资源简介

第4节《磁场对电流的作用》课前自主学习任务单
基础层次（A层次）
一、学习目标
1、理解安培定律，并能安培定律进行相关计算。
2、掌握左手定则，能利用左手定则判断安培力。
二、学习过程：
任务1： 安培定律
当通电导线跟磁场垂直时，由磁感强度的定义公式
得F＝BIL
表明：当通电导线跟磁场垂直时，通电导线所受的磁场力的大小，等于电流I、导线长度L、磁感强度B三者的乘积。
这个规律是由安培最先发现的，我们称之为安培定律。
▲通电导线在磁场中所受的作用力，叫安培力。
★强调：导线必须与磁场垂直，否则F当导线与磁感线平行时，F＝0
任务2： 左手定则
如图所示，当合上电键后，通电导线向左摆（即受到的安培力向左）。
如果保持磁场方向不变，把电流改为相反的方向，则导线受力水平向右；
如果保持电流方向如图所示不变，将磁极对调，则导线受力也是水平向右；
▲表明：安培力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系。
★实践证明，这三者间的关系可以用左手定则来判断。P132
伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。
【例】如图所示，在 B = 0.20 T 匀强磁场中，有一段长 L = 0.50 m，并与磁感线垂直放置的直导线。当直导线中有I = 2.0 A 电流通过时，直导线所受的磁场力有多大？方向如何？如果直导线在纸面上旋转90 ，其他量不变，则直导线受到力又是多大？
解：当直导线与磁感线垂直时，受到安培力为
根据左手定则，直导线受到的安培力方向垂直向里。
如果直导线旋转90 ，则直导线受到安培力为零。
三、检测反馈
1、标出下列各图中通电直导线所受磁场力的方向。
2. 如图所示，在磁感应强度为 0.03 T 的匀强磁场中，有一根与磁场方向垂直，长8.0 cm 的通电直导线ab，它受到的磁场力是0.012N，方向垂直于纸面向外，求导线ab中通过电流的大小和方向。
应用层次（B层次）
一、学习目标 （在A层次的基础上增加）
1、了解通电导线与磁场不垂直时所受安培力大小的计算公式
二、学习过程：
任务1： 通电导线与磁场不垂直时安培力的计算
如图所示，通电导线跟磁场既不平行又不垂直，两者的夹角为α。
我们可以将磁场分解为垂直于导线方向的B1和沿导线方向的B2，
则。
B2因跟导线方向平行，这产生安培力。
B1跟导线方向垂直，故
即当通电导线跟磁感线的夹角为α时，通电导线所受的安培力的计算公式为
当时，，F＝0，即通电导线与磁感线平行时，不受安培力。
当时，，，即通电导线与磁感线平行时，有
三、检测反馈
1、如图所示，在 B = 0.20 T 匀强磁场中，有一段长 L = 0.50 m的直导线，导线与磁场的夹角为300C。当直导线中有I = 2.0 A 电流通过时，直导线所受的磁场力有多大？
2、下列图中已标明I、B、F 三个物理量中两个量的方向，试分别标出第三量的方向。
拓展层次（C层次）
一、学习目标 （在A、B两层次的基础上增加）
1、理解平行载流导线之间的相互作用
二、学习过程：
任务： 平行载流导线之间的相互作用
1、两根平行导线通以相同方向的电流
我们可以这样分析：
（1）由于AB导线通以电流，在AB周围必产生磁场，根据安培定则（右手螺旋定则），导线AB周围所产生的磁场如下左图所示：
（2）导线CD处于导线AB导线所产生的右侧磁场中，且电流方向跟磁场方向垂直，根据左手定则，其受到的磁场力的方向如上右图所示。
（3）同理，由于CD导线通以电流，在CD周围必产生磁场，根据安培定则，导线CD周围所产生的磁场如下左图所示：
（4）导线AB处于导线CD导线所产生的左侧磁场中，且电流方向跟磁场方向垂直，根据左手定则，其受到的磁场力的方向如上右图所示。
▲事实上，F与F’是一对作用力与反作用力，必大小相等、方向相反。
★根据上面的分析，我们可以得出这样的结论：两根互相平行的载流导线，电流方向相同时，互相吸引。
2、两根平行导线通以相反方向的电流
（和前面的步骤相同）
★结论：两根平行直导线，电流方向相反时，互相排斥。
注意：与“同性相斥，异性相吸”区别开来。
可以联想：“志同道合”“同流合污”“道不同不相为谋”
三、检测反馈
1、标出下图中通电导线所受磁场力的方向。
2、如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，由两条细线悬挂一根长为0.2m，质量为3g的金属导线AB，当金属导线中电流的大小和方向如何时，才能使悬线不受金属导线的拉力？

展开更多......

收起↑