探究安培力（选修3－1第三章第3节）第一课时

【学前准备】

1．（1）说明下列匀强磁场的方向（注意磁感应强度B的方向表示磁场方向）

磁场B的方向：

磁场B方向：

B

磁场B方向：

（2）说明下列电流的方向

电流I方向：

电流I方向：

I

电流I方向：

（3）如下图，磁场方向＿＿＿＿，电流方向＿＿＿＿，在平面示意图中标出磁场和电流的方向。

一、安培力及其方向

1、安培力定义：              对             的作用力称为安培力。

2、实验表明：安培力的方向与＿＿＿＿＿＿方向和＿＿＿＿＿＿方向有关。

可以采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿法来进行研究。

左手定则：伸开＿＿手，使大拇指与其余四指＿＿，并且都跟手掌在＿＿＿＿＿＿，把手放入磁场中让磁感线＿＿＿＿＿＿＿＿，并使伸开的四指指向＿＿＿＿＿＿＿＿，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

可以用下面的口诀进行记忆：“磁场 — 掌心进，四指 — 电流，拇指 — 力。”

练习1：根据下图，在平面示意图中标出磁场和电流的方向，并指出它所受到的安培力的方向。

二、安培力的大小

1、安培力产生的条件：当导线方向与磁场方向＿＿＿＿＿时，导线所受到的安培力最大；当导线方向与磁场方向＿＿＿＿＿时，导线所受到的安培力等于零；当导线方向与磁场方向＿＿＿＿＿时，导线所受到的安培力介于＿＿＿＿＿和＿＿＿＿之间。

2、影响安培力大小的因素

安培力的大小跟            、           、            、             有关。

（1）在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向垂直时，F=      

（2）在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向平行时，F=      

N

I

S

练习2.(多选)下图为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是(      )

练习3.（多选）一根长为0.2m的通以2A电流的导线，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. 0.4N       B. 0.3N     C. 0.2N      D. 0

练习4.（多选）如图25所示，金属棒MN放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，与金属导轨组成闭合回路，当回路通有电流（电流方向如图中所示）时，关于金属棒受到安培力F的方向和大小，下列说法中正确的有（    ）

A．F方向向右              B．F方向向左  

C．增大电流强度，F增大    D．增大磁感应强度，F减少

练习5.（多选）根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置—电磁炮，它的基本原理如图所示。把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个截流导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去，则 (    )

M

N

B

     A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流

     B．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流

     C．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度   

     D．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向也随之反向。

【自我测试】

1.请判断下列情况下通电导线受到的安培力

B

I

B

I

B

I

B

I

           ①                     ②                       ③                     ④  

2.(单选)―通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图所示．通电导线所受安培力的方向是（          ）

A．水平向左           B．水平向右

C．竖直向上           D．竖直向下 

3．(单选)在图中分别标出磁场中通电导线的电流方向,磁场方向和导线所受磁场力的方向,其中不正确的是(    )

4. (单选)如图4所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是（     ）                                                              

A．向上      B．向下          C．垂直纸面向里    D．垂直纸面向外

5.在图3中，PQ、MN为光滑的金属导轨，竖直放置，间距为L. 金属棒ab的质量为m，电阻为R，水平放置并与金属导轨保持良好的接触。导轨上端P、M间接有电动势为E、内电阻为r的电源，导轨电阻不计。在导轨所在空间加有垂直于导轨平面的匀强磁场。为使金属棒ab保持静止不动，求所加磁场的磁感应强度。