课堂新坐标2016_2017学年高中物理第3章打开电磁学的大门第1节磁场中的通电导线教师用书.doc

第1节　磁场中的通电导线 课　标　解　读 重　点　难　点 1.知道影响安培力大小和方向的因素，知道左手定则和安培力大小的计算公式．能用左手定则判断安培力的方向，能计算在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时安培力的大小． 2.了解线圈在磁场中的运动情况，以及磁电式仪表的工作原理． 3.知道电动机的工作原理. 1.安培力的计算，左手定则的应用，电动机的原理．(重点)2.磁感应强度的理解，左手定则的应用．(难点) 会动的导线 1.基本知识 (1)安培力 定义：通电导线在磁场中受到的作用力． 方向：用左手定则判断 左手定则：伸开左手，四指与拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是安培力的方向． 大小 a．因素：如图3-1-1所示，通电导线所受的安培力的大小与磁感应强度、电流大小以及磁场中垂直磁场方向的导线长度有关． 图3-1-1 b．大小：在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小等于电流、磁感应强度和导线长度的乘积． c．公式表达：F＝BIl. (2)磁感应强度的两种定义 从磁感线角度定义为B＝. 从力的角度定义为B＝. 2．思考判断 (1)当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向和磁感应强度方向相同．(×) (2)已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁场方向和安培力的方向，判定电流的方向用右手．(×) (3)只要电流的方向不与磁场平行，电流就会受到安培力．(√) 3．探究交流 安培力的方向与通电直导线方向、磁感应强度的方向有什么关系？ 【提示】　与导线方向、磁感应强度方向都垂直． 会动的线圈和电动机 1.基本知识 (1)通电线圈在磁场中的转动：线圈与磁场平行放置，当线圈通有电流时，与磁场垂直的两个边会受到安培力作用，根据左手定则判断知，两个力方向相反，使线圈绕中心轴转动． (2)利用线圈在磁场中受力转动的原理，人们制作了磁电式电流计，第一个磁电式电流计是安培制作的，由此实现了电流的定量测量． (3)电动机由转子和定子构成，直流电动机还有换向器和电刷．在线圈平面转到与磁场方向垂直的位置时，换向器的每个半环互换连接的电刷，使电流的方向发生改变，从而实现了线圈的持续转动． 2．探究交流 在现代生活中，我们的身边充满着电器：洗衣机、电冰箱、录音机、吹风机等．你知道这些电器工作时共同的特点是什么吗？工作原理又是什么呢？ 【提示】　这些电器工作时的共同特点是都要使用电动机．而电动机的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用旋转，从而起到了电动的作用. 安培力方向的判定 【问题导思】　 1．安培力的方向与哪些因素有关？ 【提示】　磁场的方向和电流的方向． 2．安培力的方向与磁感应强度的方向一定垂直吗？ 【提示】　一定垂直． 1．安培力的方向既与磁场方向垂直．又与电流方向垂直．但磁场方向与电流方向不一定垂直，由此可知安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面． 2．当磁场方向、电流方向、安培力方向两两垂直时，只要已知其中任意两个方向，就可以判断第三者的方向． 3．当不能确定磁场方向和电流方向垂直时，若已知磁场方向(或电流方向)与安培力的方向，电流方向(或磁场方向)不唯一． 　 安培定则反映的是电流方向与它产生的磁场方向之间的关系，而左手定则反映的是电流方向、磁场方向和安培力方向三者之间的关系，注意区分． 　如图所示，表示磁场对直线电流的作用，其中不正确的是(　　) 【导学号 【解析】　磁场对通电直导线的作用力既与导线垂直又与磁感线垂直，用左手定则判断可知，A、B、D图均正确，C图中安培力F的方向应向下，故C图不正确．故选C. 【答案】　C 1．下列图示为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是(　　) 【解析】　由于BD所示的电流方向与磁场方向平行故不受安培力，AC所示电流方向与磁场方向垂直，受安培力作用，AC正确． 【答案】　AC 安培力大小的计算 【问题导思】　 1．把一段通电导线放在磁场中，怎样放受力最小？怎样放受力最大？ 【提示】　平行于磁场最小，垂直于磁场最大． 2．安培力的大小与哪些因素有关？ 【提示】　导线长度、电流的大小、磁感应强度、导线与磁场的夹角． 1．若B与I(l)垂直时，F＝BIl，此时所受的安培力最大． 2．若B与I(l)平行时，F＝0. 3．在计算安培力时，若放入磁场中的导线是弯曲导线，其安培力求解时应用其长度的有效值，即两端点所连直线的长度．如下图3-1-2所示： 图3-1-2 　将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图3-1-3所示，已知磁感应强度为1 T．试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向． 图3-1-3 【解析】