高中定量 · 初中直观拓展 · 电磁学 · 安培力

电流不变,转一下导线会怎样?

均匀磁场,直导线有效长度0.2 m;仅计算磁场内部分,箭头示意力方向。把导线从平行转到垂直磁场。

问题的来处1820年后 · 安培与电流的磁作用

通电导线受力:问题从哪里来?

奥斯特发现通电导线能使磁针偏转后,安培迅速研究电流之间的力。电不再只是“电荷的运动”,它还可以驱动机械。

读一段背景,带着问题动手

奥斯特发现通电导线能使磁针偏转后,安培迅速研究电流之间的力。电不再只是“电荷的运动”,它还可以驱动机械。

电动机把这一作用变成持续转动。本页只取均匀磁场中的一段导线,转动导线核对受力大小及入纸面、出纸面的方向。

现在,换你来试把导线从平行转到垂直磁场。 固定其他条件,亲手将电流与磁场夹角分别设为0和90°,各核验一次;磁力为0,是否一定说明没有电流?

通电导线受力

P23 / 电磁学
今天的问题

磁力为0,是否一定说明没有电流?

独立探索要做什么?

把导线从平行转到垂直磁场。 固定其他条件,亲手将电流与磁场夹角分别设为0和90°,各核验一次;磁力为0,是否一定说明没有电流?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从180到0 °逐步改变电流与磁场夹角;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
B向右 · 正电流沿青杆向上 · 正读数力进入图面⊗ F
蓝线:磁场方向青杆:导线金球:受力参考点
看这里 · 带符号磁力0.1 N

磁力0.100 N;正值表示进入图面,负值表示离开图面(Iℓ×B);三维金球偏移仅放大示意。

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

带符号磁力
0.1 N

磁力0.100 N;正值表示进入图面,负值表示离开图面(Iℓ×B);三维金球偏移仅放大示意。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

保持导线位置,反转电流会怎样?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

F=BIL sinθ;方向由Iℓ×B确定,θ为导线与磁场夹角。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

磁力为0,是否一定说明没有电流?

换个条件,再试一次

保持导线位置,反转电流会怎样?

看哪里?

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识电磁学 · 安培力涉及的量与单位:电流与磁场夹角(°)、电流(A)、磁感应强度(T)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:把导线从平行转到垂直磁场。

再做定量:保持其他条件,比较电流与磁场夹角与带符号磁力(N),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

F=BIL sinθ;方向由Iℓ×B确定,θ为导线与磁场夹角。

对照核验提示:平行:电流与磁场夹角 0 °;垂直:只改变电流与磁场夹角 90 °。按这些题设自己操作并比较带符号磁力,不把参考情景当个人完成。

适用范围:磁力0.100 N;正值表示进入图面,负值表示离开图面(Iℓ×B);三维金球偏移仅放大示意。

OpenStax · Magnetic Force on a Current-Carrying Conductor(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。