第三節(jié) 探究安培力
[學科素養(yǎng)與目標要求]
物理觀念:1.知道左手定則,會運用左手定則判斷安培力的方向.2.知道磁感應強度的定義、定義式、單位及矢量性.3.掌握安培力的表達式.4.知道磁通量的概念和公式.
科學思維:1.會用F=BIL分析和計算B與I垂直情況下的安培力.2.體會控制變量法在研究F與I、L關系中的應用.
一、安培力的方向
1.安培力:磁場對電流的作用力.
2.左手定則:如圖1所示,伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個平面內,把手放入磁場中讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向.
圖1
二、安培力的大小 磁感應強度
1.磁感應強度:
(1)定義:當通電導線與磁場方向垂直時,通電導線所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積的比值.
(2)表達式:B=.
(3)單位:特斯拉,符號是T.1T=1_N/(A·m).
(4)物理意義:反映磁場的強弱和方向.
2.安培力公式:
當通電導線與磁場方向垂直時F=BIL.
3.勻強磁場
(1)定義:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應強度的大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場.
(2)產生:距離很近的兩個異名磁極之間;通電螺線管內中間部分.
三、磁通量
1.定義:勻強磁場中磁感應強度B和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積,即Φ=BS.
2.拓展:磁場B與研究的平面不垂直時,這個面在垂直于磁場B方向的投影面積S′與B的乘積表示磁通量.
3.單位:國際單位制中單位是韋伯,簡稱韋,符號是Wb,1Wb=1_T·m2.
4.引申:B=,表示磁感應強度在數值上等于穿過垂直磁感應強度的單位面積的磁通量,因此磁感應強度B又叫磁通密度.
1.判斷下列說法的正誤.
(1)通電導線所受安培力的方向與磁場的方向相同.(×)
(2)通電導線所受安培力的方向與磁場的方向垂直.(√)
(3)通電導線所受安培力的方向與直線電流的方向垂直.(√)
(4)通電的導線在磁場中一定受安培力.(×)
(5)對處于勻強磁場中的某段導線而言,所通電流越大,所受安培力越大.(×)
(6)穿過某一面積的磁通量為零,該處磁感應強度一定為零.(×)
(7)穿過某一平面的磁感線條數越多,穿過該面的磁通量越大.(√)