17-18版:6.1 探究磁场对电流的作用
7页1、第第 1 讲讲 探究磁场对电流的作用探究磁场对电流的作用目标定位 1.知道安培力的定义,理解并熟练应用安培力的计算公式 FILBsin.2.掌握左手定则,会用左手定则判断安培力的方向.3.知道电流表的基本构造和基本原理.4.通过观察实验现象,体会控制变量法在科学研究中的作用一、安培力1物理学将磁场对电流的作用力称为安培力2安培力的大小:在匀强磁场中,当通电直导线与磁场方向垂直时,通电直导线所受的安培力 F 最大,等于磁感应强度 B、电流 I 和导线长度 L 的乘积,即 FILB,安培力的单位为 N.3安培力的方向左手定则:如图 1 所示,伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并与手掌在同一平面内让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向就是通电直导线在磁场中所受安培力的方向图 1二、安培力就在你身边1电动机(1)电动机是利用安培力使通电线圈转动,将电能转化为机械能的重要装置电动机有直流电动机和交流电动机,交流电动机还可分为单相交流电动机和三相交流电动机(2)原理:如图 2 所示,当电流通过线圈时,右边线框受到的安培力方向向下,左边线框受到的安培力方向向上,在安培力作用下线
2、框转动起来图 22电流计(1)构造:如图 3 所示.图 3(2)电流计最基本的组成部分是磁铁 A 和放在磁铁两极之间的缠绕着线圈并可转动的铝框B,如图所示,铝框的转轴上装有指针 C 和游丝 D.(3)原理:当被测电流通入线圈时,线圈受安培力作用而转动,从而使游丝扭转形变,阻碍线圈的转动两种作用平衡时,指针便停留在某一刻度电流越大,指针的偏转越大,所以通过指针的偏转角度便可知道电流的大小.一、安培力的方向1安培力的方向既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直,也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面2当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面,所以仍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,而是斜穿过手心特别提醒 FI,FB,但 B 与 I 不一定垂直例 1 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向答案 如图所示解析 无论 B、I 是否垂直,安培力总是垂直于 B 与 I 决定的平面,且满足左手定则二、安培力的大小1对安培力 FILBsin 的理解安培力大小的计算公式 FILBsin, 为磁感应强度方向与导线方向的夹角(1)当 90,即 B
3、与 I 垂直时,FILB.(2)当 0,即 B 与 I 平行时,F0.2当导线与磁场垂直时,弯曲导线的有效长度 L,等于连接两端点直线的长度(如图 4 所示);相应的电流沿 L 由始端流向末端图 4例 2 长度为 L、通有电流为 I 的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为 B,对于下列各图中,导线所受安培力的大小计算正确的是( )答案 A解析 A 图中,导线不和磁场垂直,故将导线投影到垂直磁场方向上,故 FILBcos,A正确,B 图中,导线和磁场方向垂直,故 FILB,B 错误;C 图中导线和磁场方向垂直,故 FILB,C 错误;D 图中导线和磁场方向垂直,故 FILB,D 错误例 3 如图 5 所示,一段导线 abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段 ab、bc 和 cd 的长度均为 L,且abcbcd135.流经导线的电流为 I,方向如图中箭头所示导线段 abcd 所受到的磁场的作用力的合力( )图 5A方向沿纸面向上,大小为(1)ILB2B方向沿纸面向上,大小为(1)ILB2C方向沿纸面向下,大小为
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