2020学年高中物理 4 通电导线在磁场中受到的力

2020学年高中物理 4 通电导线在磁场中受到的力

‎4　通电导线在磁场中受到的力 ‎ 教学建议 左手定则涉及三个物理量的方向,三维图形立体感强,具有直观、形象、逼真等特点,而学生的空间想象力还不强,教学中要重视对三维图形的识读训练。但三维图形在表达方向、夹角、力的图示等方面不如二维图形表达得清楚、准确,因此,训练如何恰当地用侧视图、俯视图和剖面图等表达,显得很有必要。为了掌握左手定则,可以适当补充课内、外练习。‎ 按照从特殊到一般的思路研究安培力的大小:从第2节的实验(或B的定义式),很容易得到电流与磁场方向垂直时F=ILB,电流与磁场方向平行时F=0,再根据矢量分解的等效替代关系推导公式F=ILBsin θ(推导时可以借鉴电场的叠加和静电力的合成)。‎ 可以让学生对比安培力和库仑力。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的,方向与该点的电场方向要么相同,要么相反。而电流在磁场中某处受到的磁场力,大小与电流在磁场中放置的方向有关(电流方向与磁场方向平行时,安培力等于0;电流方向与磁场方向垂直时,安培力最大,等于BIL),方向与磁场方向垂直。‎ 对于磁电式仪表,教学中应该从观察实物入手,让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件,了解它们之中哪些是固定的,哪些是可动的。‎ 参考资料 电学中的牛顿——安培 安培最有影响的科学工作是在电磁学领域。他在得知奥斯特的实验后,第二天就开始实验,并有了新的发现。安培把导线绕成 圆筒状,制成螺线管。尽管螺线管不是用铁而是用铜线绕成的,但是,接通电源以后却能够吸引小铁钉。今天几乎任何电子仪器都离不开线圈,可见安培这一发现的重要性。‎ 安培做了通电平行导线间相互作用的实验,证明通电导线之间就像磁极和磁极之间一样,也会发生相互作用。他用不同形状的通电导体进行了许多精巧的实验,结合严密的数学推算,得出了关于电流之间相互作用力的大小和方向的安培公式。‎ 安培对电学的贡献是多方面的,而且是奠基性的,麦克斯韦把安培称作“电学中的牛顿”。安培之所以能够取得重大的研究成就,是与他的数学修养分不开的。近代科学的重要特点之一是定量分析。数学是科学的语言,系统地引用数学来研究物理学,是19世纪物理学发展的重要特点之一,这为有数学才能的物理学家创造了用武之地。今天,数学在科学研究中的作用更为重要。另一方面,安培十分重视学术交流,他能敏感地从他人的工作中提出前沿性的课题,抓住机遇迅速进入新的研究领域。‎ 今天,在各种电器的标牌上常常可以看到安培名字的第一个字母A,那是人们用电流的单位来纪念安培。‎