师：同学们，电动小汽车是生活中常见的玩具，它为什么会运动起来呢？大家看，它的开关是闭合的，还连着电池。我们把小汽车拆开看看内部情况。原来电动小汽车是靠两个电动机实现前进、后退和转向的。那怎样使小电动机转动起来呢？我们发现，对电动机通电，它就转动；断电，它就停止转动。为什么电动机通电就能转动呢？我们从其内部结构分析一下，把小电动机拆开，会发现里面有线圈和磁体。大家想一想小电动机为什么会转动？我们回顾一下，奥斯特实验告诉我们，通电导体周围存在磁场。如果电动机内的线圈通了电，线圈周围也存在磁场，那么通电线圈周围的磁场与磁体周围的磁场之间是否会发生力的作用呢？

　　我们化繁为简，把线圈先简化成一根直导线，用实验验证一下这种力的作用是否会发生。首先来组装器材：电源、开关、金属轨道，金属轨道上放一根轻质的铝棒，还有 U 型磁体、滑动变阻器。此时如果电流从电源正极流出，经开关通过金属轨道，铝棒中电流的方向将由北向南。我们闭合开关观察一下，会看到什么现象呢？

　　生：看到通电的铝棒向右运动。

　　师：是什么改变了铝棒的运动状态，让它从静止到运动？此时铝棒一定是受到了一个向右的力，使它向右运动。通过实验，我们知道通电导体在磁场中将受力运动。如果改变直导线中的电流方向，铝棒的运动情况会发生变化吗？大家仔细观察以下实验。

　　（老师操作交换电源正负极上导线的位置）

　　师：大家看，通电的铝棒将水平向左运动，与上一次实验中导体运动的方向正好相反。由实验可以发现，通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。改变电流方向，导体的运动方向将随之改变。那还有什么办法可以改变通电导体在磁场中的受力方向呢？

　　生：可以试着改变一下磁场方向。

　　师：对，接下来我们通过实验验证一下。

　　（老师操作改变磁场方向）

　　师：大家观察到了什么？

　　生：改变磁场方向导体的运动方向也发生了变化，从上一次实验水平向左运动变化为水平向右运动了。

　　师：我们把三次实验的情况用三幅图列出来，这三次实验分别对应 A、B、C 三幅图。我们发现磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。这些实验现象早在 19 世纪初，法国的物理学家安培已经观察到了，并且他通过大量的实验也验证了上述现象。细心的同学，请再仔细观察这三幅图，有什么新发现呢？首先观察第一幅图，在第一幅图中，磁场方向是从 N 极指向 S 极，沿竖直方向向下；电流的方向，沿着导体的方向由北向南，在水平方向上；导体受到的力的方向水平向右。大家有没有发现，磁感线的方向和电流的方向是垂直的，直导线的方向和导体受力的方向也是垂直的，导体中电流的方向与导体运动的方向也垂直。这三个方向，电流方向、磁场方向、导体的受力方向是两两垂直的关系。

　　接下来同学们对比一下 A 图和 C 图，这两幅图有什么不同的地方，又有什么相同的地方？

　　生：A、C 两幅图导体的受力方向是相同的，但磁场的方向和电流的方向对比而言都发生了改变。

　　师：非常好，因此我们可以发现，如果同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向不变。在这里我要对书上 16 - 26 这幅图做一下说明。大家可以发现课本上的这幅图与我们的实验电路图是不一样的。我们也可以按照书本上的图，将铝棒悬挂在磁场中通电。此时电流就可以从正接线柱流进，从负接线柱流出。我们来看一下实验现象。

　　（老师按书本图示操作实验）

　　师：同学们，是不是也能观察到通电的直导线在磁场中受力运动了起来？但是这个实验断电后，导体会由于惯性往回运动，不会停在开始静止的位置。改用金属轨道进行实验，现象更为明确一些。书本上的装置虽然与本节课的实验装置不完全相同，但也只是将导体从金属轨道上改为悬挂在那里，实际上实验得出的结论都是相同的。接下来我们通过例题巩固一下本节课所学的知识。