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第6章磁场对电流和运动电荷的作用第1节探究磁场对电流的作用第6章磁场对电流和运动电荷的作用1.通过实验探究知道安培力及安培力大小的决定因素，会用公式F＝IlB计算安培力．2．会用左手定则判定安培力的方向．3.知道电动机和电流计是安培力的具体应用．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用一、科学探究——安培力1．安培力：物理学将磁场对______的作用力称为安培力．2．影响安培力的因素(1)实验探究采用的方法：__________法．(2)当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：①当其他因素不变，磁感应强度增大时，安培力______；②当其他因素不变，电流增大时，安培力______；③当其他因素不变，导体长度增大时，安培力______；④安培力的方向由________________和__________共同决定．电流控制变量增大增大增大磁感应强度方向电流方向栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用3．安培力的大小和方向(1)大小：F＝________．(2)公式的适用条件①通电导线与磁场方向______；②__________或非匀强磁场中很短的导体．4.方向判断左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指______，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过______，四指指向______方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的__________．垂直匀强磁场垂直手心电流受力方向IlB栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用(1)通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用．()(2)公式F＝IlB·sinθ中，θ为安培力与电流的夹角．()(3)利用左手定则判断安培力方向时，大拇指指向电流方向．()×××栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用二、安培力就在你身边1．电动机(1)电动机是利用______使通电线圈转动，将电能转化为_______的重要装置，电动机分为______电动机和交流电动机．(2)原理：如图所示，当电流通过线圈时，右边线框受到的安培力方向______，左边线框受到的安培力方向______，在安培力作用下线框转动起来．安培力机械能直流向下向上栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用2．电流计(1)构造：如图所示．(2)电流计最基本的组成部分是______A和放在磁铁两极之间的缠绕着______并可转动的铝框B，如图所示，铝框的转轴上装有指针C和游丝D.(3)原理：当被测电流流入线圈时，线圈受________作用而转动，从而使游丝扭转形变，阻碍线圈的转动．两种作用平衡时，指针便停留在某一刻度．电流越大，指针的偏转______，所以通过指针的______便可知道电流的大小．磁铁线圈安培力越大偏转栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力的作用？提示：不是．通电线圈的左、右两边与磁场方向垂直，受到安培力的作用；通电线圈的内、外两边始终与磁场方向平行，不受安培力的作用．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用安培力的方向1．磁场中的通电导体所受安培力的方向遵守左手定则，而不是安培定则，安培定则是判断通电导体周围磁场方向的．2．安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但B与I不一定垂直．3．已知I、B的方向，可唯一确定F的方向；已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用命题视角1安培力方向的理解关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是()A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直[解析]根据左手定则中电流方向、安培力的方向和磁场方向的关系，可知C是正确的．[答案]C栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用命题视角2安培力方向的判断画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用[思路点拨]解此题要明确两点：(1)磁感应强度方向和电流方向．(2)左手定则的应用方法及安培力的判断步骤．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用[解析]利用左手定则判断出导线所受安培力方向如图所示．[答案]如解析图所示栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用安培力方向判断的注意事项(1)运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形．(2)抓住三个主要步骤①确定磁场和电流所确定的平面．②判断出安培力的方向在哪一条直线上．③根据左手定则判断出安培力的具体方向．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用[题组过关]1．在一定条件下将通有电流的直导线放在磁场中时，磁场对该直导线有磁场力的作用，则对磁场力、磁场以及电流三者的方向关系理解正确的是()A．磁场力、磁场以及电流三者的方向两两互相垂直B．磁场力一定与磁场、电流的方向垂直，但磁场和电流的方向不一定垂直C．磁场一定与磁场力、电流的方向垂直，但磁场力和电流的方向不一定垂直D．电流一定与磁场、磁场力的方向垂直，但磁场力和磁场的方向不一定垂直栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用解析：选B.磁场力总是与磁场方向和电流方向决定的平面垂直，但磁场与电流的方向可以垂直，也可以不垂直，故B正确，A、C、D错误．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用2．(多选)下列图中，表示电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向的关系正确的是()解析：选BCD.由左手定则，A图中磁场对电流作用力F的方向应竖直向上，所以A错误，而B、C、D都符合左手定则．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用安培力的大小1．安培力的计算方法(1)当B与I垂直时，F＝IlB；(2)当B与I成θ角时，F＝IlBsinθ；(3)当B与I平行时，F＝0.栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用2．公式F＝IlB和F＝IlBsinθ中的l指的是“有效长度”，如图所示，弯曲导线的有效长度l等于连接两端点的线段的长度，相应的电流沿l由始端流向末端．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流均为I，磁感应强度均为B，求各导线所受的安培力大小．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用[解析]图A中，FA＝BILcosα，这时不能死记公式，而写成sinα.要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解．图B中，B⊥I，导线再怎么放，也在平面内，故FB＝BIL.图C是两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac＝2L(即a→c的电流)，故FC＝2BIL.图D中，a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab＝2R.故FD＝2BIR.图E中，FE＝0.栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用[答案]FA＝BILcosαFB＝BILFC＝2BILFD＝2BIRFE＝0栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用计算安培力大小时应注意的四点(1)公式F＝IlBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析．(2)公式F＝IlBsinθ中的lsinθ也可以理解为l在垂直于磁场方向上的“有效长度”．(3)公式F＝IlBsinθ适用于电流处于匀强磁场中计算安培力的情况．(4)公式F＝IlBsinθ中的B是外加磁场的磁感应强度，不要与电流所产生的磁场相混淆．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．则导线段abcd所受磁场作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用解析：选A.该导线段可以用a和d之间长为(2＋1)L的直导线段来等效代替，根据公式得安培力的大小为(2＋1)BIL，根据左手定则得方向沿纸面向上，故选项A正确．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用安培力作用下导体的运动判断安培力作用下通电导体或通电线圈的运动方向，首先应该画出通电导体或通电线圈所在处的磁感线方向，然后根据左手定则确定导体或线圈所受安培力的方向，再由导体或线圈的受力情况判定其运动方向，常见以下几种方法．电流元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用[解析]法一：利用结论法环形电流I1、I2之间不平行，则必相对转动，直到两环形电流同向平行，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看，线圈L1顺时针转动．法二：等效分析法把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，通电后，小磁针的N极应指向环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针转动前，N极应指向纸内，因此应由纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第6章磁场对电流和运动电荷的作用法三：直线电流元法把线圈L1沿转动轴分成上下两部分，每