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课标定位学习目标:1.通过实验探究的方法知道安培力大小的决定因素.2.理解并掌握安培力的计算公式F=ILB.3.知道安培力的概念,会用左手定则判定安培力的方向.4.了解电动机、磁电式电流表的构造及原理.重点难点:安培力大小的实验探究及安培力方向的判断.课前自主学案(3)结论:通电直导线与磁场_________时,磁场对通电导线作用力的大小与_________和________都成正比.2.安培力的大小(1)通电导线跟磁场垂直时:安培力最大,F=____.(2)通电导线跟磁场平行时:安培力最小,F=__.3.安培力的方向(1)左手定则:伸出左手,四指并拢,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让_______垂直穿过手心,四指指向_____方向,则大拇指所指方向就是_________所受安培力的方向.(2)通电导线在磁场中受到的安培力方向,既与_________垂直,又与_________垂直,即垂直于_________和__________所确定的平面.二、电动机——安培力的重要应用1.构造:由磁场(磁体)、_________、____、____及电源组成.2.原理:(图见教材P87)电流从滑环A流入时,从滑环B流出,滑环起一个_______的作用,当线圈通电后,由于受到_______的作用,线圈在磁场中旋转起来.核心要点突破3.若磁场和电流成θ角时,如图3-2-2所示.可以将磁感应强度B正交分解成B⊥=Bsinθ和B∥=Bcosθ,而B∥对电流是没有作用的.F=ILB⊥=ILBsinθ,即F=ILBsinθ.特别提醒:(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=IBLsinθ中的Lsinθ也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”.(3)用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中.即时应用(即时突破,小试牛刀)1.一根长为0.2m、电流为2A的通电导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是()A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0N解析:选BCD.据安培力的定义,当磁感应强度B与通电电流I方向垂直时,磁场力有最大值为Fm=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N.当两者方向平行时,磁场力有最小值为0N.随着二者方向夹角的不同,磁场力大小可能在0N与0.2N之间取值.二、安培力方向的判断1.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,在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向.2.已知I、B的方向,可惟一确定F的方向;已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I的方向;已知F、I的方向时,磁感应强度B的方向不能惟一确定.3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中,所以解决该类问题时,应具有较好的空间想象力.如果是在立体图中,还要善于把立体图转换成平面图.4.判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的几种方法(1)电流元分析法:把整段电流分成很多小段直线电流,其中每一小段就是一个电流元.先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向,再判断整段电流所受安培力的方向,从而确定导线的运动方向.(2)特殊位置分析法:根据通电导线在特殊位置所受安培力的方向,判断其运动方向,然后推广到一般位置.(3)等效分析法:环形电流可等效为小磁针,通电螺线管可等效为条形磁铁,其南、北极由安培定则判定.5.分析通电导线在安培力作用下运动情况的一般步骤(1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况;(2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力;(3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导线的运动情况.特别提醒:(1)在F、I、B三个物理量中,F与I、F与B一定垂直,但B与I不一定垂直.(2)判断通电线圈在磁场中的转动情况,应找准具有对称关系的特殊位置的电流元.即时应用(即时突破,小试牛刀)2.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图3-2-3所示,ab与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述中正确的是()A.线框有两条边所受的安培力的方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框受安培力的合力向左D.cd边所受安培力对ab边的力矩不为零解析:选BC.通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中,受到磁场力的作用,对于ad边和bc边,所在的磁场相同,但电流方向相反,所以ad和bc边所受磁场力(安培力)大小相等,方向相反,即ad边和bc边所受合力为零.而对于ab和cd两条边,由于在磁场中,离长直导线的位置不同,ab边近且