老师
同学们好,我是北京市第四中学的李德胜老师。奥斯特发现电流周围存在磁场,能使磁针发生偏转,开启了研究电与磁联系的序幕。很快人们就在实验中发现,通电导线在磁场中会受到力的作用。同学们想想生活中哪些地方存在这种力,对电流表、电风扇、电动机中都有这种作用力。今天我们一起来学习磁场对通电导线的作用力。
老师
第一课时,同学们请看这两张图片,一个是复星号高铁,一个是比亚迪集团生产的电动汽车送。现在我们国家高铁技术处于领先水平,高铁总里程世界第一,发展最快,电动汽车技术也有了长足的发展。这两种交通工具,它们的共同点是什么?对,都是利用电能,利用电动机把电能转化为机械能。电动机的主要原理就是通电导线在磁场中受到力的作用。必修中我们已经初步了解了磁场对通电导线的作用力,下面我们一起来进一步的研究这种作用力。同学们请看实验,闭合开关。
老师
好,我们再看一遍。实验表明,通电的导线在磁场中可以运动起来,表明它受到了力的作用。我们从这个现象入手,定义了磁感应强度。b。通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力,是为了纪念安培而命名的。电流强度的单位是安培,也是为了纪念安培。由于安培在电学中所作出的突出贡献,麦克斯韦把安培誉为电学中的牛顿,这就是安培,那么这个力的方向如何判断?这个力的大小又跟哪些因素有关?首先我们来研究一下安培力的方向。
老师
安培力的方向跟哪些因素有关?在电场中,正电核所受的电场力方向就是电场强度的方向。那么在磁场中,通电导线的受力方向是不是磁感应强度的方向?在前面的学习中,我们知道通电导线在磁场中所受到的安培力 f 的方向与电流强度i、磁感应强度 b 的方向都有关。我们利用如图所示的装置来进行探究。好,我们来一起看实验。闭合开关,导体棒在安培力的作用下动了起来,我们再看一次,请同学们观察磁感应强度的方向,受力方向和电流的方向。实验中我们观察到通电导线的受力方向既不是电流方向,也不是磁场方向,甚至都不在他们的平面内。安培力的方向和磁场方向、电流方向到底是什么关系?我们把这 3 个方向都把它画出来,显然已经不能在同一个平面内画出这三个方向了。我们把它们在三维的空间中表示出来。我们发现安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,即安培力的方向垂直于磁感线和通电导线所在的平面。下面。我们把立体图改化成平面图,像磁感应强度一样,我们用一个圈儿中间画一个点儿,代表电流查看隐藏内容