场中受到了安培力的作用；调换磁铁“N、S”极或调换电源“＋、－”极。 2.如图，将通电导线放入匀强磁场中，导线方向和磁场方向不垂直。判断下列说法的正误。 (1)安培力的方向和磁感线方向一定不垂直。(×) (2)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中电流I＝1 A，导线长度l＝1 m，则导线所受安培力F＝1 N。(×) (3)若通电导线在某处不受安培力，则该处磁感应强度不一定为0。(√) 3.磁电式电流表的原理如图所示，判断下列说法的正误。 (1)磁电式电流表指针偏转角度随电流的增大而增大。(√) (2)磁电式电流表只能测定电流的大小，不能确定被测电流的方向。(×) (3)磁电式电流表内是均匀辐射磁场，不是匀强磁场。(√) 新知学习(一)|安培力方向的判断 [任务驱动] 应用如图所示的装置探究安培力的方向，思考以下问题： (1)左右交换磁极的位置以改变磁场方向，铝箔条受力的方向是否改变？ (2)改变铝箔条中电流的方向，铝箔条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)铝箔条受力的方向改变。 (2)铝箔条受力的方向改变。 (3)安培力的方向总是垂直于磁场的方向和电流的方向，安培力的方向可用左手定则判定(如图所示)。 　　　　　 [重点释解] 1．安培定则与左手定则的选取原则 2．两平行通电直导线的相互作用规律 (1)同向电流互相吸引；(2)反向电流互相排斥。 [典例体验] [典例]　(2022·广州高二检测)下列各选项图中，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是(　 ) [解析]　让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则，可知A图中通电直导线所受安培力的方向垂直导线斜向上，B图中通电直导线所受安培力的方向水平向右，C图中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，D图中通电直导线所受安培力的方向水平向左。故正确的示意图为B。 [答案]　B /方法技巧/ 判断安培力方向常见的两类问题 [针对训练] 1．(2022·韶关高二检测)某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系如下列选项图所示，其中正确的是(　 ) 解析：选D　A图中磁场方向和电流方向平行，导线不受安培力作用；根据左手定则可知，B图中安培力的方向应竖直向上；C图中安培力的方向应竖直向下；D图中安培力的方向水平向右，D正确。 2.(2021·广东高考)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是(　 ) 解析：