1.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力第一章安培力和洛倫茲力電和磁的實(shí)驗(yàn)中最明顯的現(xiàn)象是，處于彼此距離相當(dāng)遠(yuǎn)的物體之間的相互作用。因此，把這些現(xiàn)象化為科學(xué)形式的第一步就是，確定物體之間作用力的大小和方向。——Maxwell課堂引入電磁炮必修三介紹過，當(dāng)導(dǎo)體棒中有電流流過時(shí)，導(dǎo)體棒就會(huì)因受力而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。這個(gè)力的方向該如何判斷？它的大小除了與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)外，還與哪些因素有關(guān)？回憶必修三中，我們?nèi)绾味x磁感應(yīng)強(qiáng)度B？磁感應(yīng)強(qiáng)度=通電直導(dǎo)線受到磁場(chǎng)的作用力電流大小與長(zhǎng)度乘積前提條件：磁場(chǎng)垂直于電流安培在研究磁場(chǎng)與電流的相互作用方面作出了杰出的貢獻(xiàn)。為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱為安培力（Ampèreforce），把電流的單位定為安培（基本單位）實(shí)驗(yàn)：探究安培力的方向猜想：安培力方向可能與什么因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)：探究安培力的方向可以發(fā)現(xiàn)，安培力的方向與導(dǎo)線、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都垂直安培力的方向總是垂直于導(dǎo)線和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向所在的平面能否用一條簡(jiǎn)潔、便于記憶的規(guī)則概括上述情況？安培力方向的左手定則判定通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力方向的左手定則（left-handrule）①伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)②讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使四指指向電流的方向③這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向練習(xí)：左手定則判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向BIIBIB30°IB課后習(xí)題2：練習(xí)：左手定則課后習(xí)題1：已知電流與磁場(chǎng)垂直，判定磁場(chǎng)或電流的方向安培力的大小在必修三中我們學(xué)習(xí)過：垂直于磁場(chǎng)B放置、長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，所受的安培力F為？這根導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)B放置時(shí)所受的安培力為？如果這根導(dǎo)線與磁場(chǎng)既不垂直也不平行，所受安培力是多少？BθIBθI安培力的大小已知與電流垂直磁場(chǎng)、與電流平行磁場(chǎng)產(chǎn)生作用力規(guī)律將原磁場(chǎng)分解為與電流垂直、與電流平行磁場(chǎng)安培力的大小只有垂直分量產(chǎn)生作用力方向仍然垂直于B與I所決定的平面重新討論左手定則課后習(xí)題1（改編）：判定磁場(chǎng)或電流可能的方向？有什么啟發(fā)？安培力的動(dòng)力學(xué)問題：電磁炮質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻R的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且靜止于水平導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為μ。電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。現(xiàn)接通電源，發(fā)現(xiàn)金屬棒在t秒后從導(dǎo)軌射出，求射出速度v（不考慮切割磁感線造成的影響）磁電式電流表.鐵芯、線圈和指針是一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的整體磁電式電流表磁電式電流表最基本的組成部分是磁體和放在磁體之間的線圈線圈所受安培力方向？磁電式電流表線圈受到安培力力矩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧變形，以反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)電流越大，安培力就越大螺旋彈簧的形變也就越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度也越大，達(dá)到新的平衡從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小電流表的兩磁極裝有極靴，極靴使得圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向線圈無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行，線圈左右兩邊所在之處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都相等如果線圈電流反向，會(huì)發(fā)生什么？根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向是不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)？科學(xué)漫步《電學(xué)中的“牛頓”——安培》安培最有影響的科學(xué)工作是在電磁學(xué)領(lǐng)域。他在得知奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后，第二天就開始實(shí)驗(yàn)，并有了新的發(fā)現(xiàn)。安培把導(dǎo)線繞成圓筒狀，制成螺線管。盡管螺線管不是用鐵絲而是用銅線繞成的，但是接通電源以后卻能夠吸引小鐵釘。今天幾乎任何電子儀器都離不開線圈，可見安培這一發(fā)現(xiàn)的重要性。安培做了通電平行導(dǎo)線間相互作用的實(shí)驗(yàn)，證明通電導(dǎo)線間就像磁極和磁極之間一樣，也會(huì)發(fā)生相互作用。他用不同形狀的通電導(dǎo)線進(jìn)行了許多精巧的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推演，得出了關(guān)于兩條通電導(dǎo)線之間相互作用力的大小和方向的公式。通電直導(dǎo)線的相互作用定性說明兩根同向電流間相互作用力方向兩根反向電流間相互作用力方向結(jié)論：同向相吸，反向相斥安培通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了安培定則（右手螺旋），還提出了分子電流假說，被后人證實(shí)。安培對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn)不僅是多方面的，而且是奠基性的，麥克斯韋把安培稱作“電學(xué)中的牛頓”。安培之所以能夠取得重大的研究成就，是與他的數(shù)學(xué)修養(yǎng)分不開的。近代科學(xué)的重要特點(diǎn)之一是定量分析。數(shù)學(xué)是科學(xué)的語言。系統(tǒng)地應(yīng)用數(shù)學(xué)來研究物理學(xué)，是19世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的重要特點(diǎn)之一，這為有數(shù)學(xué)才能的物理學(xué)家創(chuàng)造了用武之地。今天，數(shù)學(xué)在科學(xué)研究中的作用更為重要?？茖W(xué)漫步《電學(xué)中的“牛頓”——安培》安培十分重視學(xué)術(shù)交流。他能敏感地從他人的工作中提出前瞻性的課題，抓住機(jī)遇迅速進(jìn)入新的研究領(lǐng)域。安培完美的邏輯推理、巧妙的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和精美的數(shù)學(xué)表達(dá)，令后人贊嘆不已。今天，在各種電器的銘牌上常?？梢钥吹桨才嗝值牡谝粋€(gè)字母A，那是人們用電流的單位來紀(jì)念安培科學(xué)漫步《電學(xué)中的“牛頓”——安培》P.S.（課本p2注釋）真空中相距1m的兩根無限長(zhǎng)且圓截面可忽略的平行直導(dǎo)線內(nèi)通過等量恒定電流，當(dāng)兩導(dǎo)線之間產(chǎn)生的力在每米長(zhǎng)度上等于2×10-7N時(shí)，每根導(dǎo)線中通過的電流規(guī)定為1A2019年5月20日世界計(jì)量日起正式生效的新定義：1安培定義為“1s內(nèi)（1/1.602176634）×10^19個(gè)電子移動(dòng)所產(chǎn)生的電流強(qiáng)度”（課后練習(xí)3）電流天平可以用來測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到