2017-2018学年科教版选修3-1:第三章 第2节 磁场对通电导线的作用——安培力
2017-2018学年科教版选修3-1:第三章  第2节  磁场对通电导线的作用——安培力第2页

  图3­2­1

  (3)实验器材:铁架台,蹄形磁体(2个),线框,弹簧测力计,电流表,电源、滑动变阻器,开关,导线若干。

  (4)实验过程

  ①按如图3­2­1所示装置安装、连接实验器材,并使线框下端与磁场方向垂直。

  ②在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F0。

  ③接通电路,调节滑动变阻器使电流表读数为I1,记录弹簧测力计的读数F1。

  ④继续调节滑动变阻器使电流表读数为I2,I3,...,In,观察并记录弹簧测力计相应的读数F2,F3,...,Fn。

  ⑤分别计算出F1-F0,F2-F0,F3-F0,...,Fn-F0,并填入表格中。

Ii/A Fi-F0/N   ⑥列出Ii与Fi-F0(i=1,2,3,...,n)的对应关系。

  ⑦紧挨着蹄形磁体再并排放上一个相同的蹄形磁体(相同的极性在同一侧)。仍保持线框的竖直边在磁场区外,重复③~⑥过程。

  (5)实验结论

  ①当通电导线与磁场方向平行时,导线不受力。

  ②当通电导线与磁场方向垂直时,磁场对通电导线有力的作用,力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。精确实验表明:通电导线与磁场方向垂直时,磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比,比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。

  2.安培力的大小和方向

  (1)定义:磁场对通电导线的作用力。

  (2)公式:F=ILB。

  式中比例系数B称为磁感应强度,单位为特(T),下节将进一步介绍。

  (3)安培力方向的判定--左手定则

  内容:伸出左手,四指并拢,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向,如图3­2­2所示。