教科版選修3-1：第三章 磁場 學(xué)案2-預(yù)覽頁
【正文】 續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表讀數(shù)為 I2， I3， ? ， In，且逐漸增大，記錄下彈簧測力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù) F2， F3， ? ， Fn，并計(jì)算 F2－ F0， F3－ F0， ? ， Fn－ F0，你發(fā)現(xiàn)了什么？ (3)緊挨 著蹄形磁體再并排放上一個(gè)相同的蹄形磁體 ． (相同的極性在同一側(cè) )仍保持線框的豎直邊在磁場區(qū)外，重復(fù)過程 (2)你從中又會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？ 答案 (1)F1－ F0是通電導(dǎo)線受到的磁場的作用力 ． (2)發(fā)現(xiàn)隨著電流的增大 ， F2－ F0， F3－ F0， ? ， Fn－ F0也逐漸增大 ． (3) 加了一塊磁鐵相當(dāng)于在磁場中的導(dǎo)線長度增加了 ． 在電流 In相同的情況下 Fn－ F0也增加 ． 綜合來看 ： 通電導(dǎo)線與磁場垂直時(shí) ， 磁場對電流的作用力大小與導(dǎo)線的長度及電流都成正比 ． [要點(diǎn)提煉 ] 1． 安培力的大小 (1)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí) ， 安培力大 小 F＝ BIL， 其中 B為比例系數(shù) (即下一節(jié)要學(xué)到的磁感應(yīng)強(qiáng)度 )， 與導(dǎo)線所在位置的磁場強(qiáng)弱有關(guān) ． (2)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí) ， 安培力 F＝ 0. 2． 安培力的方向 (1)安培力方向 、 磁場方向 、 電流方向三者之間滿足 左手定則 ． F⊥ B， F⊥ I， 即 F垂直于 B、 I決定的平面 ． (2)磁場方向和電流方向不一定垂直 ． 用左手定則判斷安培力方向時(shí) ， 磁感線只要從掌心進(jìn)入即可 ， 不一定垂直穿過掌心 ． [延伸思考 ] 將通電直導(dǎo)線放入磁場，磁場就會(huì)對通電直導(dǎo)線有安培力的作用 ． 如果有兩條相互平行、距離很近的通電直導(dǎo)線，如圖 3 所示，觀察、 分析所發(fā)生的現(xiàn)象，并在圖 4中標(biāo) 出導(dǎo)線所受安培力的方向 ． 圖 3 圖 4 答案 若兩直導(dǎo)線通入異向電流則相互排斥 ， 通入同向電流則相互吸引 ． 在 (a)圖中 ， 由安培定則判斷 ， I1電流產(chǎn)生的磁場在 I2位置的方向向上 ， 再由左手定則判斷 I2受到的安培力方向水平向右 ， 同理可判斷 I2產(chǎn)生的磁場對 I1 的安培力水平向左 ， 故兩導(dǎo)線相互排斥 ， 受力如圖所示 ． 同理可判斷 (b)中 I I2相互吸引 ， 受力如圖所示 ． 二、電動(dòng)機(jī) —— 安培力的重要應(yīng)用 [問題設(shè)計(jì) ] 如圖 5 是一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的工作模型，它由磁場 (磁體 )、轉(zhuǎn)動(dòng)線圈、滑環(huán)、電刷及電源組成 ． 圖 5 (1)甲圖中線圈所在位置各邊受力方向如何？乙圖中呢？ (2)滑環(huán)的作用是什么？ 答案 (1)由左手定則可判斷 ， 甲圖中與滑環(huán) A 連接的一邊受安培力向下 ， 與滑環(huán) B 連接的一邊受安培力向上 ， 這兩個(gè)力的作用 使線圈在磁場中順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) (從滑環(huán)向里看 )． 同理可判斷 ， 乙圖中與滑環(huán) A 連接的一邊受安培力向上 ， 與滑環(huán) B 連接的一邊受安培力向下 ， 兩個(gè)力的效果仍然是使線圈在磁場中順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) ． (2)滑環(huán)起到了一個(gè)換向器的作用 ， 這樣就可保證線圈受到的安培力使線圈向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn) ． [要點(diǎn)提煉 ] 1． 電動(dòng)機(jī)由磁場 (磁體 )、 轉(zhuǎn)動(dòng)線圈 、 滑環(huán) 、 電刷及電源組成 ． 2． 當(dāng)給電動(dòng)機(jī)通電后 ， 線圈受到 安培力 作用 ， 線圈在磁場中 旋轉(zhuǎn) 起來 ． 3． 電動(dòng)機(jī)有 直流 電動(dòng)機(jī)和 交流 電動(dòng)機(jī) ． 一、對安培力方向的 判定 例 1 畫出圖 6 中通電導(dǎo)體棒 ab所受的安培力的方向 (圖中箭頭方向?yàn)榇鸥芯€的方向 )． 圖 6 解析 題目所給的圖是立體圖，如果直接把 ab棒受到的安培力畫在立體圖上則較為抽象 ． 為了直觀，一般畫成平面圖，圖中的各個(gè)圖從外向內(nèi)看的正視平面圖如圖所示 (此時(shí)導(dǎo)體 ab是一個(gè)橫截面圖， ○ 表示電流向里 ， ○ 18
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