第四節 磁場對通電導線的作用力
引導學生分析判斷p99第一題補充練習：判斷下圖中導線a所受磁場力的方向. 答案： （垂直于紙面向外）【演示】平行通電直導線之間的的相互作用（p97圖3。4—3）。引導學生區別安培定則和左手定則，并且用這兩個定則去解釋“平行通電導線之間的相互作用”這一演示實驗，解釋時應明白左邊的通電導線受到的安培力是右邊的通電導線所產生的磁場施加的，反之亦然。2、安培力的大小 通電導線（電流為i、導線長為l）和磁場（b）方向垂直時，通電導線所受的安培力的大小：f = bil（最大） 兩種特例：即f = ilb(i⊥b)和f = 0(i∥b)。一般情況：當磁感應強度b的方向與導線成θ角時，有f = ilbsinθ【注意】在推導公式時，要讓學生明確兩點：一是矢量的正交分解體現兩個分量與原來的矢量是等效替代的關系，二是從特殊到一般的歸納的思維方法。（具體推導見p97） 還應該注意的是：盡管公式f=ilb是從公式b=f/il變形而得的，但兩者的物理意義卻有不同。①公式b=f/il是根據放置于給定磁場中的給定點上的檢驗電流(電流元)受力情況，來確定這一位置的磁場的性質，它對任何磁場中的任何點都是適用的。②公式f=ilb則是在已知磁場性質的基礎上，確定在給定位置上給定的一小段通電直導線的受力情況，在中學階段，它只適用于勻強磁場。教師應該給學生指出：物理公式在作數學的等價變形時，其物理意義和適用范圍將會發生變化。這是應用數學知識解決物理問題時所要引起注意的問題，但卻往往被人們所忽視。 應該提醒學生注意安培力與庫侖力的區別。電荷在電場中某一點受到的庫侖力是一定的，方向與該點的電場方向要么相同，要么相反。而電流在磁場中某處受到的磁場力，與電流在磁場中放置的方向有關，電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于bil，一般情況下的安培力大于零，小于bil，方向與磁場方向垂直。 3、磁電式電流表（1）電流表的組成及磁場分布請同學們閱讀課文，讓學生先看清楚磁鐵、鋁框、線圈、螺旋彈簧、極靴、指針、鐵質圓柱等構件，了解它們之中哪些是固定的，哪些是可動的。然后回答.：電流表主要由哪幾部分組成的？數分鐘后，教師出示實物投影并課件演示---圖1 ［學生答］電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六部分組成. 電流表的組成：永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤.（最基本的是磁鐵和線圈）教師提示注意：a、鐵芯、線圈和指針是一個整體；b、蹄形磁鐵內置軟鐵是為了（和鐵芯一起）造就輻向磁場；c、觀察——鐵芯轉動時螺旋彈簧會形變。［實物投影課本圖2］［問題］電流表中磁場分布有何特點呢？［教師講解］電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的. ［問題］什么是均勻輻向分布呢？［教師進一步講解］所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.該磁場并非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應強度b的大小是相等的. （2）電流表的工作原理-------引導學生弄清楚以下幾點：（并請學生自己歸納p98）