1．進(jìn)一步熟練掌握安培力公式及方向的判斷。2．知道直流電動(dòng)機(jī)、電磁炮、磁電式電流表的基本構(gòu)造及工作原理。3．會(huì)用電流元法、特殊位置法、等效法、結(jié)論法、轉(zhuǎn)化法分析導(dǎo)體在安培力作用下的加速和平衡問(wèn)題。4．在了解直流電動(dòng)機(jī)、電磁炮、磁電式電流表的原理的過(guò)程中，學(xué)會(huì)合作，培養(yǎng)學(xué)科學(xué)愛(ài)科學(xué)的科學(xué)態(tài)度。
必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備
知識(shí)點(diǎn)一　直流電動(dòng)機(jī)1．定義：電動(dòng)機(jī)是利用______使通電線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____的重要裝置。2．分類(lèi)：電動(dòng)機(jī)有____電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。3．原理：如圖所示，當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，右邊線(xiàn)框受到的安培力方向____，左邊線(xiàn)框受到____的安培力，在安培力作用下線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
知識(shí)點(diǎn)二　電磁炮1．定義：利用____系統(tǒng)中的安培力發(fā)射彈丸的一種先進(jìn)的____殺傷性武器，也叫軌道炮。2．分類(lèi)：分為_(kāi)_________、電磁線(xiàn)圈炮和重接炮三類(lèi)。3．原理電流通過(guò)導(dǎo)軌A、B和彈丸，在導(dǎo)軌間形成______，彈丸受到______的作用在導(dǎo)軌上以很大的加速度加速運(yùn)動(dòng)并發(fā)射出去。
4．電磁炮的優(yōu)點(diǎn)(1)方便攜帶；(2)安全隱患??；(3)射擊精度高。知識(shí)點(diǎn)三　磁電式電流表1．構(gòu)造：在蹄形永磁體的兩個(gè)磁極上各加一個(gè)軟鐵制的____；中心固定一個(gè)圓柱形的______，在極靴和鐵芯間產(chǎn)生沿徑向均勻分布的輻向磁場(chǎng)，線(xiàn)圈繞在鐵芯上并連接在轉(zhuǎn)軸上，軸的上、下兩端各連有一盤(pán)游絲(螺旋彈簧)，指針固定在轉(zhuǎn)軸上。
2．原理：通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受到安培力而偏轉(zhuǎn)(如圖)。線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)的____越大，被測(cè)電流就____。3．優(yōu)缺點(diǎn)：(1)優(yōu)點(diǎn)：________；(2)缺點(diǎn)：易燒壞。
思考　電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？
[預(yù)習(xí)體驗(yàn)]1．思考辨析(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁通量最大。(　)(2)直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)改變輸入電壓很容易調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，交流電動(dòng)機(jī)不容易調(diào)速。(　)(3)電磁炮是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。(　)(4)電磁炮的基本原理與直流電動(dòng)機(jī)相同，即通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。(　)
(5)磁電式電流表內(nèi)的磁鐵和鐵芯之間是均勻輻向分布的磁場(chǎng)，使線(xiàn)圈平面始終與磁感線(xiàn)平行。(　)(6)磁電式電流表內(nèi)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向處處相同，大小不等。(　)
2．直流電動(dòng)機(jī)通電后，使線(xiàn)圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力是(　　)A．重力　　　　B．電場(chǎng)力C．磁場(chǎng)力 　D．摩擦力
C　[直流電動(dòng)機(jī)通電后，線(xiàn)圈中有電流通過(guò)，通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。]
關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成
當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)垂直放置在磁場(chǎng)中時(shí)，會(huì)受到安培力作用，如果放在磁場(chǎng)中的不是一段通電導(dǎo)線(xiàn)，而是一個(gè)通電的矩形線(xiàn)圈會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
提示：受到安培力而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
考點(diǎn)1　直流電動(dòng)機(jī)1．基本結(jié)構(gòu)如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)模型它由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。(1)定子：主要部分是磁極。(2)轉(zhuǎn)子：由電樞繞組(線(xiàn)圈)，換向器(兩個(gè)銅半環(huán))和轉(zhuǎn)軸組成。
2．工作原理直流電動(dòng)機(jī)是利用線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。它把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，給矩形線(xiàn)圈通電后，線(xiàn)圈便在安培力作用下繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。3．直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩大，容易調(diào)整，廣泛應(yīng)用在電車(chē)、電力機(jī)車(chē)、礦井提升機(jī)等起重設(shè)備中。
【典例1】　如圖所示，電動(dòng)機(jī)模型的矩形線(xiàn)圈長(zhǎng)邊的長(zhǎng)為5 cm，共20匝，通入1 A電流，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.5 T(當(dāng)作勻強(qiáng)磁場(chǎng)考慮)，線(xiàn)圈長(zhǎng)邊一側(cè)受到的最大安培力是多少？如果通入2 A的電流呢？
[解析]　通入1 A電流時(shí)，線(xiàn)圈長(zhǎng)邊一側(cè)受到的最大安培力F1＝nI1lB＝20×1×0.05×0.5 N＝0.5 N通入2 A電流時(shí)，受到的最大安培力F2＝nI2lB＝20×2×0.05×0.5 N＝1 N。
[答案]　0.5 N　1 N
[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．如圖所示是電動(dòng)機(jī)模型示意圖。處于磁場(chǎng)中的矩形通電金屬線(xiàn)框abcd可繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)。線(xiàn)框中的電流方向如圖所示。在圖示位置(線(xiàn)框所在的水平面剛好和磁場(chǎng)方向平行、且ab和cd邊與磁場(chǎng)方向垂直)，關(guān)于線(xiàn)框ab、bc、cd、da邊受到安培力的方向，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．a(chǎn)b邊受到安培力的方向向右　B．bc邊受到安培力的方向向下C．cd邊受到安培力的方向向上　D．da邊受到安培力的方向向左
C　[由題圖可知磁場(chǎng)方向水平向左，由左手定則可知，左邊cd受到的安培力豎直向上，右邊ab受到的安培力豎直向下，bc、da不受安培力，故選C。]
考點(diǎn)2　安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1．判斷安培力作用下通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向的思路(1)首先應(yīng)畫(huà)出通電導(dǎo)體(或通電線(xiàn)圈)所在位置的磁感線(xiàn)方向。(2)根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)體(或通電線(xiàn)圈)所受安培力的方向。(3)由通電導(dǎo)體(或通電線(xiàn)圈)的受力情況判斷通電導(dǎo)體(或通電線(xiàn)圈)的運(yùn)動(dòng)方向。
【典例2】　如圖所示，O為圓心，KN、LM是半徑分別為ON、OM的同心圓弧，在O處垂直紙面有一載流直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向垂直紙面向外，用一根導(dǎo)線(xiàn)圍成如圖KLMN所示的回路，當(dāng)回路中沿圖示方向通過(guò)電流時(shí)(電源未在圖中畫(huà)出)，此時(shí)回路(　　)A．將向左平動(dòng)B．將向右平動(dòng)C．將在紙面內(nèi)繞通過(guò)O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．KL邊將垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，MN邊垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)
D　[因?yàn)橥娭睂?dǎo)線(xiàn)的磁感線(xiàn)是以O(shè)為圓心的一組同心圓，磁感線(xiàn)與KN邊、LM邊平行，所以KN邊、LM邊均不受力。根據(jù)左手定則可得，KL邊受力垂直紙面向外，MN邊受力垂直紙面向里，故D正確。]
[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示電路中，三節(jié)干電池相同，當(dāng)開(kāi)關(guān)S分別置于A、B兩處時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)M′M與NN′之間的安培力的大小分別為FA、FB，可判斷這兩段導(dǎo)線(xiàn)(　　)????A．相互吸引，F(xiàn)A＞FBB．相互排斥，F(xiàn)A＞FBC．相互吸引，F(xiàn)A＜FB 　D．相互排斥，F(xiàn)A

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