第一章 第一节 安培力（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

第一节　安培力 课程内容要求 核心素养提炼 1．通过实验，认识安培力． 2．能判断安培力的方向，会计算安培力的大小 1．物理观念：结合对具体实例的分析，体会判断安培力方向的方法． 2．科学思维：通过实例分析，掌握安培力作用下导体运动问题的分析方法，培养一定的空间思维能力． 3．科学探究：通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之间的关系． 4．科学态度与责任：在实验探究的过程中，学会合作，培养学科学爱科学的科学态度 [对应学生用书P1] 1．安培力的定义：磁场对通电导线的作用力称为安培力(Ampère force). 2．探究安培力的方向与哪些因素有关 (1)实验观察 按照图所示组装好器材，进行以下两个实验，观察导体棒受力方向的变化情况． ①上下交换磁极的位置——改变磁场的方向． ②改变导体棒中电流的方向． (2)实验结论 实验现象表明，安培力的方向与磁场方向、电流方向有关． [思考] 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？ 提示　因为通电导体棒在磁场中受到了磁场力的作用． 1．影响安培力方向的因素 (1)磁场方向． (2)电流方向． (3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：安培力F垂直于磁感应强度B与电流I决定的平面． 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，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． [判断] (1)通电导线所受安培力的方向与磁场的方向垂直．(√) (2)通电导线所受安培力的方向与直线电流的方向垂直．(√) (3)应用左手定则时，磁感线穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向．(√) (4)若电流和磁场方向都与原来反向，则安培力的方向也与原来反向．(×) 1．如图甲所示，当B与I垂直时，F＝BIL. 2．如图乙所示，当B与I平行时，F＝0. 3．如图丙所示，当B与I成θ角时，F＝BIL sin θ. [特别提醒]　 1．公式B＝是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)的受力情况，来确定这一位置的磁场性质的，它对任何磁场中的任何点都适用． 2．公式F＝BIL则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上的一小段通电直导线的受力情况，中学阶段，它只适用于匀强磁场． [判断] (1)通电导线在磁场中不一定受安培力．(√) (2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度一定是零．(×) (3)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小．(×) [对应学生用书P3] 探究点一　安培力的方向 把盛有导电液体的玻璃器皿放在两磁极中间，接通电源后，会看到液体旋转起来． (1)通电液体为何会旋转，液体的旋转方向如何判断？ (2)如果增大电流，将会看到什么现象？ 提示　(1)通电液体之所以旋转是因为受到力的作用，其旋转方向可以用左手定则判断． (2)电流增大，液体旋转加快，说明通电的液体受力变大． 1．左手定则 安培力F的方向特点：F⊥I，F⊥B，即F垂直于B和I所决定的平面． 2．当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心． 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(　　) 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垂直于磁场方向向上，C图中安培力的方向应垂直于导线向下，D图中安培力的方向垂直于导线向右．D正确．] [训练1]　如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下．当铜线中通有顺时针方向的电流时，铜线所受安培力的方向(　　) A．向前　　　B．向后　　　C．向左　　　D．向右 A　[半圆形导线所受的安培力等效于长度等于其直径的直导线所受的安培力，由左手定则可知，铜线所受安培力的方向向前，A正确．] [训练2]　如图所示，A为一个水平旋转的橡胶圆盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一根通电直导线，电流方向如图所示．当圆盘绕中心轴OO′高速顺时针转动时(从上向下看)，通电直导线所受安培力的方向是(　　) A．竖直向上　　　　 　　 B．竖直向下 C．水平向里 D．水平向外 C　[电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，因为圆盘带负电，所以当圆盘绕中心轴OO′高速顺时针转动时，形成逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上，根据左手定则可得导线所受安培力的方向水平向里，C正确，A、B、D错误．] 探究点二　安