高中物理选择性必修2全册教学设计教案导学案.pdf

第一章磁场

第一、二节安培力安培力的应用

核心素养点击

(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

物理观念生活中的应用。(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。

(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

科学思维

出过程，体会矢量分析的方法。

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

科学探究

方法。

科学态度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

与责任究物理的兴趣，具有实事求是的态度。

一、安培力及其方向

1．填一填

(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。

2．判一判

(1)安培力的方向与磁场方向相同。(×)

(2)安培力的方向与电流方向一定垂直。(√)

(3)安培力的方向与磁场方向一定垂直。(√)

3．想一想

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安培力的作用。

二、安培力的大小

1．填一填

(1)当通电直导线与磁场方向平行时，如图(a)所示，通电直导线所受安培力的大小F＝0。

(2)当通电直导线与磁场方向垂直时，如图(b)所示，通电直导线所受安培力的大小F＝

BIL。

(3)当通电直导线与磁场方向成θ角时，如图(c)所示，可以将原磁场的磁感应强度B分解

为与直导线垂直的分量B和与直导线平行的分量B，如图(d)所示。通电直导线所受安培力

12

的大小F＝BIL＝BILsin_θ。

1

2．判一判

(1)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1T，导线中电流L＝1A，导线长度L＝1m，则导线

所受安培力F＝1N。(×)

(2)若通电导线在某处不受安培力，则该处磁感应强度一定为0。(×)

(3)同样情况下，当导线垂直于磁场放置时，安培力最大。(√)

3．想一想

在磁场越强的地方通电导线受到的安培力一定越大吗？

提示：不一定，通电导线受安培力的大小与B、I、L及θ有关，当θ＝0°(B∥I)时，无论

B如何，总有F＝0。

三、安培力的应用

1．填一填

(1)电流天平

①原理图：

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。

③磁感应强度的测量原理：

当电流如图所示时，

由平衡条件可得：mg＝mg－nBIL，

12

当电流大小不变，方向反向时，通过在天平左盘加上质量为m的砝码使天平再次平衡，

则有：(m＋m)g＝mg＋nBIL，

12

由以上两式可得：B＝mg。

2nIL

(2)磁电式电表

①结构：磁体、软铁、线圈、螺旋弹簧、指针等。

②物理学原理：通电线圈因受安培力而转动。

③工作原理：

a．线圈中不通电流时，螺旋弹簧处于自然状态，线圈处于水平位置，指针指向零刻度。

b．当线圈中通入电流时，线圈左右两边受到大小相等、方向相反的一对安培力，线圈

在安培力作用下转动，导致螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的阻力。当安培力与螺

旋弹簧阻力作用效果相当时，线圈停在某一位置，电表指针指示表盘相应刻度线，进而得到

相应电流的大小。

c．改变通入线圈的电流方向，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变。

所以，根据指针的偏转方向，可以知道通过电表的电流方向。