磁场对电流的作用左手定则
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磁场左右手定则-概述说明以及解释1.引言1.1 概述磁场左右手定则是电磁学中重要的基本规律之一,用于描述磁场与电流的关系。
通过左右手定则,我们可以确定磁场的方向和电流的方向之间的关系,从而更好地理解和分析电磁现象。
左手定则适用于描述磁场和电流的关系,通过左手握住导线,大拇指指向电流方向,其他四指的弯曲方向即为磁场的方向。
而右手定则则适用于描述磁场和电流的互相感应关系,通过右手握住导线,大拇指指向电流方向,其他四指的弯曲方向即为感应电场的方向。
磁场左右手定则的正确应用可以帮助我们解决许多电磁学问题,例如确定电磁感应现象中感应电动势的方向、计算磁场对导线的力的方向等。
因此,熟练掌握和应用磁场左右手定则对于电磁学学习和实践具有非常重要的意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:文章结构部分将介绍本文主要内容的组织结构。
本文分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分,首先会概述磁场左右手定则的概念,接着会介绍文章的结构,即本文将从磁场概念开始讲起,然后分别介绍磁场左手定则和磁场右手定则。
最后,会说明本文的目的,即通过深入探讨磁场左右手定则,强调它们在磁场研究中的重要性。
在正文部分,会先介绍磁场的概念,包括磁场的定义、性质和产生等方面。
接着会详细解释磁场左手定则和磁场右手定则,说明它们分别用于描述磁场中磁感线方向和磁场力方向的规则。
最后,在结论部分,将总结磁场左右手定则的重要性,强调它们在磁场研究和实践中的应用价值。
同时,会列举一些应用磁场左右手定则的实例,展示它们在实际工程和科研中的作用。
最后,会展望磁场研究的未来,指出在磁场技术和应用领域中的发展趋势和挑战。
1.3 目的:本文旨在深入探讨磁场左右手定则的原理及应用,帮助读者更好地理解磁场的行为规律。
通过介绍磁场概念和左右手定则的基本知识,读者将能够掌握如何利用这些定则来解决实际问题,并加深对磁场的认识。
同时,通过展示磁场左右手定则在实际应用中的重要性和成果,希望读者能够更加珍视磁场研究的重要性,为未来磁场科学的发展贡献力量。
磁场对电流的作用左手定则一、素质教育目标(一)知识教学点1.进一步理解磁场的基本性质——磁场对电流有力的作用。
了解磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受作用力的大小跟电流的大小和导线在磁场中的长度有关。
2.掌握左手定则(二)能力训练点1.通过演示磁场对电流的作用的实验,有意识地引导学生注意实验条件,观察实验现象,归纳实验结果,培养他们的观察能力和由实验总结物理规律的能力。
2.通过适当的练习,启发学生利用数学中的几何知识结合左手定则,理解磁场方向、电流方向和磁场对电流的作用力方向三者之间的关系,培养学生空间想象的思维能力。
(三)德育渗透点通过阅读材料介绍法国物理学家安培的典型事迹,对学生进行思想教育,借机说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,更离不开刻苦勤奋地学习,兢兢业业地工作,以及锲而不舍地进取。
鼓励并激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为二十一世纪作出应有的贡献。
二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点(1)定性地了解决定磁场对电流的作用力大小的有关因素及关系。
(2)掌握左手定则2.难点对左手定则的理解3.疑点利用几何知识处理磁场方向、电流方向和磁场对电流的作用力的方向之间的关系。
4.解决方法(1)以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受作用力的决定因素及大小关系,反复地利用实验,使学生再次借助实验来理解左手定则。
(2)利用幻灯展示适当的练习,帮助学生认识几何知识在三个方向问题中的空间处理方式,以克服上述疑点。
三、课时安排1课时。
四、教具准备铁架台、线圈、蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线、幻灯片五、学生活动设计1.本课学生主要活动就是围绕演示磁场对电流的作用的实验,实验前有意识地设问,引导学生集中注意力观察演示实验,然后回答提问,归纳出实验的结论和目的——磁场对电流的作用力情况。
2.通过适当练习启发学生开动脑筋,联系数学中几何知识,利用空间想象,从不同角度、方位动手画出磁场方向、电流方向及磁场对电流的作用力方向之间的关系的平面图。
磁场对电流的作用左手定则高二物理侯爱琴一、教学任务分析《磁场对电流的作用左手定则》是上海市二期课程改革新教材第十章B节内容。
物理课程标准规定本节的学习要求为B级。
从知识体系上看,磁场对电流的作用是磁场的一种基本特性,是磁场这章的一个重要内容。
此前对磁场的基本知识有了一定的了解,这节内容中重在要求学生进一步了解磁场的基本特性,即从学生已有的知识出发创设情景,激发学生探索欲望,利用学生的自主探究活动寻找磁场、电流、磁场力三者方向间的关系,在这一过程中,学生体会了“观察、记录、归纳”的实验方法;并通过电磁炮等装置的介绍,渗透物理学习对社会、技术价值的感悟。
二、教学目标1.知识与技能(1)知道磁场对电流有力的作用。
(2)知道磁场力、电流、磁场三者方向间的关系,理解左手定则。
(3)初步学会用左手定则判断磁场对电流作用力的方向。
2.过程与方法(1)通过“磁场对电流的作用力与磁场、电流方向关系”的实验,经历观察现象、记录实验结果、归纳总结的实验探索过程。
(2)通过运用左手定则解决问题的过程,感受用肢体语言判断物理规律的方法。
3.情感、态度、价值观结合“电磁炮”等实例分析,有助于开拓视野、理论联系实际,建立科学的世界观。
三、教学重点与难点教学重点:建立与理解左手定则,并会运用左手定则判断磁场对电流的作用力。
教学难点:不同场合正确使用左手定则,因为有时要结合右手螺旋定则四、教学资源器材:橡皮泥,粉笔,左手定则实验器,蹄形磁铁,电源,导线,通电导线演示仪。
课件:PPT演示文稿五、教学设计思路本设计的内容包括三个方面:一是引入情景激发学生探索的欲望,二是用实验验证磁场对电流有力的作用并在实验探究的基础上得出左手定则,三是左手定则的应用,初步学会用左手定则判断磁场对电流作用力的方向,并解释问题。
本设计的基本思路是:通过情景引入学生探索欲望,通过实验证实磁场对电流有磁场力的作用。
进一步提出问题:磁场对电流的作用力的方向可能与哪些因素有关?有怎样的关系?通过学生的猜测,进行探究实验,记录下磁场力的方向与磁场方向、电流方向。
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析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()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【答案】B【解析】根据安培左手定则,伸开左手,使大拇指和四指垂直,四指指向电流方向,磁感线穿过手心,大拇指所指的方向就是安培力的方向,可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向,选项A错。
而磁场方向穿过手心,大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面,即安培力的方向垂直于磁场方向,选项B对。
根据安培力的大小的计算公式,是磁场方向和电流方向的夹角,所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,选项C错。
若直导线从中点折成直角,则前半段受安培力为,后半段受安培力为,由于夹角不确定,所以的合力不一定等于,所以选项D错。
【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示.则()A.θ=0时,杆产生的电动势为2BavB.θ=时,杆产生的电动势为 BavC.θ=0时,杆受的安培力大小为D.θ=时,杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知,当θ=0时,根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav,故A正确;当θ=时,,电流,杆产生的电动势为Bav,由B错误;θ=0时,回路总电阻R=(2+π)aR所以杆受的培力,所以C错误;θ=时,回路总电阻,所以杆受的安培力,故D正确。
【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻。
将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示。
高中物理的左手定则与定则左右手定则是高中物理的重难点,小编在这里整理了高中物理的左手定则与定则,希望能帮助到大家。
高中物理的左手定则与定则左手定则与右手定则的巧记方法在电磁学中,学生在应用左手定则与右手定则时,非常容易记混。
特别在考试中更容易因一时紧张而混淆,导致错误。
应该怎样区分和使用?这就要求必须搞清楚,左手定则应用的物理现象是什么现象,右手定则应用的物理现象又是什么,这才是问题的关键。
左手定则可称电动机定则,是判断通电导线在磁场中的受力方向的法则,说的是磁场对电流的作用力,或者是磁场对运动电荷的作用力。
其内容是:将左手放入磁场中,使四个手指的方向与导线中的电流方向一致,那么大拇指所指的方向就是受力方向。
无论是直流发电机还是交流发电机,它们的工作原理都是相同的,区别是直流发电机有换向器,而交流发电机则没有换向器。
适用于电流方向与磁场方向垂直的情况。
右手定则可称发电机定则,是判断通电导线周围的磁感线方向或螺线管的南北极的法则,磁场方向,切割磁感线运动,电动势方向,就是感应电流的方向。
其内容是:用右手握住导线,大拇指指向电流的方向,那么四指的环绕方向就是磁感线的方向。
用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,那么大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
只适于判断闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。
以深层次的认识和理解做基础,我们就可以把抽象的概念形象化记忆。
记住两个关键字力和电。
简便记法,左手定则与右手定则,一个判断受力方向,一个判断感应电流方向,而一般人是右手有劲,那么用右手判断感应电流的方向!伸出你强有力的右手,让磁感线垂直穿透掌心,伸出你强有力的右手大拇指,让右手手掌在强有力的大拇指的牵引下,向着大拇指所指的方向移动,源源不断的电流正从你其余的四指指尖流出。
左手是软弱的,在电场力的作用下被动的移动,所以用来判断通电直导线在磁场中受力方向!伸出你无力的左手,电流正流过你平伸而无力的四指,磁感线正穿透你的掌心,而你无力的右手,只能在电场力的作用下无奈的向着大拇指所指的方向移动(只是说拇指所指是电场力方向)。
左手定则与右手定则的区分与巧记在电磁学中,学生在应用左手定则与右手定则时,非常容易记混。
特别在考试中更容易因一时紧张而混淆,导致错误。
应该怎样区分和使用?这就要求必须搞清楚,左手定则应用的物理现象是什么现象,右手定则应用的物理现象又是什么,这才是问题的关键。
左手定则可称“电动机定则”,是判断通电导线在磁场中的受力方向的法则,说的是磁场对电流的作用力,或者是磁场对运动电荷的作用力。
其内容是:将左手放入磁场中,使四个手指的方向与导线中的电流方向一致,那么大拇指所指的方向就是受力方向。
无论是直流发电机还是交流发电机,它们的工作原理都是相同的,区别是直流发电机有换向器,而交流发电机则没有换向器。
适用于电流方向与磁场方向垂直的情况。
右手定则可称“发电机定则”,是判断通电导线周围的磁感线方向或螺线管的南北极的法则,磁场方向,切割磁感线运动,电动势方向,就是感应电流的方向。
其内容是:用右手握住导线,大拇指指向电流的方向,那么四指的环绕方向就是磁感线的方向。
用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,那么大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
只适于判断闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。
以深层次的认识和理解做基础,我们就可以把抽象的概念形象化记忆。
记住两个关键字“力”和“电”。
简便记法,左手定则与右手定则,一个判断受力方向,一个判断感应电流方向,而一般人是右手有劲,那么用右手判断感应电流的方向!伸出你强有力的右手,让磁感线垂直穿透掌心,伸出你强有力的右手大拇指,让右手手掌在强有力的大拇指的牵引下,向着大拇指所指的方向移动,源源不断的电流正从你其余的四指指尖流出。
左手是软弱的,在电场力的作用下被动的移动,所以用来判断通电直导线在磁场中受力方向!伸出你无力的左手,电流正流过你平伸而无力的四指,磁感线正穿透你的掌心,而你无力的右手,只能在电场力的作用下无奈的向着大拇指所指的方向移动(只是说拇指所指是电场力方向)。
这记法形象直观,好好揣摩一下,一般右手能灵活的螺旋,而左手不能,所以右手定则又叫右手螺旋法则!用来判断通电螺线圈或通电直导线产生磁场的方向。
章末复习课【知识体系】磁场错误![答案填写]错误!BS投影面积左手定则相吸相斥qvB错误!错误!主题1磁场对电流的作用——安培力1.分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤.(1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况.(2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力.(3)据初速度方向结合牛顿定律确定导体运动情况.2.注意问题.(1)公式F=BIL中L为导线的有效长度.(2)安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心.(3)安培力做功:做功的结果将电能转化成其他形式的能.【典例1】如图所示,光滑导轨与水平面成α角,导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长为L,质量为m,水平放在导轨上.当回路总电流为I1时,金属杆正好能静止.则(1)这时B至少多大?B的方向如何?(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?解析:解这类题时必须先画出截面图,只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向,从而理清各矢量方向之间的关系.(1)画出金属杆的截面图.由三角形定则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小,B也最小.根据左手定则,这时B应垂直于导轨平面向上,大小满足BI1L=mg sin α,B=错误!。
(2)当B的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,要使金属杆保持静止,应使沿导轨方向的合力为零,得BI2L cos α=mg sin α,I2=错误!.答案:(1)错误!垂直于导轨平面向上(2)错误!针对训练1。
质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图所示.求棒MN受到的支持力和摩擦力.解析:由左手定则判断安培力的方向时,要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向,垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面,棒MN受力分析如图所示。
由平衡条件有水平方向F f=F sin θ,竖直方向F N=F cos θ+mg.且F=BIL,从而得F f=BIL sin θ。
1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1.安培力:通电导线在 中受的力.2.左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指 ,并且都与 在同一个平面内;让磁感线从 垂直进入,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安培力的方向.3.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系: , ,即F 垂直于B 与I 所决定的平面.二、安培力的大小1.垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线,当通过的电流为I 时,所受安培力为F = . 2.当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时,公式F = . 三、磁电式电流表1.原理:安培力与电流的关系.通电线圈在磁场中受到 而偏转,线圈偏转的角度越大,被测电流就越 .根据 的偏转方向,可以知道被测电流的方向. 2.构造:磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.3.特点:极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向,线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线 ,且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 .4.优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流.缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流很弱.考点一:两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处,各固定有一根垂直于三角形的长直导线,每根导线通有大小相同的恒定电流,电流方向如图所示,已知导线A 受到的安培力大小为F ,则导线C 受到的安培力( )A .大小为F ,方向平行AB 向左下 B .大小为F ,方向平行AB 向右上基础知识梳理典型例题分析C,方向垂直AB向右下D,方向垂直AB向左上【变式练习】1.如图所示,两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上,当导线环中通有反向电流后,两导线环开始运动,以下关于两导线环运动情况的说法正确的是()A.二者相互靠近,各自做匀变速直线运动B.二者相互远离,各自做加速度减小的直线运动C.二者相互靠近,各自做加速度减小的直线运动D.二者相互远离,各自做加速度增大的直线运动2.如图所示,矩形abcd的边长bc是ab的2倍,两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流,垂直穿过矩形平面,与平面交于e、f两点,其中e、f分别为ad、bc的中点。
第一章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力安培力的方向判定(1)左手定则:如图所示,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)说明:①F⊥B,F⊥I,即F垂直于B、I决定的平面.②磁场方向和电流方向不一定垂直.用左手定则判断安培力方向时,磁感线只要从掌心进入即可,不一定垂直穿过掌心.二、安培力的大小1、同一通电导线,按不同方式放在同一磁场中,受力情况不同,如图所示.(1)如图甲,I⊥B,此时安培力最大,F=ILB.(2)如图乙,I∥B,此时安培力最小,F=0.(3)如图丙,当I与B成θ角时,把磁感应强度B分解,如图丁.此时F=ILB sin_θ.2、安培力的公式理解1.公式F=ILB sin θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度,不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响.2.公式F=ILB sin θ中L指的是导线在磁场中的“有效长度”,弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图7所示);相应的电流沿L由始端流向末端.3.公式F=ILB sin θ中θ是B和I方向的夹角,当θ=90°时sin θ=1,公式变为F=ILB.三、磁电式电流表(1)原理:通电线圈在磁场中受到安培力而偏转.线圈偏转的角度越大,被测电流就越大.根据线圈偏转的方向,可以知道被测电流的方向.(2)构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.(3)特点:极靴与圆柱间的磁场沿半径方向,线圈转动时,安培力的大小不受磁场影响,电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.线圈平面与磁场方向平行,如图所示.(4)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流.缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱.【例题1】画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向。
答案:如图所示解析:无论B 、I 是否垂直,安培力总是垂直于B 与I 决定的平面,且满足左手定则。
3种手法判断左手右手安培定则3种判断手法 (纸面出来,用?表示)楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律是判断感应电流方向的一般法则。
右手定则:伸开右手,使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使拇指指向导体运动方向,四指方向为感应电流方向。
右手定则只适于判断闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。
右手定则判断感应电流的方向与楞次定律是一致的,但比楞次定律简单。
左手定则(安培定则):已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向。
伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向,那么大拇指的方向就是导体受力方向。
至于怎么用,“左动右发”,就是,左手“电动机”,右手“发电机”。
左手定则说的是磁场对电流作用力,或是磁场对运动电荷的作用力。
这是关键。
右手定则所应用的现象,就是导线在磁场里面,切割磁感线运动的时候,产生的感应电流的运动方向。
例如磁场方向,切割磁感线运动,电动势电动方向这些都是与感应电流有关的。
用右手定则。
安培定则表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫右手螺旋定则。
(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
左手反之。
3种判断区别(应用中加以区别)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流。
这种现象叫电磁感应现象。
产生的电流称为感应电流。
感应电流产生的条件1.电路是闭合且通的2.穿过闭合电路的磁通量发生变化3.电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动(切割磁感线运动就是为了保证闭合电路的磁通量发生改变)此三个条件中,缺少条件1,则不会产生感应电流,但是感应电动势仍然存在(前提是有磁通量的变化);若缺少条件2,则必定不会产生感应电动势,也就无感应电流产生;若缺少条件3,则要看清状态,若闭合回路的磁通量发生变化而无切割磁感线,如:闭合线圈静止在磁感应强度变化的磁场中,此时仍然有感应电流产生;若闭合回路的磁通量为发生变化而闭合回路在切割磁感线,则此时回路中无感应电流产生。
磁场对电流的作用左手定则
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.进一步理解磁场的基本性质——磁场对电流有力的作用。
了解磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受作用力的大小跟电流的大小和导线在磁场中的长度有关。
2.掌握左手定则
(二)能力训练点
1.通过演示磁场对电流的作用的实验,有意识地引导学生注意实验条件,观察实验现象,归纳实验结果,培养他们的观察能力和由实验总结物理规律的能力。
2.通过适当的练习,启发学生利用数学中的几何知识结合左手定则,理解磁场方向、电流方向和磁场对电流的作用力方向三者之间的关系,培养学生空间想象的思维能力。
(三)德育渗透点
通过阅读材料介绍法国物理学家安培的典型事迹,对学生进行思想教育,借机说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,更离不开刻苦勤奋地学习,兢兢业业地工作,以及锲而不舍地进取。
鼓励并激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为二十一世纪作出应有的贡献。
二、重点、难点、疑点及解决办法
1.重点
(1)定性地了解决定磁场对电流的作用力大小的有关因素及关系。
(2)掌握左手定则
2.难点
对左手定则的理解
3.疑点
利用几何知识处理磁场方向、电流方向和磁场对电流的作用力的方向之间的关系。
4.解决方法
(1)以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受作用力的决定因素及大小关系,反复地利用实验,使学生再次借助实验来理解左手定则。
(2)利用幻灯展示适当的练习,帮助学生认识几何知识在三个方向问题中的空间处理方式,以克服上述疑点。
三、课时安排
1课时。
四、教具准备
铁架台、线圈、蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线、幻灯片
五、学生活动设计
1.本课学生主要活动就是围绕演示磁场对电流的作用的实验,实验前有意识地设问,引导学生集中注意力观察演示实验,然后回答提问,归纳出实验的结论和目的——磁场对电流的作用力情况。
2.通过适当练习启发学生开动脑筋,联系数学中几何知识,利用空间想象,从不同角度、方位动手画出磁场方向、电流方向及磁场对电流的作用力方向之间的关系的平面图。
六、教学步骤
(一)明确目标
略
(二)整体感知
略
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1.引入新课
提问前两节课所学的有关磁场的基础知识。
提问①磁场最基本的性质是什么?什么是磁现象的电本质?
提问②电流周围也存在磁场是怎样被证实的?
提问③磁感线是什么?试画出蹄形磁铁的磁感线分布图?
学生回答
①磁场最基本的性质是有力的作用——对磁极有力的作用,磁现象的电本质指电流和磁铁的磁场都是由电荷的运动产生的。
②奥斯特通过简单的实验——南北放置的通电导线,导致小磁针东西指向,证实了电流的磁效应问题。
③磁感线是描述磁场的空间分布的假想曲线,蹄形磁铁的磁感线分布如右图所示既然磁场最基本的性质就是发生力的作用,而电流又能产生磁场,对小磁针发生作用,电流与磁铁的磁场的起源又相同,那么磁场跟电流之间有没有作用呢?
2.新课教学
(1)磁场对电流有力的作用
介绍如图所示的实验装置
利用幻灯显示的磁铁与导线的平面图,更直观具体地提醒学生注意磁场的方向与导线电流的方向关系——互相垂直。
请学生观察实验现象。
通电后,导线向右摆动。
上述实验现象证明了通电导线在磁场里要受到力的作用。
力是有大小的,那么磁场对申流的作用力大小与什么因素右关呢?
①与电流大小有关。
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场的方向垂直不变这两个条件,通过滑动变阻器改变导线中电流的大小。
请学生观察实验现象。
导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大,电流小,摆角小。
幻灯显示
分析说明垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小跟导线中电流的大小有关,电流大,作用力大,电流小,作用力小。
②与导线在磁场中的长度有关。
仍然保持前面两个条件不变,改变导线在磁场中的长短。
请学生观察实验现象。
导线摆动的角度大小随之而改变,导线长,摆角大,导线短,摆角小。
幻灯显示
分析说明垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小还跟导线在磁场中的长度有关,导线长,作用力大,导线短,作用力小。
③与导线在磁场中的放置方向有关。
演示实验
保持电流的大小及导线的长短不变,使导线与磁场方向平行。
如右图所示
观察现象,导线不动
保持其他条件不变,使导线与磁场方向成某一锐角。
观察现象导线有摆动,但摆动角度小于导线与磁场方向互相垂直时的情形。
说明:在其他条件不变的情况下,电流方向与磁场方向垂直时,磁场对电流的作用力最大。
平行时,作用力最小,为零。
既不垂直也不平行而成任一角度时,作用力的大小介于最大值和零之间。
(2)左手定则
通过上述实验,我们已经知道了决定磁场对电流的作用力的大小因素,那么,磁场对电流作用力的方向又如何呢?同样,通过前面的实验,我们可作进一步的分析研究。
演示实验
①交换电线的正负极改变导线中电流的方向,其他条件不变,如导线的长度,电流的大小,导线在磁场中的位置,与磁场方向的垂直等。
②交换磁铁的两个磁极的位置改变磁场的方向,其他条件不变。
观察现象导线的摆动方向随上述条件改变而改变。
分析说明通电导线在磁场中受到的作用力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系。
最后,人们通过反复的实验和大量的研究,总结出通电导线在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电流方向之间存在着一个规律——左手定则。
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左手定则——伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向。
如右图所示
利用前面的演示实验,请学生伸出左手进行直接地练习。
强调,掌心——磁感线垂直穿入(N极在上方的则掌心朝上)四指——电流方向(从正极指向负极)大拇指——磁场对电流作用力的方向(即导线摆动的方向)。
启发学生利用几何知识,画出左手定则图所示情形,从不同侧面观察而得的平面图。
3.课堂小结
①磁场对电流有力的作用,大小与电流大小及导线长短有关。
②磁场对电流的作用力的方向与磁场的方向及电流的方向三者之间的关系遵循左手定则。
③磁场对电流的作用力,是由法国物理学家安培最早发现的,为了纪念他,将这个作用力称为安培力。
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介绍P77阅读材料安培的有关事迹,以他的不懈努力和忘我工作的精神来鼓励学生努力学习,奋发向上。
4.巩固练习
(1)画出下图中通电导线的安培力的方向。
(2)书本P78(1)
(四)总结、扩展
1.磁场对电流的作用力大小还与磁场的大小——磁感应强度有关,与电流方向跟磁场方向所成角度有关。
2.安培力的大小与电流的大小,导线的长短,磁感应强度的大小及电流方向跟磁场方向的夹角正弦成正比。
3.安培力的方向、电流的方向及磁场的方向三者之间的关系,安培力的方向一定同时垂直于磁场方向和电流方向,即安培力垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面,但磁场方向与电流方向不一定互相垂直。
七、布置作业
1.思考题
从演示实验中,我们可以发现把导线移到磁场中不同的位置上时,导线摆动的情况也不同,这说明了什么问题?
2.书面作业
P79(2)、(3)、(4)
八、板书设计
第三节磁场对电流的作用左手定则
1.磁场对电流的力的作用
①与电流大小有关
②与导线在磁场中的长度有关
③与导线在磁场中的放置方向有关
2.左手定则
掌心——磁感线垂直穿入
四指——电流方向
拇指——磁场对电流作用力的方向。