(完整版)《磁场对通电导线的作用力》教学设计
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高中物理磁场对通电导线的作用教案一、教学目标:1. 让学生了解磁场对通电导线的作用,理解安培力的概念。
2. 通过对磁场对通电导线作用的学习,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过实验现象,分析并归纳磁场对通电导线的作用规律。
二、教学重点与难点:1. 重点:磁场对通电导线的作用规律,安培力的计算。
2. 难点:安培力的方向判断,磁场对通电导线作用的应用。
三、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生通过实验观察和分析,探索磁场对通电导线的作用规律。
2. 利用多媒体辅助教学,展示磁场对通电导线作用的相关现象和原理。
3. 采用小组讨论法,培养学生的合作意识和团队精神。
四、教学过程:1. 导入:通过展示电流表指针偏转的实验,引导学生思考电流与磁场之间的关系。
2. 新课导入:介绍磁场对通电导线的作用,讲解安培力的概念。
3. 实验演示:进行通电导线在磁场中受力的实验,观察实验现象。
4. 分析与讨论:引导学生根据实验现象,分析磁场对通电导线的作用规律。
5. 知识拓展:介绍安培力的计算方法,并举例说明。
五、课后作业:1. 根据实验现象,绘制磁场对通电导线作用力的示意图。
2. 运用安培力的计算方法,计算实验中通电导线所受的安培力。
3. 结合生活实际,思考磁场对通电导线作用的应用,如电动机、扬声器等。
六、教学评估:1. 通过课堂提问,检查学生对磁场对通电导线作用的理解程度。
2. 观察学生在实验中的操作和分析能力,评估其对安培力概念的掌握。
3. 收集学生完成的课后作业,评估其对磁场对通电导线作用规律的应用能力。
七、教学反思:1. 反思教学过程中的有效性和趣味性,考虑如何改进教学方法以提高学生的参与度。
2. 分析学生的学习反馈,调整教学内容和难度,确保符合学生的学习需求。
3. 考虑如何在后续课程中更好地衔接磁场对通电导线的作用与其他物理概念,如电磁感应。
八、教学拓展:1. 介绍磁场对运动电荷的作用,引入洛伦兹力的概念。
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教材分析:本节课程将深入探讨安培力的方向和大小,以及安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系(左手定则),这些内容是本章的重点和难点。
需要强调的是,安培力的方向始终与电流和磁感应强度的方向垂直,但电流方向与磁感应强度的方向之间可以存在任意角度。
当电流方向与磁感应强度的方向垂直时,安培力达到最大值。
对于这些概念的准确理解和应用,是本章的另一个难点。
物理核心素养:物理观念:安培力的方向始终与电流和磁感应强度的方向垂直,这是由于安培力是由电流在磁场中受到的力,而电流的方向与磁感应强度的方向相互垂直,因此安培力的方向也会与这两个方向垂直。
这一结论在物理学中有着广泛的应用,特别是在电力和磁力相互作用的场景中。
科学思维:推导匀强磁场中安培力的表达式,计算匀强磁场中安培力的大小科学探究:观察安培力与哪些因素有关的实验,记录实验现象并得出相关结论。
科学态度与责任:通过实验演示、动手操作仪器,让学生体验安培力的特点,将理论联系实际。
教学重难点:1、教学重点:安培力的方向和大小2、教学难点:安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系教学方法与教具:多媒体、视频片断、安培力演示仪、三维立体坐标等教学过程:一、新课引入初次与大家见面,我并没有准备贵重的礼物,但为了表达我的诚意和心意,我亲手制作了一个小爱心。
这个爱心虽然微小,但寄托了我的祝福和希望,希望你们能够喜欢这份简单而真挚的礼物。
(播放动图、音频)问题:为什么“心”会转动?其中会有怎么样的规律呢?通过前面的学习我们知道了磁场对通电导线会有力的作用。
安培在这方面有杰出的贡献,为了纪念他,我们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
电流的单位是A ,说的就是他。
大家应该熟悉了吧。
我们高一学习力的时候,知道力的三要素是力的大小,力的方向和作用点。
通电导线在磁场中所受的作用力作用点肯定在导线上。
那么问题:安培力的大小和方向是怎么样的呢?二、新课教学一、知识回顾如何描述磁场强弱?在必修课中,我们已经知道了磁场对通电导线有作用力,并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B ILF B 安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力(Ampère force),把电流的单位定为安培安德烈-马里安培(法语∶André-Marie Ampere,FRS,1775年1月20日-1836年6月10日)是法国物理学家、数学家,经典电磁学的创始人之一。
2024年《磁场对通电导线的作用力》教案6一、教学内容本节课选自《电磁学》教材第四章第3节,主要详细讲解磁场对通电导线的作用力。
内容包括安培力定律的推导、安培力的计算方法、左手定则的应用,以及磁场对通电导线作用力的实际应用。
二、教学目标1. 理解并掌握安培力定律,能够运用左手定则判断磁场对通电导线的作用力方向。
2. 能够运用安培力计算方法,解决实际问题。
3. 了解磁场对通电导线作用力的应用,培养学生学以致用的能力。
三、教学难点与重点重点:安培力定律的推导和运用,左手定则的应用。
难点:安培力的计算方法,磁场对通电导线作用力的实际应用。
四、教具与学具准备1. 教具:磁铁、通电导线、电流表、电压表、滑动变阻器、演示用安培力实验装置。
2. 学具:每组一套实验器材,包括磁铁、通电导线、电流表、电压表、滑动变阻器。
五、教学过程1. 实践情景引入通过演示安培力实验,让学生观察通电导线在磁场中受到的作用力,引发学生对问题的思考。
2. 知识讲解(1)安培力定律的推导。
(2)安培力的计算方法。
(3)左手定则的应用。
3. 例题讲解结合实际例题,讲解安培力的计算方法和左手定则的应用。
4. 随堂练习学生独立完成随堂练习,巩固所学知识。
5. 实验操作学生分组进行实验,验证安培力定律,观察并记录实验数据。
6. 结果讨论7. 知识拓展介绍磁场对通电导线作用力的实际应用,如电机、发电机等。
六、板书设计1. 安培力定律的推导。
2. 安培力的计算方法。
3. 左手定则的应用。
4. 磁场对通电导线作用力的实际应用。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算题:给定通电导线的长度、电流和磁场强度,计算安培力。
(2)判断题:判断通电导线在磁场中受到的作用力方向。
2. 答案:(1)计算题答案:根据安培力计算公式,代入数据计算得出。
(2)判断题答案:运用左手定则判断。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对安培力定律的理解程度,实验操作的熟练程度。
第四节磁场对通电导线的作用新海高级中学牛学才朱传苏一、三维目标【知识和技能】1、掌握判断安培力的方向的方法---左手定则。
2、掌握安培力的分析及计算方法。
【过程和方法】1、通过试验演示出磁场、电流、安培力三方向关系,作出示图,总结出判断方法---左手定则。
2、学会处理电流和磁场不垂直时的安培力的计算。
【情感、态度、价值观】培养学生将分析比较习惯,培养其探索精神。
二.教学重点磁场对电流的作用力的方向判断和大小计算。
三.教学过程(一):安培力的方向回顾:(1)第2节磁场对通电直导线的作用力同哪些因素有关?(2)当通电直导线垂直匀磁强时,磁场力的计算公式总结:磁场对电流的作用力叫安培力。
下面先讨论安培力的方向。
演示:如图所示:如果改变导线中的电流方向现象:导线运动方向随之改变表明:通电导线在磁场中所受的安培力的方向与导线中的电流方向有关作出示意图(改变前,后),标注磁场方向、安培力的方向与导线中的电流方向演示:如果调换磁铁两极的位置,即改变磁场方向现象:导线运动方向也随之改变表明:通电导线在磁场中所受的安培力的方向与磁场方向有关作出示意图(改变前,后),标注磁场方向、安培力的方向与导线中的电流方向设问:通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向,电流方向之间有怎样的关系呢?对四幅图进行分析比较,找出规律及统一的判定方法。
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,让磁力线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向,就是通电导线所受的安培力的方向。
说明:⑴已知磁场方向,电流方向和安培力方向中任何两个方向可以利用安培定则判断第三个的方向(2)电流方向和磁场方向可以不垂直,但安培力方向一定垂直磁场方向、垂直电流方向,即垂直于电流和磁场确定的平面。
练习:1、教材P99练习1。
2、判断平行同向、异向通电直导线间的相互作用。
(二)、安培力的大小第2节中,我们已经知道:垂直于磁场B放置,长度为L的一段导线,当通过的电流I为时,它所受到的安培力F为:F=ILB。
/./.1.1磁场对通电导线的作用力一、教材分析物理课程标准:能够判断安培力的方向跟大小的计算教材内容及体系安排:安培力是本章节的重点,能够根据左手定则判断安培力的方向、大小。
计算过程中的电流、磁感应强度垂直关系,能理解安培力平行时最小、垂直时最大。
当成相应的角度时,会使用正炫函数计算。
正确时候左手定则是本章节的重点。
二、学情分析授课学生对象:高二年级的学生。
知识储备:磁场的产生,磁感应强度的描述。
电流的磁效应,知道电流能够产生磁场,能理解小磁针发生偏转原因。
能力基础:具备相应的实验探究能力,但对实验数据处理能力较弱。
动手能力也有待增强思维方式:空间逻辑方面存在理解障碍,不会进行相应的逻辑推理三、教学目标与核心素养物理观念∶通过导体棒在磁场中的演示实验,体会安培力的存在科学思维∶会使用左手定则判断安培力的方向,会使用公式计算安培力的大小科学探究:掌握研究安培力的方向和大小的方法,能在具体问题中判断安培力方向。
会计算相应的题目科学态度与责任∶对相应的磁电式电流表的原理分析,体会科学技术对社会发展的促进作用。
物理与生活是息息相关的四、教学重难点教学重点:安培力大小的计算、方向判定教学难点:知道电流与磁场夹角不垂直时,会利用左手定则判定安培力的方向。
五、教法学法教法:讲授法、实验法、创设情境法学法:自主探究法、讨论交流法六、教学准备多媒体课件、导线、蹄形磁铁、导体棒、铁架台、电源、电动机模型、导轨、导体棒等七、教学过程回顾知识,复习导入1.磁铁之间的作用规律2.电流对小磁针的作用规律3.安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向?4.描述磁场强弱的物理量是哪个?如何计算?5.磁场和通电导线的平面图画法新课教学1,探索安培力的存在探究导体棒在磁场中的受力实验器材:u型磁铁、导线、铁架台、导体棒、学生电源等教师:u型磁铁的两极会产生磁场,磁场的分布情况如何?我们用什么量来形容磁感应强度的强弱。
学生:磁铁会产生磁场,磁场的分布外部是从N级出发到S级,内部是从s 级到n级。
《磁场对通电导线的作用力》教学设计方案(第一课时)一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握磁场对通电导线作用力的基本概念和规律。
通过学习,学生能够理解安培力的大小和方向的决定因素,掌握左手定则的应用,并能够通过实验观察和解释磁场与电流相互作用的现象。
同时,培养学生的科学探究能力和实验操作能力,激发学生对物理学的兴趣。
二、教学重难点教学重点:理解安培力的大小和方向的决定因素,掌握左手定则的应用。
通过实验观察,让学生直观感受磁场对电流的作用力。
教学难点:引导学生从微观角度理解磁场与电流的相互作用机理,培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。
三、教学准备1. 教具准备:物理实验器材(如通电导线、磁铁、电流表等),多媒体教学设备。
2. 资源准备:制作相关的教学课件,包括磁场与电流相互作用的基本原理、左手定则的演示动画等。
3. 学生准备:预习相关知识点,准备笔记本和练习本,以便记录和练习。
根据上述准备,第一课时将通过理论讲解、实验演示、学生操作练习等方式,引导学生逐步掌握《磁场对通电导线的作用力》的基本知识和技能。
四、教学过程:(一)导入新课在开始本课之前,教师首先会通过一个引人入胜的导入来吸引学生的注意力。
教师会展示一个简单的电动机模型,并询问学生其工作原理。
随后,教师可以简单介绍磁场与电流的相互作用,从而引出本课的主题——《磁场对通电导线的作用力》。
这样的导入旨在激发学生的好奇心,并引导他们积极思考本课的学习内容。
(二)知识铺垫为了让学生更好地理解本课内容,教师需要先进行一些必要的知识铺垫。
首先,教师会回顾电流的概念、磁场的性质以及电场与磁场的区别与联系。
同时,教师还会解释什么是力以及力的基本性质。
这些铺垫性的知识有助于学生更好地理解后续的课程内容。
(三)新课内容讲解1. 磁场对通电导线的作用力概念讲解在讲解磁场对通电导线的作用力时,教师会先介绍安培力的概念和产生原理。
通过实验演示或多媒体展示,让学生直观地感受磁场对电流的作用力。
人教版选择性必修第二册第一章《安培力与洛伦兹力》第一节磁场对通电导线的作用力教学设计一、教材分析本节是人教版高中物理选择性必修二第一章第1 节的内容,在磁场概念的基础上从宏观的角度研究磁场力,为学习洛伦兹力在知识和研究方法上做准备,起到承上启下的作用。
本节内容分为三个部分,第一部分在探究性实验的基础上定性研究安培力的方向;第二部分定量研究安培力的大小;第三部分是安培力在生产生活中的应用。
教材以实际应用为背景,在呈现知识时关注学生获取知识的过程,注重为学生自主探究搭建平台,以增强科学探究能力。
安培力属于磁场力,教学中要适时地帮助学生建立场的物质观。
二、教学目标:(一)物理观念通过对安培力的学习,使学生从相互作用的角度建立场的物质观。
(二)科学思维经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程,体会归纳推理的方法,经历一般情况下安培力表达式的得出过程,体会矢量分析的方法。
(三)科学探究设计探究实验,归纳安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系。
(四)科学态度与责任学习安培力的应用,体会物理知识与科学技术的关系。
三、教学重点:安培力的方向和大小。
四、教学难点:安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系五、教学方法:讲授法、实验法、讨论法六、器材准备安培力实验演示器材 1 套、安培力分组实验器材15 套、电动剃须刀一只、磁电式电流表一台、自制直流电动机一台。
视屏播放:简要介绍我国第三艘航母“福建舰”,提出问题:什么是电磁弹射?引入新课。
从“福建舰”电磁弹射入手,提出磁场对通电导线有作用力,引出安培力的概念。
安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力,把电流的单位定为安培。
演示自制直流电动机,激发学生的求知欲。
提出问题:安培力的大小和方向是怎么样的呢?【一】安培力的方向实验探究:安培力的方向与哪些因素有关?学生猜想:可能跟磁感应强度的方向有关,可能跟电流的方向有关。
《磁场对通电导线的作用力》教案6一、教学内容本节课选自教材《电磁学》第五章第3节,详细内容包括磁场的基本概念,磁场对通电导线的安培力定律,安培力的大小和方向计算,以及应用实例分析。
二、教学目标1. 理解磁场对通电导线产生安培力的基本原理。
2. 学会计算安培力的大小和方向,并能应用于实际问题。
3. 培养学生的科学思维和团队合作能力。
三、教学难点与重点教学难点:安培力方向的判定,计算方法的运用。
教学重点:磁场对通电导线的作用力原理,安培力的计算。
四、教具与学具准备1. 教具:电流表、磁场演示器、导线、磁铁、电源。
2. 学具:计算器、笔记本、教材。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过演示磁场对通电导线的作用,让学生观察并思考磁场对导线产生的作用力。
演示:将通电导线放入磁场中,观察导线的运动。
2. 理论知识讲解:介绍磁场的基本概念,引导学生了解磁场的性质。
讲解安培力定律,分析安培力的大小和方向。
3. 例题讲解:选取典型例题,讲解安培力的计算方法。
分析安培力方向判定方法,并进行练习。
4. 随堂练习:让学生分组讨论,解决实际应用问题,如电流表的工作原理。
对学生进行提问,检查学习效果。
拓展延伸:介绍安培力的应用,如电机、发电机等。
六、板书设计1. 磁场对通电导线的作用力原理2. 安培力的大小和方向计算方法3. 典型例题及解答4. 课后作业布置七、作业设计1. 作业题目:(1) 计算给定电流和磁场下,通电导线受到的安培力大小和方向。
(2) 分析电流表的工作原理,画出示意图并解释。
2. 答案:(1) 安培力大小:F = BILsinθ,其中B为磁感应强度,I为电流大小,L为导线长度,θ为电流方向与磁场方向的夹角。
(2) 电流表的原理:利用磁场对通电导线的作用力,使指针偏转,指示电流大小。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对磁场对通电导线作用力的理解程度,以及对安培力计算方法的掌握情况。
2. 拓展延伸:研究其他电磁现象,如电磁感应、电磁场等,增强学生对电磁学的整体认识。
《磁场对通电导线的作用力》精品教案6一、教学内容本节课选自物理教材第九章《电磁学》第三节《磁场对通电导线的作用力》。
详细内容包括:磁场对通电导线作用力的定义、安培力定律、左手定则的应用,以及磁场对通电导线作用力的计算。
二、教学目标1. 理解磁场对通电导线作用力的概念,掌握安培力定律。
2. 学会使用左手定则判断磁场对通电导线作用力的方向。
3. 能够运用磁场对通电导线作用力的计算公式解决实际问题。
三、教学难点与重点难点:磁场对通电导线作用力的计算。
重点:安培力定律、左手定则的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:磁场演示器、电流表、导线、电源、磁铁。
2. 学具:计算器、练习本、铅笔。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过演示磁场演示器,让学生观察电流通过导线时受到的磁场力作用。
2. 知识讲解:(1) 安培力定律:讲解安培力定律的原理,引导学生理解磁场对通电导线作用力的计算方法。
(2) 左手定则:讲解左手定则的使用方法,让学生学会判断磁场对通电导线作用力的方向。
3. 例题讲解:讲解一道磁场对通电导线作用力的计算题,步骤如下:(1) 分析题目,列出已知量和未知量。
(2) 运用安培力定律和左手定则,列出计算公式。
(3) 代入已知量,求解未知量。
4. 随堂练习:让学生独立完成一道磁场对通电导线作用力的计算题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 磁场对通电导线的作用力(1) 安培力定律(2) 左手定则(3) 计算公式2. 例题解析3. 课堂小结七、作业设计1. 作业题目:计算一道磁场对通电导线作用力的题目。
题目:一根长为1米的直导线,通以5安培的电流,放入磁感应强度为0.5特斯拉的磁场中,求导线受到的磁场力。
答案:F = BIL = 0.5 × 5 × 1 = 2.5牛顿2. 作业要求:完成题目计算,并解释计算过程中所用到的公式和原理。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对磁场对通电导线作用力的理解程度,以及解题方法的掌握情况。
《磁场对通电导线的作用力》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解磁场的观点,以及磁场对通电导线的作用力。
2. 掌握安培力的观点和计算方法。
3. 能够运用安培力原理解决相关问题。
二、教学重难点1. 教学重点:理解磁场的观点,掌握安培力的观点和计算方法。
2. 教学难点:运用安培力原理解决实际问题。
三、教学准备1. 准备教学PPT,包含图片、动画和视频等多媒体素材。
2. 准备实验器械,包括通电导线、磁铁等,用于演示磁场和安培力的作用。
3. 准备习题集,包含各种类型的问题,供学生练习和稳固知识。
4. 安排实验室或教室,进行现场教学。
5. 邀请有经验的教师或工程师参与授课,提供实践经验和案例分析。
四、教学过程:(一)引入1. 回顾磁场观点及描述方法。
2. 展示通电导线,提问:在磁场中会发生什么现象?3. 引出本节课主题:磁场对通电导线的作用力。
(二)新课教学1. 讲解磁场的观点,介绍磁感线,让学生了解磁场的方向、强度等基本性质。
2. 介绍通电导线在磁场中受到的作用力——安培力。
3. 通过实验演示,让学生观察通电导线在磁场中的运动情况,理解安培力的产生原因和方向。
4. 讲解安培力的应用,如电动机、发电机等。
5. 引导学生思考:改变磁场的方向或强度,安培力会如何变化?6. 讨论影响安培力大小的因素,如电流、磁场的强度和方向等。
(三)实践活动1. 分组实验:让学生自己动手操作,通过改变条件观察安培力的变化,加深对安培力的理解。
2. 要求学生根据所学知识,设计一个利用磁场对通电导线作用的装置。
(四)教室小结1. 回顾本节课的主要内容:磁场、安培力、应用等。
2. 强调安培力在实际生活中的应用。
(五)安置作业1. 完成课后练习题。
2. 搜集有关磁场和安培力的实际应用案例,进行分享和讨论。
教学设计方案(第二课时)一、教学目标1. 知识与技能:理解安培力的大小和方向观点,掌握安培力的大小计算方法。
2. 过程与方法:通过实验操作,培养学生的观察和实验能力。
《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:
先介绍如图中的实验装置,然后观察实验。
如图所示,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的。
将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。
有电流通过时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较安培力的大小。
分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流强度由外部电路控制。
先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。
观察这两个因素对磁场力的影响。
磁场对通电直导线有力的作用,引导学生作定性分析,得出:确定的磁场,对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I有关。
(1)通电导线长度一定时,电流越大,安培力越大;
(2)通电导线电流一定时,通电导线越长,安培力越大;
总结:精确的实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F跟通过的电流强度I和导线长度L成正比,或者说跟I·L的乘积成正比。
这就是说无论怎样改变电流强度I和导线长度L,乘积IL增大多少倍,则F也增大多少倍。
(3)写成公式为:或
单位:特斯拉(T)1T=1N/(A·m)
(教师引导学生一起分析以上两式中B的物理意义。
)
(4)理解:
①在同一磁场中,不管I和L怎样变化,B总是不变的,即比值是恒量。
②在不同磁场中,B一般是不同的,即比值与磁场有关。
总结:比值B是由磁场本身决定的。
在I、L一定的情况下,F
越大,比值B越大,表示磁场越强。
可见,用
比值B可以表示磁场的强
弱。
类比:正如电场特性用电场强度来描述一样,磁场特性用一个新的物理量——磁感应强度来描述。
2、安培力的方向
演示:改变电流的方向
现象:导体向相反的方向运动。
演示:调换磁铁两极的位置来改变磁场方向
现象:导体又向相反的方向运动。
教师引导学生分析得出结论:
(1)安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
(2)安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
(以上的实验结论,也可以用右边的两图来表示,大量的实验表明,这个结论正好与我们的左手相符合,因此人们把它称作左手定则。
)
3、左手定则
通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用
左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手
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,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。
例:判断下图中导线A所受磁场力的方向。
4、思考与与讨论:
通电平行直导线间的作用力方向如何呢?
演示:电流的方向相同时
现象:两平行导线相互靠近。
演示:电流的方向相反时
现象:两平行导线相互远离。
引导学生利用已有的知识进行分析:
如图,两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时,它们相互间的作用力的方向如何?
说明:分析通电导线在磁场中的受力时,要先确定导线所在处的磁场方向,然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。
5、磁电式电流表
中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表,下面我们来学习磁电式电流表的工作原理。
(1)电流表主要由哪几部分组成的?投影图3.4-5。
电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。
(2)什么电流表可测出电流的强弱和方向?
磁场对电流的作用力和电流成正比,圈中的电流越大,安培力越大,线圈和指针偏转的角度就越大,因此,根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱。
(3)电流表中磁场分布有何特点呢?
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的(如图3.4-7)。
这样的磁场,可使线圈转动时,它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同,从而使表盘的刻度均匀。
◆反馈练习
(1)将一根通有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,。
试判断下列各图中导线所受安培力的方向。
(2)如果已知上图中直导线长度为20cm、通有0.1A的电流,磁感应强度为1T,试求出各图中导线所受安培力的大小分别是多大? [答案:0.02N ,0N,0.02N ]
◆课堂总结
1、安培力的大小
(1)通电导线长度一定时,电流越大,安培力越大;
(2)通电导线电流一定时,通电导线越长,安培力越大
(3)公式:或
(4)理解:
2、安培力的方向
3、左手定则
伸开左手,使跟垂直,并且都,
把手放入磁场中,让垂直穿入手心,并使指向电流的方向,
那么,所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
4、思考与与讨论:
5、磁电式电流表
◆家庭作业与活动
1.认真阅读课本
2.书面作业P176(5)、(6)、(7)
【教学小结】
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。
在磁场中某处,垂直磁场方向放置的通电直导线,所受的磁场力与其导线长度和电流强度乘积的比值是不变的恒量,即只要在磁场中的位置不变,若是改变垂直磁场方向放置的导线长度,或改变其中的电流强度,则所受的磁场力改变,但磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值是不变的,为一特定恒量,说明该恒量反
映了磁场在该处的性质。
如果改变磁场中的位置,再垂直磁场方向放置通电直导线,其所受磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值又是一个不同的恒量,该恒量即反映磁场在这一位置场的性质。
磁场的这种性质命名为磁感应强度。
这正可与电场类比:放在电场中某点的检验电荷所受到的电场力与其电量的比值是不变的恒量。
它反映电场性质,命名为电场强度。
对于安培力的方向的阐述,着重阐明线线关系和线面关系。
☆教学设计☆
磁场对通电导线的作用力。