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安培力
新課引入
推測：線圈受到了某個力的作用
一 認識安培力
演示一：
電源
安培力方向演示器
開關
導線
一、認識安培力
通電導線在磁場中受到的的作用力稱為安培力
二、安培力的方向
問題：安培力的方向可能與哪些因素有關？
1、探究影響安培力方向的因素
猜想：
方法：控制變量法
磁場的方向
電流的方向
F
二、安培力的方向
探究一：
1、探究影響安培力方向的因素
表1 探究安培力方向實驗現象記錄表 磁場方向 豎直向上 豎直向下 電流方向 垂直紙 面向外 垂直紙 面向里 垂直紙 面向外 垂直紙
面向里
觀察記錄
實驗結論
二、安培力的方向
探究一
1、探究影響安培力方向的因素
1、探究影響安培力方向的因素
二、安培力的方向
表1 探究安培力方向實驗現象記錄表 磁場方向 豎直向上 豎直向下 電流方向 垂直紙 面向外 垂直紙 面向里 垂直紙 面向外 垂直紙
面向里
觀察記錄
實驗結論 磁場方向不變時，電流反向，安培力反向；
電流方向不變時，磁場反向，安培力反向。
2、探究判斷安培力方向的方法
二、安培力的方向
探究二：
2、探究判斷安培力方向的方法
二、安培力的方向
說明：磁場、電流、安培力的方向符合一定的規律
探究二：
3、判斷安培力方向的理論方法
二、安培力的方向
將左手的大拇指、食指和中指伸直，使其在空間中相互垂直，食指方向代表磁場方向，中指代表電流方向，那拇指所指的方向就是受力方向。
弗萊明的理論方法：
4、左手定則
二、安培力的方向
伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直且都與手掌共面；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
磁感線
四 指
大拇指
穿過手心
電流方向
安培力方向
注意：安培力與 B、I 都垂直，但 B 和 I 可以不相互垂直
①. B和I相互垂直時：磁感線從掌心垂直入從手背垂直出
②. B和I不相互垂直時：磁感線從掌心斜入從手背斜出
5、學以致用
二、安培力的方向
試畫出下列各圖中安培力的方向。
I
B
F
I
B
F
30°
I
B
F
(1)
(3)
(2)
1、理論推導
三、安培力的大小
（1）如圖所示，當通電直導線與磁場方向垂直時，
由
=
得
（2）如圖所示，當通電直導線與磁場方向平行時，
F=0
在勻強磁場中:
三、安培力的大小
把磁感應強度B分解為兩個分量：
平行于導線的分量B∥不對導線產生作用力，通電導線所受作用力僅由B⊥決定
綜上可得 F=BI L·sinθ
（3）如圖所示，當通電直導線與磁場方向不垂直時，
一個分量與導線垂直： B⊥=Bsinθ
另一分量與導線平行：B∥=Bcosθ
I
B
θ
B∥
B⊥
2、實驗驗證：
DIS實驗驗證安培力大小與電流大小以及通電導線長度關系
三、安培力的大小
電源
滑動變阻器
電腦
數據采集器
電流傳感器
微力傳感器
2、實驗驗證：
DIS實驗驗證安培力大小與電流大小以及通電導線長度關系
三、安培力的大小
安培力演示儀
2、實驗驗證：
DIS實驗驗證安培力大小與電流大小以及通電導線長度關系
三、安培力的大小
安培力演示儀
2、實驗驗證：
DIS實驗驗證安培力大小與電流大小以及通電導線長度關系
三、安培力的大小
電路實物圖
電腦界面圖
1.表達式:
三、安培力的大小
F=ILBsin θ
2.適用條件:
勻強磁場
L等于連接兩端點直線的長度，相應的電流沿L由始端流向末端。
3.理解:
θ是導線與磁場方向的夾角
F與B、I、L及θ均有關
對于彎曲導線，L是有效長度
3、解決問題
三、安培力的大小
在如圖所示的實驗中，兩根固定的金屬導軌間距離為 L，處于蹄形磁鐵兩極中間的磁場可近似看成是勻強磁場，磁感應強度為B且垂直導軌平面，金屬棒長度為l(L(1)求此時金屬棒受到的安培力。
(2)為了使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度，同學們提出了以下不同的建議:
同學甲：適當增加兩導軌間的距離。
同學乙：換一根橫截面積相同但更長的金屬棒。
同學丙：適當增大金屬棒中的電流。誰的建議可行？為什么？
在如圖所示的實驗中，兩根固定的金屬導軌間距離為 L，處于蹄形磁鐵兩極中間的磁場可近似看成是勻強磁場，磁感應強度為B且垂直導軌平面，金屬棒長度為l(L(1)求此時金屬棒受到的安培力。
(2)為了使金屬棒在離開導軌時具有更
大的速度，同學們提出了以下不同的建議:
同學甲：適當增加兩導軌間的距離。
同學乙：換一根橫截面積相同但更長的金屬棒。
同學丙：適當增大金屬棒中的電流。誰的建議可行？為什么？
解決問題
分析：
導體棒作為研究對象
導體棒受到安培力的大小和方向
應用動能定理分析、解決問題
解決問題
解：
（1）由于金屬棒與磁場方向垂直，金屬棒受到安培力大小為 F=BIL。
由圖可知，磁場方向豎直向下，電流方向向外，
根據左手定則，可知金屬棒受到的安培力方向為水平向右。
F
在如圖所示的實驗中，兩根固定的金屬導軌間距離為 L，處于蹄形磁鐵兩極中間的磁場可近似看成是勻強磁場，磁感應強度為B且垂直導軌平面，金屬棒長度為l(L(1)求此時金屬棒受到的安培力。
(2)為了使金屬棒在離開導軌時具有更
大的速度，同學們提出了以下不同的建議:
同學甲：適當增加兩導軌間的距離。
同學乙：換一根橫截面積相同但更長的金屬棒。
同學丙：適當增大金屬棒中的電流。誰的建議可行？為什么？
解決問題
解：
（2）由于金屬棒受到的摩擦力忽略不計，設從開始滾動到離開導軌水平運動的距離為 s，
由①式可知
同學甲的建議可行，適當增大導軌間距L，則 安培力F增大，最終離開導軌的速度v增大；
同學乙的建議不可行，金屬棒長度l增長，但有效長度L不變，安培力F不變，而金屬棒質量m增大，速度v變小；
同學丙的建議可行，適當增大電流I，則安培力F增大，速度v增大。
根據動能定理，有 ①
在如圖所示的實驗中，兩根固定的金屬導軌間距離為 L，處于蹄形磁鐵兩極中間的磁場可近似看成是勻強磁場，磁感應強度為B且垂直導軌平面，金屬棒長度為l(L(1)求此時金屬棒受到的安培力。
(2)為了使金屬棒在離開導軌時具有更
大的速度，同學們提出了以下不同的建議:
同學甲：適當增加兩導軌間的距離。
同學乙：換一根橫截面積相同但更長的金屬棒。
同學丙：適當增大金屬棒中的電流。誰的建議可行？為什么？
方向：
安培力
課堂小結
左手定則
F=BIL sinθ
大小：
課后作業
1.到實驗室拆裝、觀察磁電式電流表，
探究磁電式電流表的工作原理；
2.請完成“作業練習”

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