《通电导线在磁场中受到的力》案导学 - 许华奇

《 通电导线在磁场中受到的力》 教学设计
梁 雷
西南 大 学 附 属 中学 ， 重庆 ４ ０ ０ ７ ０ ０
摘 要： 《 通 电 导 线在 磁 场 中受 到 的 力 》 是 高 中物 理 教 学 的 重要 内容 。为 了增 强教 学 的 有 效 性 ， 彰 显 学 生 学 习物 理 知
（ １ ） 知 道什 么是 安培力 。 （ ２ ） 知 道 安 培力 的方 向与 电流 、 磁 感 应 强 度
的方 向都垂直 ． 会 用左 手定则判 断安培 力 的方 向 。
（ ３ ） 知 道 电流 方 向 与磁 场 方 向平 行 时 ， 电流 受 到 的安 培 力 最小 ， 等 于零 ； 电流 方 向 与磁 场 方 向垂 直 时 ， 电流受 到 的安培力 最 大 ， 等于 Ｂ 儿。会
针对 课标 要求 和 学生 学 习 的实 际情 况 。 让 学生 掌
握 判 断安 培 力 方 向 和计 算 安 培 力 大 小 的方 法 成 为本 节课 的教 学重点 ， 而难点 的突破有 以下两 点 ： （ １ ） 由 于安 培 力 的方 向 与磁 场 的方 向 、 电流
用Ｆ ＝ Ｂ Ｉ Ｌ计算 匀强 磁场 中安 培力 的大 小 。
交 分解 法做 出理论 分 析 。
３ 学 习 目标 分 析
３ ． １ 知 识 与技 能
基 础 上继续 学 习磁场 对 电流 的作用 。 新课标 对 本
节 课 的 要求 是 ： 通 过实 验 认 识 安 培力 ： 会 判 断 安 培力 的方 向 ；会计 算 匀强 磁 场 中安培 力 的大 小 。
识 的过 程 性 ， 以航 空母 舰 电磁 弹射 器和 教 师 演 示 实验 引 出安培 力 ； 在 演 示 实验 定 性 探 究 了安 培 力 的 方 向 的基 础 上 ， 以橡 皮

通电导线在磁场中受到的力导学案【学习目标】1.知道什么是安培力，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。

3.了解磁电式电流表的内部构造及原理。

【学习重点】安培力的方向确定和大小的计算。

【学习难点】左手定则的运用。

【课前复习预习案】1.直线电流的磁场方向可以用 定则确定：右手握住通电导线，让伸直的 所指方向与 方向一致，弯曲的 所指的方向就是 环绕的方向2.环形电流的磁场可以用另一种 定则确定：右手握住通电螺线管，让右手弯曲 的 与 的方向一致，伸直的 所指的方向就是环形导线 上磁感线的方向。

【自主学习】1.安培力：磁场对 的作用力通常称为安培力。

4．安培力的方向-----左手定则通电导线在磁场中所受安培力的方向既跟 有关，又跟 有关，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 ，并且都跟手掌 ，让磁感线 ，并使 指向 方向，这时 所指的方向，就是通电导线在磁场中 方向。

说明：安培力的方向既跟 垂直，又跟 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 。

5．安培力的大小(1)垂直于磁场B 放置的通电导线L ，所通电流为I 时，它在磁场中受到的安培力F = 。

(2)当磁感应强度B 的方向与导线平行时，导线受力为 。

(3)当磁感应强度B 的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力F = 。

6．磁电式电流表(1)电流表主要由哪几部分组成的？电流表由 、铁芯、 、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。

(2)为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，因而线圈中的电流越大，安培力越 ，线圈和指针偏转的角度就越 ，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。

当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着 ，指针的偏转方向也随着 ，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

学情分析（学生的基左手定则是判断电流或运动电荷在磁场中受力方向的有用手段由于初中课程并不要求学生掌握左手定则，所以，本课教学时应当给学生提供足够的练习机会，让学生通过反复的练习予以掌握。

磁电式电流表是安培力的典型应用，要结合磁电式电流表的教学，对学生进行技术教育。

让学生从中看到，在电流表中通过怎样的技术处理，使电流表线圈受力偏转之后能保持平衡状态，使磁场始终保持与线圈平行，以使磁场力仅与电流大小成正比，从而保证电流表的刻度均匀，等等。

导入磁场对通电导体是否有力的作用在前面已经有初步了解。

我们这节课将对通电导线在磁场中受到的力做进一步的讨论。

新授一、安培力:通电导线在磁场中受到的力称为安培力.过渡：既然安培力是通电导线在磁场中受到的力那么它的方向和大小就可能与这两者都有关系，我们先研究-安培力的方向.二、安培力的方向演示实验：教师按照课本P81页图3.13进行实验：（培养观察能力体会控制变量法）（1）改变电流的方向，观察发生的现象。

学生观察：（现象）导体向相反的方向运动。

（2）交换磁铁的位置，再观察发生的现象。

学生观察：（现象2）导体又向相反的方向运动。

教师指出：磁场对电流有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。

引导：画出课本91页的图3.4-1,知道电流兀受力的方向与磁场的方向、电流兀的方向二者不但不在一条直线上，而且不在一个平面里。

因此研究安培力的问题要涉及三维空间，我们要把立体图转化成平面图。

下面我们转化两个情景，来帮助我们找规律。

总结得出左手定则: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，这是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.巩固练习，强调安培力的方向既和磁场的方向垂直也和电流的方向垂直，但是磁场和电流的方向不一定垂直.引申：分析平行通电直导线之间的相互作用总结规律:同向电流相互吸引，方向电流，相互排斥.提问，由前面所学知识分析通电直导线之间的作用力引导：导线1受到导线2的作用力，是因为导线1处在导线2产生的磁场中•可以用牛顿第三定律分享两条让学生介绍有关安培的相关情况，可以多找几名学生进行补充和完善观察，讨论，总结根据自己的理解进行转化由左手定则判断刚才的实验现象板书标题指出安培在研究磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受到了力称为安培力教师在学生介绍的基础上，进行针对性的补充演示对立体图到平'面图的转化的方法和技巧进行指导充分调动学生参与的积极性让学生积极主动的发表自己的观点总结得出F=ILBsinB（此公式只适用于匀强磁场）四、磁电式电流表认识电流表的构造，强调两点：疋磁场的特点，不疋匀强磁场，但是同一圆上磁场强弱相同。

第三章 磁场 第4节 通电导线在磁场中受到的力第2课时知识点一 安培力作用下物体运动方向的判定方法（选讲） 例1．如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I 时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升练习1（1）．一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘，垂直放置，且两个线圈的圆心重合．当两线圈都通过如图所示方向的电流时，则从左向右看，线圈L 1将( )A ．不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．向纸外平动练习1（2）．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时( )A ．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B ．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D ．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用【小结】：1．判定导体运动情况的基本思路（选讲）判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。

2．五种常用判定方法班级： 姓名：知识点二 安培力作用下导体棒力与运动的分析例2．如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L ＝0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器。

电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1.0 Ω，一质量m ＝20 g 的金属棒ab 与两导轨垂直并接触良好。

整个装置处于磁感应强度B ＝0.80 T 、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。

金属导轨是光滑的，取g ＝10 m/s 2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值。