1.1 磁场对通电导线的作用力（导学案）（教师版） 高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）.pdfVIP

第1节磁场对通电导线的作用力

导学案

【学习目标】

1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。

2.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。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。

3.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。

【学习重难点】

1、教学重点：安培力的方向和大小

2、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系

【知识回顾】

一、磁感应强度

(1)定义：在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长

度l的乘积Il的比值叫磁感应强度。

F

(2)公式：B＝。

Il

N

(3)单位：国际单位是特斯拉，简称特，国际符号是T,1T＝1。

A·m

【自主预习】

一、安培力的方向

1．安培力：通电导线在磁场中受的力。

2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心

垂直进入，并使四指指向电流的方向，这时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。

3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。

二、安培力的大小

1．垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F＝IlB。

2．当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线所受安培力为0。

3．当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，导线所受安培力F＝IlBsin_θ。

三、磁电式电流表

1．构造：最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。如图所示。

2．原理

(1)通电线圈在磁场中受安培力发生转动时，螺旋弹簧变形，以反抗线圈的转动。

(2)电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡。所

以，从线圈偏转的角度就能判断通电流的大小。

(3)线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针

的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

3．特点：极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线

圈左右两边所在之处的磁感应强度的大小都相等。

4．优、缺点

(1)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。

(2)缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很小。

【课堂探究】

【新课导入】

下图是磁电式电流表的结构示意图，为什么电流表通电后其指针会发生偏转？

磁场强弱如何描述？

在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度

B。

F

B

IL(BL)

安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力

称为安培力（Ampèreforce），把电流的单位定为安培。

安培力是矢量，既有大小又有方向，其方向和大小有什么规律？

提示：学生根据已学知识回答问题。

【新课教学】

任务一、安培力的方向

（一）研究安培力的方向与哪些因素有关

请你结合以前所学知识，你觉得安培力方向与那些因素有关？如何设计实验方案研究？

猜想：磁感应强度方向、电流方向

.实验方案：

1.实验方法：控制变量法

2.实验步骤：按照图所示，组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。

（1）上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。

（2）改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。

.....

实验结论：

众多事实表明，通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。

(二）左手定则

你能根据实验结果总结一下判断安