第2节磁场对通电导线的作用---安培力
一、教学目标
1、知识与技能
知道什么是安培力；知道安培力与哪些因素有关；掌握安培力的计算公式，会计算匀强磁场中安培力的大小；会用左手定则判断安培力的方向。
2、过程与方法
用控制变量法探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程。认识科学探究的意义。
3、情感态度与价值观
培养学生的观察能力、分析综合能力；认识安培力的应用给我们的生活带来的影响；通过分组探究安培力的大小与哪些因素有关，培养团结协作的团队精神。
二、教学重难点
1、重点：使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定；使学生熟练的利用三维视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。
2、难点：掌握匀强磁场中安培力的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的安培力的方向。
三、教学方法
实验探究；师生讨论；生生讨论；讲授法。
四、教学用具
马蹄形磁铁；铜棒；导线；干电池；铁架台；开关；PPT课件；FLASH动画等。
五、教学过程
步骤教师行为学生行为设计意图
课堂准备1、准备课件
2、教学仪器：
干电池2节、滑动变阻器、开
关、导线若干、蹄形磁铁、铝
箔、铁架台、导体棒
提前预习
为了让学生更好地
掌握新课知识。达
到深刻理解磁场对
通电导线的作用力
新课引入师：[设疑]前面学习了电场和
磁场，电和磁之间是否存在着
某种内在联系？
[flash演示]奥斯特实验
[提问]
小磁针的偏转说明了什么？
观看并思考问题激发学生学习本堂
课知识的热情。
新课引入 [分析与讨论]
小磁针在磁场中受磁场力的
作用才会发生偏转，实验结果
说明，不仅磁铁能产生磁场，
电流也能产生磁场。通电导线
通过周围产生的磁场对磁体
有力的作用（电流→磁场→磁
体）。那根据牛顿第三定律可
知，磁体通过周围的磁场对通
电导线也应该有力的作用（磁
体→磁场→电流？）。下面我
们就用一个迷你小实验来探
究一下磁场对通电导线是否
也有力的作用呢？
[板书]
学生回答：不仅磁铁能产生
磁场，电流也能产生磁场。
引导学生进入新课
学习
新课教学一、探究磁场对电流的作用
1、安培力
新课教学当通电导线附近有磁体时，通
电导线会受到力的作用。物理
学上把磁场对电流的作用力
称为安培力。
2、方向的判断——左手定则
[提出问题]
从前面的实验中发现，当通电
导线的电流方向改变或磁体
的磁极位置交换时，通电导线
的受力方向也会发生改变。说
明安培力的方向与电流方向
和磁场方向有关。怎样具体确
定安培力的方向？
物理学家安培通过长期的实
验总结出通电直导线所受安
培力方向的判定方法——左
手定则
[Flash演示]
并示范讲授左手定则的内容：
伸开左手，让拇指与其余四个
手指垂直，并与手掌在同一平
面内，让磁感线垂直穿过手
心，四指指向电流方向，那么，
拇指所指方向即为通电导线
在磁场中的受力方向。
强调：左手定则是用来判断F
方向与电流和磁场方向之间
的关系。
观察flash并模仿学习左手
定则通过Flasn演示让学
生更加容易更加深
刻的认识和掌握左
手定则，并得到很
好的应用
新课教学应用：用左手定则解释迷你实
验室进一步巩固安培力方向
判断的方法
[过渡]
安培力是个矢量，之前我们已
经研究了它的方向，那么它的
大小到底会与哪些因素有哪
些？
3、大小的探究——控制变量
法
[提出问题]
请同学们在上述实验的基础
上提出猜想，安培力的大小可
能与哪些因素有关？
[猜想与假设]
引导学生在上述实验的基础
上提出猜想，安培力可能与通
电导线的长度（通电导线在磁
场中的长度）、电压（电流）
以及磁场（磁感应强度）等因
素有关。（导线材料？横截面
积？）
[总结]
基于有些因素前任已经排出
了其可能性，今天我们就研究
一下安培力与电流大小I、磁
场中导线长度L及磁感应强度
B的关系。
(引导学生进行讨论交流设计
实验)
[研究方法]
从上面的分析可知，影响安培
力的因素很多，如果将它们混
在一起考虑，无法知道每个因
素是怎样影响安培力的。因
此，实验中通常只让某个因素
(变量)变化，不让其他因素变
化(控制变量)，这样便知道这
个因素是如何影响安培力的
了。这就是物理学中一种重要
的思想方法——控制变量法。
（类似于探究牛顿第二定律a
与F、m的关系
2、应用左手定则判断迷你实
验室的实验现象的原因
根据实验事实进行猜想
提出猜想的可能性并进行分
析
学生进行讨论交流设计探究
实验，并懂得与之前学过的
探究牛顿第二定律a与F和m
的关系进行类比
通过探究实验掌握
探究实验的方法
通过猜想假设，讨
论交流提高学生思
考问题的能力。
新课教学）
[设计实验]
（1）研究F与I的关系：
控制B、L不变
如何改变I？通过调整滑动
变阻器的滑片位置改变电流
的大小（一种短路，一种较大
电阻）
如何通过现象判断F与I的
关系？观察通电导线摆动后
悬线与竖直方向的夹角（安培
力越大，摆动角度越大）
[实验方案]
①将导体棒用细铜丝悬挂起
来，细铜丝与电源相连，导体
棒置于蹄形磁铁中，并与磁感
线垂直。（蹄形磁铁中间的磁
场可以近似认为是匀强磁场）
②在磁感应强度和通电导线
在磁场中的长度不变的情况
下，合上开关，移动滑片位置
改变电流的大小，探究电流的
大小对安培力的影响。观察其
现象。
[由学生分析现象]
当增大流过通电导线的电流
时，通电导线摆动后悬线与竖
直方向的夹角变大。（由力的
平衡条件可得，F越大，夹角
越大）→（定性研究得出）I
越大，F越大；I越小，F越小
→（经物理学家的进一步定量
研究得出）F与I成正比。
（2）研究F与L的关系：
控制B、I不变（使滑动变阻
器处于被短路状态）
如何改变L？通过并列放置2
块磁感应强度磁铁改变磁场
中导体的长度。
如何放置2块磁铁？（注意：
磁铁的并列放置，N与N同向；
如果N与S同向，则2个磁场
相互抵消）
如何通过现象判断F与L的
关系？观察通电导线摆动后
悬线与竖直方向的夹角
。
讨论交流设计的实验方案
通过回答教师提问进一步帮
助完善实验的设计方案
通过调整滑动变阻器的滑片
位置改变电流的大小
观察通电导线摆动后悬线与
竖直方向的夹角（安培力越
大，摆动角度越大）
根据实验方案进行实验并分
析实验现象。
当增大流过通电导线的电流
时，通电导线摆动后悬线与
竖直方向的夹角变大。
通过回答教师提问进一步帮
助完善实验的设计方案
磁铁的并列放置，N与N同向
通过师生问答进一
步改善实验方案
通过动手实验提高
学生动手能力
5个学生一起探究
实验,培养学生的团
队精神.
新课教学 [实验方案]
①将导体棒用细铜丝悬挂起
来，细铜丝与电源相连，导体
棒置于蹄形磁铁中，并与磁感
线垂直。
②在磁感应强度与电流的大
小情况下，改变通电导线在磁
场中的长度，合上开关，探究
通电导线在磁场中的长度对
安培力的影响。观察其现象。
[由学生分析现象]
当增大通电导线在磁场
中的长度时，通电导线摆动后
悬线与竖直方向的夹角变大。
→（定性研究得出）L越长，F
越大；L越短，F越小→（经
定量研究得出）F与L成正比。
（3）研究F与B的关系：
控制I、L不变（由于时间
关系进行演示，使滑动变阻器
处于被短路状态）
如何改变B？通过换用1块
宽度一样磁性更强的磁铁，改
变磁场的磁感应强度。（用两
块小的蹄型磁铁的等效宽度
和磁性强的磁铁宽度一样）
如何通过现象判断F与B的
关系？观察通电导线摆动后
悬线与竖直方向的夹角
[实验方案]
①将导体棒用细铜丝悬挂起
来，细铜丝与电源相连，导体
棒置于蹄形磁铁中，并与磁感
线垂直。
②在电流和通电导线在磁场
中的长度不变的情况下不变
的情况下，通过换用磁感应强
度不同的磁铁，改变磁场的磁
感应强度的大小，探究磁感应
强度的大小对安培力的影响。
观察其现象。
[教师分析现象]
当增大磁感应强度时，通电
导线摆动后悬线与竖直方向
的夹角变大。→（定性研究得
出）B越大，F越大；B越小，
F越小→（进一步定量研究得
出）F与B成正比。
观察通电导线摆动后悬线与
竖直方向的夹角
2、根据实验方案进行实验并
分析实验现象。
当增大通电导线在磁场中的
长度时，通电导线摆动后悬
线与竖直方向的夹角变大。
通过回答教师提问进一步帮
助完善实验的设计方案
4、通过换用1块宽度一样磁
性更强的磁铁，改变磁场的
磁感应强度。（用两块小的
蹄型磁铁的等效宽度和磁性
强的磁铁宽度一样）
观察通电导线摆动后悬线
与竖直方向的夹角
培养学生独立解决
问题的能力
新课教学
经进一步研究表明：在匀
强磁场中，当通电直导线与磁
场方向垂直时，通电导线所受
的安培力最大，等于磁感应强
度B、电流I和导线长度L的
乘积，即F=BIL
强调：
①公式的适用条件——匀强
磁场且B与I垂直。
②各物理量单位：F－N，B－T，
I－A，L－m（强调L指磁场中
通电导线的长度）
③公式应用的推广：在非匀强
磁场中，上述公式可近似用于
很短的一段通电导线。因为当
导线很短时，可近似认为各点
的磁感应强度相等。书P111
[课后思考]
设疑：当电流方向与磁场方向
有一个夹角θ时，安培力大小
如何计算？
讨论：将磁感应强度分解为两
个分量：与电流方向平行的分
量B1对电流没有作用力，因
此电流所受的作用力F完全由
与电流方向垂直的分量B2决
定，即
F= B2IL=BsinθIL
上式包含了两种特例：当通电
导线的方向和磁场方向平行
(θ=0°或θ=180°)时，安培
力等于零；当通电导线的方向
和磁场方向垂直（θ=90°）
时，安培力最大，F=ILB。
根据实验方案进行实验并分
析实验现象。
当增大磁感应强度时，通电
导线摆动后悬线与竖直方向
的夹角变大。
学习安培力的计算公式、各
物理量单位及其公式的适用
条件和公式的推广
学生课后进行思考
通过最后实验现象
总结得出知识点，
让学生从感性认识
转化为理性认识。
通过课后思考提高
学生思考问题解决
问题的能力。
课堂练习练1：在磁感应强度大小为5T
的匀强磁场中，放置一根垂直
于磁场方向长为2m的通电导
线棒，已知流经导体的电流为
5A，则导体棒受到的作用力多
大？
解：F＝BIL＝5×5×2＝50N
学会基本公式的应
用
课堂练习练2：在同一水平面内的两导
轨互相平行，相距2m，置于磁
感应强度大小为1.2T，方向竖
直向上的匀强磁场中，一质量
为3.6kg的铜棒垂直放在导轨
上，当棒中的电流为5A时，
棒沿导轨做匀速直线运动，则
当棒中的电流为8A时，棒的
加速度大小为多大？
解：当棒中电流为5A时，棒
处于平衡状态
∴f=F=BIL=1.2×5×2=12N
当棒中电流为8A时，根据牛
顿第二定律：
F`-f=ma 即BI`L-f=ma，
1.2×8×2-12=3.6a
∴a=2m／s2
通过练习巩固本节
课知识要点
课堂小结1.方法点拨：
控制变量法——在探究实验
设计中，影响安培力的因素很
多，如果将它们混在一起考
虑，无法知道每个因素是怎样
影响安培力的。因此，实验中
通常只让某个因素(变量)变
化，不让其他因素变化(控制
变量)，这样便知道这个因素
是如何影响安培力的了。
2.知识点点拨：
F方向的判断——左手定则
F大小的计算——F＝BIL
师生一起作课堂小结
总结归纳本节课内
容，突出重点，解
决难点
提高学生的归纳总
结能力
作业课后作业119页3，5课后做作业通过作业进一步加
强知识点的训练
板书设计（摘要式板书）
§3.2探究磁场对电流的作用
一、探究安培力
1定义：
磁场对电流的作用力叫做安培力。
2、大小：F=BIL
适用条件：（1）匀强磁场
（2）导线与磁场垂直
3、推广：（1）当I⊥B，F=BIL
（2）当I // B，F=0
（3）当I与B有夹角θ时,F=BIL sinθ
4、方向: 左手定则
（1）伸开左手，让拇指与四个手指垂直，
并与手掌在同一平面内。
（2）让磁感线垂直穿过手心，四指指向
电流方向。
（3）拇指所指方向即为通电直导线在磁场
中的受力方向。
条理清晰,方便学生
复习整理笔记
《磁场对通电导线的作用力》教学设计 【教材分析】 本节知识是以第一、二节磁场和磁感应强度为基础，并综合运用第三节磁感线的根念，对磁场的力的性质做进一步深入的研究探讨。磁场对通电导线的力的作用不仅与磁感应强度的方向有关，而且与导线中的电流方向有关，如何更清楚地阐明磁场、电流和力三者的空间位置关关系，是理解安培力的矢量性的关键。同时，这节知识的正确理解也为后面的洛仑兹力的有关知识理解打下坚实的基础。 【教学目标】 （一）知识与技能 （1）理解磁感应强度的定义及其物理意义； （2）知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BIL sinθ。 能够利用安培力公式和磁感应强度的定义式进行计算； （3）知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点； （4）熟练应用左手定则判断安培力的方向。 （二）过程与方法 （1）通过观察演示实验，培养学生的观察理解、空间想象能力。 (2) 通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。 （三）情感、态度与价值观 （1）、渗透物理学方法的教育，体会实验在物理学发展中的作用和用比值定义物理量的方法。 （2）、通过一般情况下安培力的公式F=BIL以及F=BIL sinθ使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。 【教学重难点】 教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。 教学难点：左手定则 【教学思路】 通过观察演示实验，培养学生的观察理解、空间想象能力。与电场一节对比学习，培养学生类比、推理能力。磁感应强度是描述磁场性质的物理量，其概念的建立是本节的重点和难点。对于安培力的方向的阐述，着重阐明线线关系和线面关系。
教学方法： -实验观察法、 逻辑推理法、讲解法 【教学器材】 蹄形磁铁多个、水平平行裸 铜线导轨，带夹导线三根，、 电源、开关、铁架台、投影 片，多媒体辅助教学设备【教学过程】 ◆新课导入 （一）复习提问： （1）什么是磁场？ 通电直导线周围的磁场有什么特点？ 环形电流周转的磁场有什么特点？ （2）画出以下几种磁场的磁感线的分布： （二）引入 通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。这节课我们对安培力作进一步的讨论。 ◆新课展示： 1、安培力的大小 演示实验：
第2节磁场对通电导线的作用---安培力 一、教学目标 1、知识与技能 知道什么是安培力；知道安培力与哪些因素有关；掌握安培力的计算公式，会计算匀强磁场中安培力的大小；会用左手定则判断安培力的方向。 2、过程与方法 用控制变量法探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程。认识科学探究的意义。 3、情感态度与价值观 培养学生的观察能力、分析综合能力；认识安培力的应用给我们的生活带来的影响；通过分组探究安培力的大小与哪些因素有关，培养团结协作的团队精神。 二、教学重难点 1、重点：使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定；使学生熟练的利用三维视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。 2、难点：掌握匀强磁场中安培力的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的安培力的方向。 三、教学方法 实验探究；师生讨论；生生讨论；讲授法。 四、教学用具 马蹄形磁铁；铜棒；导线；干电池；铁架台；开关；PPT课件；FLASH动画等。 五、教学过程 步骤教师行为学生行为设计意图 课堂准备1、准备课件 2、教学仪器： 干电池2节、滑动变阻器、开 关、导线若干、蹄形磁铁、铝 箔、铁架台、导体棒 提前预习 为了让学生更好地 掌握新课知识。达 到深刻理解磁场对 通电导线的作用力 新课引入师：[设疑]前面学习了电场和 磁场，电和磁之间是否存在着 某种内在联系？ [flash演示]奥斯特实验 [提问] 小磁针的偏转说明了什么？ 观看并思考问题激发学生学习本堂 课知识的热情。
新课引入 [分析与讨论] 小磁针在磁场中受磁场力的 作用才会发生偏转，实验结果 说明，不仅磁铁能产生磁场， 电流也能产生磁场。通电导线 通过周围产生的磁场对磁体 有力的作用（电流→磁场→磁 体）。那根据牛顿第三定律可 知，磁体通过周围的磁场对通 电导线也应该有力的作用（磁 体→磁场→电流？）。下面我 们就用一个迷你小实验来探 究一下磁场对通电导线是否 也有力的作用呢？ [板书] 学生回答：不仅磁铁能产生 磁场，电流也能产生磁场。 引导学生进入新课 学习 新课教学一、探究磁场对电流的作用 1、安培力
人教版物理选修1-1第二章第三节磁场对通电导线的作用同步训练A卷（新版）姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题（共15小题） (共15题；共31分) 1. （2分）关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（） A . 安培力的方向可以不垂直于直导线 B . 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C . 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D . 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 【考点】 2. （2分）(2020·日照模拟) 如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L．框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接。垂直于竖直框架平面有磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场，则框架受到安培力的合力的大小和方向为（） A . ，竖直向上 B . ，竖直向上 C . ，竖直向下 D . ，竖直向下 【考点】
3. （2分） (2020高二上·常州月考) 一质量 m、电荷量的﹣q 圆环，套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现给圆环一沿杆左上方方向的初速度 v0 ，（取为初速度 v0 正方向）以后的运动过程中圆环运动的速度图像不可能是（） A . B . C . D . 【考点】
4. （2分） (2020高二上·台州月考) 四川省稻城县海子山的“高海拔宇宙线观测站” ，是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。假设来自宇宙的质子流沿着与地球表面垂直的方向射向这个观测站，由于地磁场的作用(忽略其他阻力的影响)，粒子到达该观测站时将（） A . 竖直向下沿直线射向观测站 B . 与竖直方向稍偏东一些射向观测站 C . 与竖直方向稍偏南一些射向观测站 D . 与竖直方向稍偏西一些射向观测站 【考点】 5. （2分） (2018高二上·固阳期中) 下列说法正确的是（） A . 在匀强电场中，电势降低的方向就是电场强度的方向 B . 根据公式U=Ed可知，匀强电场中任意两点间的电势差与这两点的距离成正比 C . 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 D . 一小段通电直导线放在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 【考点】 6. （2分） (2018高二上·鄂尔多斯月考) 在绝缘圆柱体上a、b两位置固定两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时， b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环平移到c处，它受到的安培力为F2 ．今保持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力（）
第4节通电导线在磁场中受到的力 1.磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的方向由左手定 则判定。 2．安培力的大小为：F＝ILB，当磁感应强度与导线方向成θ角 时，F＝ILB sin θ。 3．磁电式电流表的工作原理利用了安培力与电流的关系，所测电 流越大时，电流表指针偏转角度越大，根据指针偏转的方向可知 电流的方向。
一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在磁场中受的力。 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ILB。 2．当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，公式F＝ILB sin_θ。 三、磁电式电流表 1．原理 安培力与电流的关系。 2．构造 磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴。如图所示。 3．特点 两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，使线圈平面都与磁场方向平行，从而使表盘刻度均匀。 4．工作原理 如图所示是线圈在磁场中受力的示意图。当电流通过线圈时， 导线受到安培力的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受的安培 力的方向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转轴收紧螺旋
弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 5．优缺点 优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。 1．自主思考——判一判 (1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同。(×) (2)安培力的方向与磁感应强度的方向垂直。(√) (3)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。(√) (4)通电导线在磁场中不一定受安培力。(√) (5)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度不一定是零。(√) (6)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小。(×) 2．合作探究——议一议 (1)如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用， 在什么情况下两条直导线相互吸引，什么情况下两条直导线相互排斥？ 提示：每一条通电直导线均处在另一直导线电流产生的磁场中，根据 安培定则可判断出直线电流产生的磁场的方向，再根据左手定则可判断出 每一条通电直导线所受的安培力，由此可知，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 (2)在磁场越强的地方通电导体受到的安培力一定越大吗？ 提示：不一定，通电导体受安培力的大小与B、I、L及θ有关，当θ＝0°(B∥I)时，无
磁场对通电导体的作用（提高） 一、目标与策略 明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！ 学习目标： ●掌握左手定则，理解电流的方向以及磁场对电流的作用力方向三者之间的关系。 ●掌握安培力的计算，能够理解一些安培力作用的现象和应用，能够熟练地计算通电直导体在匀强磁场中受到的安培 力。 ●知道磁电式电表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理。 重点难点： ●对磁场方向、电流方向和安培力的方向三者关系的理解和运用。 ●安培力大小的计算及应用。 学习策略： ●建立空间位置关系、形成物理图景，是正确理解磁场方向、电流方向和安培力的方向三者关系的重要方法。 ●安培力和力学中的力及电场力一样，同样遵循力学中的有关规律，如遵循力的平行四边形定则，遵循牛顿定律等。 在求解有关问题时思路仍是力学中常用的规律和方法。 二、学习与应用 “凡事预则立，不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。我们要在预习的基础上，认真听讲，做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记。 知识回顾——复习 学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？ 回忆磁场的基本知识，回答下列问题： （一）在磁感应强度的定义中对导体在磁场中受到的力F有什么要求？ （二）通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关？ 知识要点——预习和课堂学习 认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。课堂笔记或者其它补 充填在右栏。
要点一、对安培力的理解 1.安培力 通电导线在 中受到的力称为安培力。 2.安培力的方向 在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的 关键，在判定安培力的方向时要注意以下三点： （1） 安培力的方向总是既与磁场方向_______，又与电流方向______，也就是说 安培力的方向总是垂直于________．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面， 从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力 的具体方向． （2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流和磁场所决定的平 面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心． （3）注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系．安培力的方向与磁 场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．现把安培力和电场力做如下比较： 内容 力 项目 电场力 安培力 研究对象 点电荷 电流元 受力特点 正电荷受力方向，与_____相同，沿电场线____方向，与负电荷受力方向______ 安培力方向与磁场方向和电流方向都______ 判断方法 结合电场方向和电荷正、负判断 用____手定则判断 注意：若已知B 、I 方向，则由左手定则得F 安的方向被唯一确定；但若已知B （或I ）、F 安的方向，由于B 只要穿过手心即可，则I （或B ）的方向不唯一． 3．安培力的大小 （1）计算公式：F _______= （2）对公式的理解：公式F BILsin =θ可理解为F (Bsin ) IL =θ，此时 Bsin θ为B 沿垂直I 方向上的分量，也可理解为F BI(Lsin )=θ，此时Lsin θ为L 沿垂直B 的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的一是B 和I 方向问的夹角． 注意： ①若导线是弯曲的，此时公式F BILsin =θ中的L 并不是导线的总长度，而应是 弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方 向沿两端点连线由始端流向末端．
磁场对通电导体的作用力 编稿：xxx 审稿：xxx 【学习目标】 1．掌握左手定则，理解电流的方向以及磁场对电流的作用力方向三者之间的关系。 2．掌握安培力的计算，能够理解一些安培力作用的现象和应用，能够熟练地计算通电直导体在匀强磁场中受到的安培力。 3．知道磁电式电表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理。 【要点梳理】 要点一、对安培力的理解 要点诠释： 1．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，其作用点可等效在导体的几何中心． 2．安培力的方向 在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下三点： （1）安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向． （2）当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心． （3）注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系．安培力的方向与磁场的方向垂直， 内容 力 项目 电场力 安培力 研究对象 点电荷 电流元 受力特点 正电荷受力方向，与电场方向相同，沿电场线切线方向，与负电荷受力方向相反 安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直 判断方法 结合电场方向和电荷正、负判断 用左手定则判断 安安于B 只要穿过手心即可，则I （或B ）的方向不唯一． 3．安培力的大小 （1）计算公式：F BILsin =θ （2）对公式的理解：公式F BILsin =θ可理解为F (Bsin )IL =θ，此时Bsin θ为B 沿垂直I 方向上的分量，也可理解为F BI(Lsin )=θ，此时Lsin θ为L 沿垂直B 的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的θ是B 和I 方向间的夹角． 注意： ①若导线是弯曲的，此时公式F BILsin =θ中的L 并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端． ②安培力公式一般用于匀强磁场．在非匀强磁场中很短的导体也可使用，此时B 的大小和方向与导体所在处的B 的大小和方向相同．若在非匀强磁场中，导体较长，可将导体分成若干小段，求出各段受到的
！ 《新课标》高二物理（人教版）第二章磁场 第四讲通电导线在磁场中受到的力（一） 1．磁场对电流的作用力，称为安培力．安培力方向的判定用左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 2．通电导线在磁场中所受安培力的大小与磁感应强度大小、电流大小、导线长度、 以及电流I与B的夹角有关，当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感 线方向垂直时，所受的安培力最大F＝ILB 。当通电导线与磁感线不垂直时，如 图所示，电流方向与磁感线方向成θ角，通电导线所受的安培力为F＝IBLsin_θ。 ) 当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为0 。 3．磁电式电流表：主要构件有蹄形磁铁、圆柱形铁芯、铝框、线圈、转轴、螺旋弹簧、指针、接线柱．其工作原理为：当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用．由左手定则可以判断，线圈左右两边所受的安培力方向相反，所以架在轴上的线圈就要转动．线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，线圈偏转的角度越大，所以从线圈偏转的角度就能判断通过的电流大小；线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变． 1．画出图中导线棒ab所受的磁场力方向 图3 答案ab棒所受的磁场力方向如下图所示． ： 2．将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度大小为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向． 解析：由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行，所以导线所受安培力为零；(2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F2＝BIL＝1×× N＝ N；(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F3＝BIL＝ N. 3．把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 ( D ) A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 ( B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直 4．关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( B )
考点2 通电导线在磁场中受到的力—安培力 考点2.1 安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内.让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥. (3)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面. 1.在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培 力F的方向，其中正确的是( C ) 2.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向． 3.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向． 4.一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有 磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( D )
5.(多选)已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导 轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab 与导轨之间摩擦力为零的图是 ( AB ) 6.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( A ) A.受到竖直向上的安培力 B.受到竖直向下的安培力 C.受到由南向北的安培力 D.受到由西向东的安培力 7.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各 有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．过c 点的导线所受安培力的方向( C ) A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边 考点2.2 安培力的大小计算 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILB sinθ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝ILB. (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零. 1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 2.磁场中某区域的磁感线如图所示，则( B )
典例1：磁场对通电导线的作用力 典例1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是[ ] A．导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B．导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C．导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E安培力的方向可以不垂直于直导线 F安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G．安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 A. F、B、I三者必须保持相互垂直 B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（） A. B. C. D.
E. F G H 典例4：如图所示．一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC 的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流．且已知从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为 A．0 B．BIL C． D．2 BIL 易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A．F=BId B．F=BIdsinθC．F=BId/sinθ D ．F=BIdcosθ 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方
第十四章磁现象 第五节磁场对通电导线的作用力 一、教学背景分析 本节内容是本章的难点，学生虽然已初步学习了一些有关磁现象的基本概念和电流磁效应的知识，这些知识及规律几乎都是学生由实验概括得出的，但本节课对学生来说仍然很陌生，所以实验的设计尤其重要。国家课程标准中要求：通过实验，了解通电螺线管在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场方向都有关系。所以本节课在设计上有一个最基本的原则，就是要用实验研究问题，得出结论。比如开头可以从奥斯特实验进行引入，培养学生的逆向思维能力。在讲到动圈式扬声器和耳机的时候，可以让学生亲自动手，研究它的工作原理，这样可以做到学用结合，提高学习效率。总体来说，本节课是本着培养学生的思维、锻炼学生的动手能力这个思想进行教学设计的。 二、教学目标 1.经历磁场对通电导线作用力的探究过程，体会控制实验条件的方法。知道磁场对通电导线有力的作用。知道磁场对通电导线作用力的方向与通电导线的电流方向、磁场方向有关。 2.了解动圈式扬声器和耳机的构造与原理。 3.运用磁场对通电导线的作用力分析有关物理现象，养成物理知识与实际相联系的习惯。 三、教学重点和难点 教学重点：通过实验知道磁场对通电导线有力的作用，力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。 通电导线在磁场中运动学生很容易理解，由运动转化到受力情况的分析学生不一定能总结到位，教师要引导学生运动状态的变化本质是力的作用，从而进一步分析设计实验，研究通电导线在磁场中受力的方向和哪些因素有关。 教学难点：左手定则及培养学生会从实验现象中总结规律。
观察实验现象很容易，通过现象分析其本质，然后总结成文字将其记录下来， 这些对学生都是一个考验。从实验现象中把抽象的磁场方向、电流方向、受力方 向三者的关系升华为形象的左手定则，对学生来说难度都很大。可以通过形象化 的方法，如用插木棍的方法将左手定则具体化，形象化。 四、教学过程 1.教学引入 复习奥斯特实验，通过小磁针的偏转，知道通电导线对它周围的磁体有力的 作用，反过来，磁体对通电导线有没有力的作用？ 2.“知识点”教学 设计实验方案，教师提供器材（通电导体、蹄形磁体、 平行导轨），由一个学生上台演示，发现通电导体运动， 分析运动状态改变说明受到了力的作用，从而得出磁场 对通电导线有力的作用。 探究磁场对通电导线作用力的方向相关的因素，根 图14-5-1 据实验现象得出规律。 学生在猜想的时候要有依据。教师在学生思考的基础上加以肯定，并鼓励学 生上台操作实验进行共同探究。 ●设计实验 磁场方向不变，改变电流方向，观察通电直导线向哪个方向运动； 电流方向不变，改变磁场方向，观察通电直导线向哪个方向运动； 同时改变电流方向、磁场方向，观察通电直导线向哪个方向运动。 ●设计记录表格 根据记录的实验现象，分析现象，总结磁场对通电导线作用力的方向跟通电导线电流方向和磁场方向有关。
目录 一、【教材分析】 (2) 二、【学生分析】 (2) 三、【教学目标】 (3) 五、【教学策略设计】 (4) 六、【教学资源】 (5) 七、【教学流程】 (6) 八、【设计思路】 (7) 九、【创新之处】 (8) 十、【教学反思】 (9) 十一、【教学过程】 (9) 【附录】人教版高中物理选修1-1第二章第三节 (15)
《磁场对通电导线的作用》教学设计【课题】磁场对通电导线的作用 【教学时间】45分钟 【教学对象】高中二年级学生 【教材】人教版高中物理选修1-1第二章第三节 一、【教材分析】 本节内容选自人教版高中物理选修1-1第二章第三节的内容，考虑到安培力和磁感应强度密切相关，教材将安培力和磁感应强度归为一节。磁感应强度在磁场一章乃至整个电磁学均占据重要地位，该内容既是对前面“电流的磁场”的扩展，也为后面学习“磁场对运动电荷的作用”做好铺垫。教材设置了多种实验探究,激发学生思考，探究物理规律，并通过实例分析让学生认识生活中常见现象和科学技术，学会应用物理知识解决实际问题，体现了从“生活走向物理，物理走向社会”的新课程理念。 二、【学生分析】 1、学生的知识基础：通过前面的学习，学生已经学习了电场、电流 的磁场等基础知识，知道关于场的研究方法。 2、学生的心理特点：学生具有较强的直观感性思维，对物理实验操 作有极大兴趣，而且有强烈的探究欲望及浓厚的学习情趣和兴趣。
3、学生的认知困难：学生在八年级学习过电动机概念，但对电动机 的转动原理还不够了解，对探究方法和环节把握也不够成熟，并且学生的思维处于从形象思维向抽象思维的过渡阶段，因此在教学中需要丰富的感性认识为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解。在教学中，教师可以为学生呈现出生动直观的实验现象，列举学生熟悉的生活实例，通过多媒体展示有关现象，以便更好的帮助学生理解所学知识。 三、【教学目标】 1、知识与技能 （1）掌握安培力概念，并通过实验探究得出安培力的计算公式和磁感应强度的定义。 （2）了解安培力的原理在生活中的应用。 2、过程与方法 （1）通过实验演示，培养学生总结归纳的能力。 （2）经历探究学习的过程，学习了类比分析的思维方法。 3、情感态度与价值观 （1）通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦。 （2）了解科学的发现需要勤奋努力，还需要严谨的科学态度。 （3）培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。四、【教学重点与难点】
磁场对通电导线的作用力四类主要题型 一．安培力大小和方向基础考察 1．关于通电导线所受安培力F 的方向，磁场B 的方向和电流I 的方向之间的关系，下列说法正确的是( ) A ．F 、 B 、I 三者必须保持相互垂直 B ．F 必须垂直B 、I ，但B 、I 可以不相互垂直 C ．B 必须垂直F 、I ，但F 、I 可以不相互垂直 D ．I 必须垂直F 、B ，但F 、B 可以不相互垂直 2．通电矩形线框abcd 与长直通电导线MN 在同一平面内，如图所示，ab 边与MN 平行．关于MN 的磁场对 线框的作用力，下列说法正确的是( BD ) A ．线框有两条边所受的安培力方向相同 B ．线框有两条边所受的安培力大小相等 C ．线框所受的安培力的合力方向向左 D ．线框所受的安培力的合力方向向右 3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（ ） A ．受到竖直向上的安培力 B ．受到竖直向下的安培力 C ．受到由南向北的安培力 D ．受到由西向东的安培力 4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( ) A.安培力的方向就是该处的磁场方向 B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面 C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零 D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大 5. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０ 的过程中，导线所受的安培力 （ ） A ．大小不变，方向也不变 B ．大小由零渐增大，方向随时改变 C ．大小由零渐增大，方向不变 D ．大小由最大渐减小到零，方向不变 6．在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A 时，受磁场的 作用力是0.1N ，那么磁感应强度B= T ；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T ，导线受到的安培力F= N 。 二．有效长度的考察 1.如下图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I ，磁感应强度为B ，求各导线所受到的安培力． F A ＝_______ F B ＝_______ F C ＝_______ F D ＝_______ F E ＝_______ 2.如图所示，长为L 的导线AB 放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d ，通过的电流为I ，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B ，则AB 所受的磁场力的大小为（ ） A ．BIL B ．BIdcos θ C ．BId/sin θ D ．BIdsin θ
3.4通电导线在磁场中受到的力导学案 班级姓名 学习目标 1.探究安培力方向与哪些因素有关。 2.会用左手定则判断安培力的方向。 3.能够计算匀强磁场中安培力的大小。 4.了解磁电式电流表的基本构造及基本原理。 一知识体系梳理 1.安培力的方向 (1)安培力:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 (2)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 2.安培力的大小 (1)当导线与磁场方向垂直时:F=ILB。 (2)当导线与磁场方向平行时:F=0。 (3)当导线与磁场方向的夹角为θ时:F=LB sin θ。 3.磁电式电流表 (1)原理:安培力与电流的关系。 (2)构造:磁铁、线圈、极靴、螺旋弹簧、软铁和指针。 (3)优缺点:磁电式电流表的优点是灵敏度高;缺点是允许通过的电流很小。 (4)刻度:线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,所以表盘的刻度是均匀的。 二重点难点探究 主题1:探究影响安培力方向的因素(重点探究) 阅读本节教材中“安培力的方向”标题下面的内容,按照第一节教材中图3.1-3(通电导线与磁体通过磁场发生相互作用)所示进行演示实验,回答下列问题。 (1)在探究安培力的方向与电流方向、磁场方向的关系时,能否同时改变二者的方向? (2)试探讨安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系。 主题2:电流之间的安培力 (1)电流之间通过什么发生相互作用? (2)以如图所示的两根直导线为例,分析如何判断电流之间安培力的方向。 主题3:安培力的大小(重点探究) 阅读教材中“安培力的大小”标题下面的内容,回答下列问题。 (1)通电导线如果在磁场中不受安培力作用,能否说明该处磁感应强度为零? (2)当通电导线与磁场方向既不垂直也不平行时,所受安培力如何计算? (3)磁场越强,放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗? 主题4:磁电式电流表 (1)N、S两块磁极之间的磁场是匀强磁场吗? (2)磁电式电流表的工作原理是什么?
通电导线在磁场中受到的力 【教材分析】 安培力的方向和大小是本节重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者的空间关系是本节难点。安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向度垂直，但电流方向与磁感应强度方向可以任意角度；当电流方向与磁感应强度方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆。另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图、剖面图，需要一定量的训练巩固。 【教学目标】 (一)知识与技能 1．知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断——左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。 2．会用安培力公式F＝BIL解答有关问题．知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL。 3．了解磁电式电流表的内部构造的原理。 (二)过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的空间想象能力。 (三)情感态度与价值观 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法．并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。 教学重点难点 重点：安培力的方向确定和大小的计算。 难点：左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用)。 教学用具 磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。 【设计思想】 整节课主要采用布鲁纳倡导的“发现法”，结合实验探究总结磁场对通电导线作用力的规律，把规律的得出过程和方法放在首位，把学生的情感价值体验放在重要位置。总体教学布局如下表：
《磁场对通电导线的作用》实验专项练习 一、实验探究题 1.如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探 究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表： 变阻器的作用是______。 (2)比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与______有关，比较实验 ______，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。 (3)小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法 是______。 (4)小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为 了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的______。 2.如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置，当导线ab中有某方向电流通 过时，它受到的磁场力方向向右。 (1)如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向______。 (2)如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线ab受力方向______。 (3)若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab的受力方向______。 (4)此实验表明磁场对通电导体作用力的方向与______和______方向有关。 3.小明将直导线挂在铁架台上，如图甲所示。 (1)给直导线通电，直导线向左运动，这说明______对通电直导线有力的作用；只 对调电源正负极接线，通电直导线会向______运动。 (2)为了增强磁体的磁性，换用如图乙所示的电磁铁，该磁铁的P端是______极。 (3)去掉电源，在A、B两点间接上电流计，向右平移直导线，电流计指针发生偏转， 这个现象的应用是______。
4.小明利用下列各图研究电磁联系的知识： (1)用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”时，轻质导体棒AB是 ______(选填“铁棒”或“铝棒”) (2)如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所 处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是______，这两个力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力； (3)小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住， 放入磁场中(如图丙所示)。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线______(选填“平行”或“垂直”)； 为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是______。 (4)将电源和开关换成小量程电流表，缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动， 说明线圈在磁场中转动时产生了______(直流/交流)电。根据此原理可制成______机。 5.小丽利用如图所示的装置进行电磁学实验． (1)在图甲所示的实验中，当闭合开关后，可观察到磁场中的金属棒ab在导轨上向 左运动，这说明______对通电导体有力的作用．若只对调电源正负极接线，金属棒ab会向右运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与______有关． (2)物理课后，小丽制作了如图乙所示的“神奇转框”，金属框的上部中央位置与电池 正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，于是金属框就可以绕电池转动起来．柱形物的材料应具有较好的导电性和______性． 6.如图甲所示，小明在“探究感应电流产生条件”的实验中．
第四节通电导线在磁场中所受安培力的计算 【学习目标】 （1）掌握安培力方向的判断—左手定则 （2）学会用左手定则和安培力的公式F=BIL来解决实际问题 【课前预习】 （1）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌心在同一个平面内，让从掌心进入，并使四指指向的方向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受的方向。（2）安培力的计算 ①当B⊥I时，F= （其中L为长度） ②当B和I所称夹角为θ，F= 【预习检测】 （1）关于磁场方向，电流方向，安培力方向三者之间的关系，下列说法正确的是（） A.磁场方向，电流方向，安培力方向三者之间的关系总是相互垂直 B.磁场方向一定与安培力方向相互垂直，但电流方向不一定与安培力方向相互垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直 D.磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向，又和电流方向垂直 （2）判断下列图中通电导线所受安培力的方向 （3）在磁感应强度B＝0.3T的匀强磁场中，放置一根长l＝10cm的直导线，导线中通过I＝2A的电流.求以下情况，导线所受的安培力大小：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30°；(3)导线和磁场方向平行. 例题：如图所示，PQ和CD为水平，平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m=0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M=0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？（g取10m/s2）
【课堂合作探究案】 探究1.MN 、PQ 为水平放置、间距为0.5m 的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势为10V ，内阻为1Ω；滑动变阻器接入电路阻值为17Ω。将导体棒ab 静置于导轨上，整个装置放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为2T ，方向与导体棒垂直且与水平导轨平面成θ=53o角；导体棒质量为0.23kg ，接入电路部分的阻值为2Ω。若不计导轨电阻，导体棒的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，sin53o=0.8，cos53°=0.6， g 取10m/s 2，求开关K 闭合后： （1）通过导体棒的电流及导体棒所受的安培力大小； （2）要使导体棒ab 保持静止，导体棒与导轨间的动摩擦因数至少多大？ 探究2.如图所示，一个质量m=50g ，长L=1m 的导体棒放在倾角θ=30°的粗糙斜面上，整个装置处于垂直于斜面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.1T ．（g 取10m/s 2）试求： （1）若静止的导体棒与斜面无相对运动趋势时，导体棒中通入的电流大小． （2）当导体棒通入3A 的电流时，其处于静止状态下所受的摩擦力大小； 探究3.如图所示，两平行导轨相距0.1m ，处于一匀强磁场中，导轨与水平面的夹角θ=37o；金属棒MN 的质量m=0.05kg ，电阻R=1Ω，水平放置在导轨上并与导轨垂直；MN 与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5；磁场的磁感应强度B=1.0T,方向垂直于轨道平面斜向下；电源电动势E=20V ，内阻不计；调整滑动变阻器阻值，使得开关S 闭合时，MN 能保持静止。设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取重力加速度 g=10m/s 2,sin37 o =0.6,cos37 o =0.8。求： （1）当金属棒MN 中电流I=2.0A 时，其受到的安培力多大？方向如何？ （2）若要保持金属棒MN 静止，变阻器的阻值R P 应多大？ 学完这节课后，我的总结是： 30°
第二章 恒定电流 一、安培力 安培力的方向：安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感应线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 【例1】画出图中第三者的方向。 某同学画的表示磁场B 、电流I 和安培力F 的相互关系如图所示，其中正确的是（ D ） 在下四图中，标出了匀强磁场B 的方向、通电直导线中电流I 的流向，以及通电直导线所受安培力F 的方向，其中正确的是（ AC ） 安培力的大小： （1）当电流与磁场方向垂直时:F = ILB (B ⊥L) （2）电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零 （3）当电流与磁场方向夹角为θ，F=I L B sin θ 在中学阶段，F=I L B sin θ仅适用于匀强磁场 B I F 示意图
1. 关于磁通量的说法正确的是（D ） A．磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量 B．某一面积上的磁通量可表示穿过此面积的磁感线的总条数 C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大 D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零 2. 下列有关磁感应强度及安培力的说法正确的有（AD ） A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零 B．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零 C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的安培力是一定的 D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关 3. 如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则（BD ） A．放在a处的小磁针的N极向左 B．放在b处的小磁针的N极向右 C．放在c处的小磁针的S极向右 D．放在a处的小磁针的N极向右 4．两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动， 当通以如图所示电流后，cd导线将（A ） A．顺时针方向转动，同时靠近ab B．逆时针方向转动，同时离开ab C．顺时针方向转动，同时离开ab D．逆时针方向转动，同时靠近ab 5．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是（ D ） A．沿纸面逆时针转动 B．沿纸面顺时针转动 C．a端转向纸外，b端转向纸里 D．a端转向纸里，b端转向纸外 6．两根长直通电导线互相平行，电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A和B处.如图所示，两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处 磁场的总磁感应强度是（D ） A．2B B．B C．0 D．3B 7．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则（A ） A．磁铁对桌面压力增大B．磁场对桌面压力减小 C．桌面对磁铁没有摩擦力D．桌面对磁铁摩擦力向右