2022-2023学年人教版选择性必修第二册 第一章 1-磁场对通电导线的作用力.pdfVIP

第一章安培力与洛伦兹力

1．磁场对通电导线的作用力

【课程标准】

1.通过实验，认识安培力。

2．能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。

3．了解安培力在生产、生活中的应用。

4．了解磁电式电流表的结构和工作原理。

【素养目标】

1.掌握安培力的概念，了解安培力的产生条件。会用左手定则判断安

培力的方向。(物理观念)

2．掌握安培力大小的计算公式，并能进行有关计算。了解磁电式电

流表的结构和工作原理。(科学思维)

一、安培力

1．定义：通电导线在磁场中受到的力。

【生活链接】

生活中常用的电动机一般都可简化为如图的结构。那么接通电源后

到底是哪种力在拖动电机转动呢？

提示：安培力。

2．方向：满足左手定则。

(1)判断方法：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。

(2)安培力方向的特点：

安培力方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直，即垂直于导线、

磁感应强度决定的平面。

3．大小：

(1)当电流I与磁感应强度B的方向垂直时，所受安培力F＝IlB。

(2)当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时，F＝IlB__sin__θ。

二、磁电式电流表

1．原理：安培力与电流的关系。

2．基本构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。

3.构造特点：两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间

的磁场都沿半径方向，使线圈平面与磁场方向平行，使表盘刻度均匀。

4．优点和缺点：

(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，允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。

【情境实践】

很多电机同时具有正转和倒转功能，比如电动车上同时具有前进和

倒车挡位，车玻璃可以一键上升或下降等。

思考：这些挡位是怎样调整电机转动方向的呢？

提示：可改变通过电机的电流方向，进而改变电机的转动方向。

【质疑批判】

某同学学习安培力的相关内容后，总结出以下结论：

①通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。

②应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。

③安培力的方向可能与磁场方向垂直，也可能不垂直。

④对于磁电式电流表，通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度

也越大。

⑤磁电式电流表中的磁场为匀强磁场。

你的判断：正确的结论有②④。

任务一、安培力的方向

把盛有导电液体的玻璃器皿放在两磁极中间，接通电源后，会看到

液体旋转起来。

(1)通电液体为何会旋转，液体的旋转方向如何判断？

提示：通电液体之所以旋转是因为受到力的作用，其旋转方向可以用

左手定则判断。

(2)如果增大电流，将会看到什么现象？

提示：电流增大，液体旋转加快，说明通电的液体受力变大。

1．安培力的方向：

(1)左手定则：

(2)安培力F的方向特点：F⊥I，F⊥B，即F垂直于B和I所决定的

平面。

(3)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与

磁场所决定的平面，所以仍可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。

2．安培定则与左手定则的区别：

项目安培定则(右手螺旋定则)左手定则

判断电流在磁场中的

用途判断电流的磁场方向

受力方向

适用环形电流或通电

直线电流电流在磁场中

对象螺线管

四指弯曲的方向

应用拇指指向电流的