14.5 磁场对通电导线的作用力
导学目标
1.知道磁场对通电导线有作用力。 受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，并会用左手定则进行判断。
2.了解动圈式扬声器的原理。
重点：通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向的关系。
难点：用左手定则判断通电导线在磁场中的受力方向。
自主学习
1.通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟 和 有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向 ，如果这两者的方向同时改变，则力的方向 。
2.左手定则是判定 、 和 关系的定则。内容是
。
3. 动圈式扬声器，当线圈中有电流通过时（通电线圈处在磁场中），线圈就会 而运动，从而带动锥形纸盆往复运动，就发出了声音。原理是：
合作探究
磁场对通电导线的作用
1.观察课本156页实验：闭合开关，观察到通电的导体ab有什么现象？
结论:
2.在实验1的基础上，只将电源的两极对调一下，闭合开关 ，观察金属棒的运动方向。
可以得出结论 。
3.在实验2的基础上，只将磁场的两极对调一下，闭合开关，观察金属棒的运动方向。
可以得出结论： 。
总结归纳：通电导体在磁场中受力的方向与 的方向和
________________________的方向有关。
想一想：以上实验采用的方法是： 。
4.猜想：如果同时改变电流方向和磁场方向，通电导线在磁场中受力的方向会如何呢？
得出结论： 。
5.猜想：通电导线是否在任何情况下处于磁场中都会受到力的作用？
得出结论：当通电的直导线在磁场中与磁感线方向平行时，此时通电直导线 磁力的作用，在磁场中就不会运动。
二、左手定则
熟记安培定则并完成下面练习：
1.放在蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，若磁铁上端为S极，导体棒中通有自b到a的电流时，导体棒ab受到安培力的方向为 ( A )
A.水平向左 B.水平向右 C.向上 D.向下
2. 在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根直导线，通以自东向西方向的电流，则此导线受到地磁场的安培力作用方向为( )
A.竖直向下 B.竖直向上 C.由南向北 D.由东向西
三、动圈式扬声器
讨论交流：1.扬声器的工作原理是什么？2.扬声器发出声音的过程怎样？
当堂检测
1.放在磁场中的通电直导线 （ ）
A.一定受到磁场力的作用
B.不一定受到磁场力的作用
C.电流大小和磁场大小不确定，无法判断是否受力
D.不会受到磁场力的作用
2.电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛地应用在各种家用电器中。下列家用电器中应用了电动机的是( )
A．洗衣机 B．电饭锅 C．电热水壶 D．电热毯
3.家用电冰箱、电风扇、洗衣机等家用电器，其主要部件都是用电动机来工作的，那么电动机是根据下列哪种现象制成的( )
A．磁场对放入其中的磁体产生力的作用
B．电流的热效应
C．通电导体在磁场中受到力的作用
D．电流的磁效应
4.小红同学用一只小直流电动机制作了一台汽车模型，装上电池后小汽车就能在地上快速地奔跑。电动机是利用通电线圈在磁场中____________的原理工作的。小汽车行驶时，电流通过电动机做功，消耗了________能，转化为________能。如果要让小汽车倒着开，最简单的办法就是____________________________________。
5.如图甲所示，使线圈位于两磁极间。
(1)通电后，图甲中ab段导线中电流的方向是____________(选填“由a到b”或“由b到a”)。图甲中ab段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向。
(2)线圈转过如图乙所示位置，用________________ 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
6.如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab向 运动；
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab ；
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab 。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟 的方向和 的方向都有关系。
我的收获
14.5 磁场对通电导线的作用力
一、知识与技能
1.知道磁场对通电导线有作用力.受力的方向与电流方向和磁感线方向有关,并会用左手定则进行判断.
2.了解动圈式扬声器的原理.
二、过程与方法
经历探究的过程,提高实验观察能力、分析归纳能力.
三、情感态度与价值观
通过了解物理知识如何转化成为实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣.
【重点难点】
重点:通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向的关系.
难点:用左手定则判断通电导线在磁场中的受力方向.
【新课导入】
导入1:问题导入
师:磁体周围存在着磁场,磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的[如图(甲)(乙)所示].
除了磁体之外,还有什么周围存在磁场?
生:通电导线.
师:既然磁体周围和通电导线周围都存在磁场,那磁体和通电导线之间有相互作用吗[如图(丙)所示]?
本节课我们就来研究这些问题.
导入2:实验引入
用一节干电池,反复地与耳机的两个引出端接通和断开,会听到耳机发出声音吗?(老师一边提问一边演示)
导入:本节课的知识能帮我们解开这个疑问.
导入3:复习导入
复习提问:奥斯特实验的结论是什么?
(通电导体周围存在磁场,能使小磁针偏转,即电流对磁体有力的作用)
师:磁场对电流有没有力的作用呢?(启发学生逆向思维)
生甲:磁场对电流不一定有力的作用.
生乙:磁场对电流应该有力的作用,这样电动机才会转动.
师:哪位同学回答的正确?下面请同学们仔细观察老师的演示实验.
【课堂探究】
一、磁场对通电导线的作用
演示实验:按图组装实验装置.
问题1:闭合开关,观察到通电的导体ab有什么现象?出现此现象的原因是什么?
学生猜想,教师演示.
问题2:为了验证这个原因是否正确,我把磁体拿开,再闭合开关,观察到导体ab有什么现象?
学生猜想,教师演示.
学生观察思考,进行对比分析,得出结论:通电导线在磁场中要受到力的作用.
问题3:要想改变通电导线在磁场中的受力方向,可以采取什么措施?用到什么研究方法?
学生思考讨论得出:用控制变量的方法.保持电流的方向不变,改变磁感线的方向,或保持磁感线的方向不变,改变电流的方向.
教师演示.
学生观察思考得出结论:通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向跟电流的方向和磁感线的方向都有关系.
问题4:通电导线是否在任何情况下处于磁场中都会受到力的作用?
学生猜想,教师演示.
得出结论:当通电的直导线在磁场中与磁感线方向平行时,此时通电直导线不受磁场力的作用,在磁场中就不会运动.
二、左手定则
阅读教材“左手定则”,学会判断受力方向.
完成下面练习:
1.
放在蹄形磁铁两极之间的导体棒ab,若磁铁上端为S极,导体棒中通有自b到a的电流时,导体棒ab受到安培力的方向为( A )
A.水平向左 B.水平向右
C.向上 D.向下
2.在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根直导线,通以自东向西方向的电流,则此导线受到地磁场的安培力作用方向为( A )
A.竖直向下 B.竖直向上
C.由南向北 D.由东向西
3.158页,第3题
三、动圈式扬声器
阅读教材相关内容,回答下列问题:
1.扬声器由哪些部分组成?
2.扬声器的工作原理是什么?
3.扬声器怎样发出声音?
1.知识
2.方法:控制变量法
1.
借助如图所示的实验装置,晓明探究磁场对通电直导线的作用.闭合开关,原本静止的轻质硬直导线ab水平向右运动.要使ab水平向左运动,下列措施中可行的是( D )
A.将ab两端对调
B.将滑动变阻器的滑片向右移动
C.换用磁性更强的蹄形磁体
D.将蹄形磁体的N,S极对调
2.
在物理学中,用?表示电流的方向垂直于纸面向里,☉表示电流的方向垂直于纸面向外.如图所示,表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直,又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F,下列所示的四种情况中,通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( C )
3.
如图所示的实验装置是用来研究 磁场对通电导线的作用 (选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”)的.实验中把导线ab放在磁场里,接通电路,让电流通过导线ab,会观察到导线ab向 右 (选填“左”或“右”)运动;如果把电源正负极对调后接入电路,接通电路会观察到导线ab向 左 (选填“左”或“右”)运动;如果不对调电源正负极,但把蹄形磁体上下磁极调换一下,接通电路会观察到导线ab向 左 (选填“左”或“右”)运动;如果把电源正负极对调,同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下,接通电路则会观察到导线ab向 右 (选填“左”或“右”)运动.?
4.如图所示是电流表内部结构示意图,它的工作原理是利用通电导体在 磁场 中会受到力的作用,使指针发生偏转,此时如果改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向 会 (选填“会”或“不会”)发生改变.?
5.探究“通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关”时,小丽同学做了如下三组实验,如图所示,其中AB是通电导体的一部分,导体上的箭头表示电流方向,F表示导体受力的方向,N,S表示磁体的两极.
(1)通过实验(甲)和(乙)说明,通电导体在磁场中受力的方向与 电流 的方向有关.?
(2)通过实验(甲)和(丙)说明,通电导体在磁场中受力的方向与 磁感线 的方向有关.?
电流表的内部结构及原理
电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的.电流表内部有一永磁体,在磁极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,两弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针.当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切割磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转.由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小.这种电流表叫磁电式电流表,就是我们平时实验室里常用的那种.
