1. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)安培力在生活、生產(chǎn)和科研中的廣泛應(yīng)用；2. 經(jīng)歷學(xué)習(xí)電流天平、磁電式電表及直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的過(guò)程，探索這些科技產(chǎn)品背后的物理規(guī)律；3. 通過(guò)對(duì)安培力應(yīng)用案例的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)尊重科學(xué)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，體會(huì)科學(xué)理論催化技術(shù)發(fā)明的作用。
問(wèn)題1：線圈所受安培力的方向是怎樣的？大小怎樣表示？
問(wèn)題2：根據(jù)共點(diǎn)力平衡知識(shí)，天平平衡時(shí)，應(yīng)滿足什么樣的關(guān)系？
主要部件：蹄形磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧等
磁場(chǎng)特點(diǎn)：蹄形磁鐵與鐵芯間的磁場(chǎng)可看做是均勻輻射分布的，無(wú)論通電線圈轉(zhuǎn)到什么位置，線圈的平面總與磁場(chǎng)方向平行。
【思考問(wèn)題】 （1）線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的？
（2）線圈為什么不能一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去？
（3）為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說(shuō)明被測(cè)電流的強(qiáng)弱？
電流通過(guò)線圈時(shí)，線圈左右兩邊受到的安培力的方向相反
磁場(chǎng)力矩與游絲的反作用力矩相等時(shí)，電表指針漸漸停下來(lái)
電流越大，安培力越大，螺旋彈簧的形變也就越大。
（4）能否通過(guò)電表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷通過(guò)電表電流的方向？
電流方向改變，安培力的方向隨之改變，電表指針偏轉(zhuǎn)的方向也隨之改變。
（5）磁電式電流電流刻度為什么是均勻的？
電流強(qiáng)度與指針偏轉(zhuǎn)角度成正比
（6）磁電式電表的優(yōu)點(diǎn)有哪些？
（7）磁電式電表的缺點(diǎn)有哪些？
（8）使用磁電式電表來(lái)測(cè)量較大的電流時(shí)，應(yīng)當(dāng)怎樣做？
思考：試根據(jù)磁電式電表的設(shè)計(jì)原理，簡(jiǎn)要列舉提高磁電式電表靈敏度的辦法，并說(shuō)明相應(yīng)的理由。
方法一：增加線圈匝數(shù)
方法二：增強(qiáng)電流計(jì)中永久磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度
方法三：換用彈性較小的游絲
生活中裝配了直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)備
原理：利用安培力使通電線圈轉(zhuǎn)動(dòng)
能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能
【討論與交流】如圖所示是直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
主要部件：蹄形磁鐵、線圈、電刷和換向器
（1）當(dāng)線圈位于如圖所示的四種狀態(tài)時(shí)，所受安培力的情況如何？
（2）直流電動(dòng)機(jī)的線圈是如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)不停地朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的？
換向器的作用：改變線圈中電流流入的方向，保證線圈沿同一方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
（3）直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是什么？
電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)器
使用直流電的電動(dòng)機(jī)叫做直流電動(dòng)機(jī)
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用是電動(dòng)機(jī)的基本原理
直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可由電流大小來(lái)控制；轉(zhuǎn)動(dòng)方向可由電流方向和磁極的位置來(lái)控制。
掌握電流天平、磁電式電表、直流電動(dòng)機(jī)等的工作原理及其應(yīng)用。
甲 乙
例 1圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布。如圖乙所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈中通以電流I，線圈中的某一條導(dǎo)線a電流方向垂直紙面向外，導(dǎo)線b電流方向垂直紙面向里，a、b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則當(dāng)線圈處在圖乙所示位置時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢.該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.該線圈的磁通量為BL2C.導(dǎo)線a受到的安培力方向向下D.導(dǎo)線b受到的安培力大小為BIL
解析：A錯(cuò)：該磁場(chǎng)是均勻輻向分布的，不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。B錯(cuò)：線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，磁通量為0。C錯(cuò)，D對(duì)：在圖乙所示位置，導(dǎo)線a、b受到的安培力方向分別為向上、向下，大小均為ILB，線圈將沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
例2 如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂下面掛一個(gè)矩形線圈,寬為l,共N匝,線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面。當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖所示),在天平兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼時(shí),天平平衡;當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平又重新平衡。由此可知(　　)
解析:因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí),右邊再加砝碼才能重新平衡,所以電流反向時(shí)安培力豎直向上,由左手定則判斷磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。電流反向前,有m1g=m2g+m3g+NBIl,其中m3為線圈質(zhì)量。電流反向后,有m1g=m2g+m3g+mg-NBIl。兩式聯(lián)立可得B= 。

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第二節(jié) 安培力的應(yīng)用

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