通电导线在磁场中受到的力学案
【学习目标】
1、认识安培力。2、会判断安培力的方向。 3、会计算匀强磁场中的安培力。
4、会判断通电导线在磁场中的运动情况。 5、了解磁电式电流表的基本原理。
【学习重点和难点】
1、安培力方向的判断。
2、通电导线在磁场中的运动情况的判断。
【自主学习】
一、安培力的方向
1．安培力：通电导线在 中受的力．
2．决定安培力方向的因素：(1) 方向；(2) 方向．
3．左手定则：如右图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且拇指与手掌在同一平面内．让磁感线从 进入并使四指指向 ，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．
4．安培力的特点
与电流方向、磁感应强度的方向都 ，即安培力F 于B和I决定的平面．
二、安培力的大小
1．当长为L的导线，垂直于磁场B放置，通过的电流为I时，F＝ ，此时电流受力最大．
2．当磁感应强度B的方向与通电导线 时，导线受力为零．
3．当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时，F＝ .这是一般情况下安培力的表达式．其中Bsinθ是B垂直于电流方向的分量．
三、磁电式电流表
1．基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的
2．工作原理：如右图所示，磁场的方向总沿着 均匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是 的，保证B的大小不发生变化，且安培力的方向与线圈平面 ，
当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就 ，螺旋弹簧的形变也就 ，I与指针偏角θ成正比，表盘刻度 (选填“均匀”、“不均匀”)．所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小．
3．优、缺点：优点是 高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱.
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1 / 8 磁场对通电导线的作用力
课前预备
一、小小信息窗
由于地磁场的存在，它屏蔽了宇宙射线，阻止了太阳风暴对地球的袭击，保护了地球生命的延续。最新的研究成果显示，地球的磁极已经显露出向相反方向移动的征兆，科学家们认为，地球磁场也许即将反转。如果有一天地球上的南极变成了北极，指南针指向北方，鸟类和其他对磁场敏感的动物将怎样辨别方向？几万年来，蜜蜂、鸽子、鲸鱼、鲑鱼、红龟、津巴布韦鼹鼠等动物一直依赖先天性的本能在磁场的指引下秋移春返，一旦磁场消失，它们的命运很难预测。然而对于人类来说，最致命的打击莫过于直接暴露在强烈的紫外线辐射之下。
地球磁场真会反转吗？专家认为，地球磁场来自地球深处的地心部分，如图3-15所示。固体地心，四周处在熔解状的铁和镍液体。地心在金属液中的运动，产生了电流，形成了地球磁场。浆凝固时，其中的铁总是按磁场方向排列。专家把这一现象称为地球动力学，地球磁场是由地球动力支配的，地心周围的液体物质，总是处在不稳定状态，以非常缓慢的速度转动，一般大约每年移动一度。如果受到某种干扰时，这个速度会变得越来越快，使原有的磁场偏离极地越来越远，最后发生南北极互换的现象。由于矿物可以记录过去磁场的方向，科学家利用这一点，推出地球磁场大约每25万年反转1次，在地球45亿年的历史中，地磁的方向已经在南北方向反复变化了数百次。
二、要点综述
1．安培力方向
〔1〕左手定那么：伸出左手，使拇指与其它四个手指垂直，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，这时拇指所指的方向就是通电导线地磁场中所受安培力方向。
〔2〕理解：电流方向与磁场方向可以是任意夹角，但安培力方向总与电流垂直，总与磁场垂直，即总垂直电流与磁场所构成的平面。
注：电场力方向总与场强方向共线，安培力方向总与磁场方向垂直。
〔3〕安培力方向判别步骤：
①明确研究对象；②用右手螺旋定那么或根据磁体的磁场特征，画出研究对象所在处的磁场方向；③由左手定那么判别安培力方向。
1 3.4通电导线在磁场中受到的力（教案）
横县百合完全中学：韦衍虎
〖教材分析〗
安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。正确应用左手定则也是本章的难点之一。
〖学情分析〗
空间想象能力对本节学习至关重要，但学生这方面比较薄弱，要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，对此学生常常混淆，需要一定的巩固训练。刚学磁感应强度，对电流与磁场的方向关系的认识主要停留在垂直这种特殊情况上，这堂课要加强对方向角的认识。 另外安培力是导线的总体长度在磁场中收到的力的总和，这一点可以缓一步提醒，不要急于求成。
〖教学目标〗
知识与技能：1、知道什么是安培力，会推导安培力公式。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
过程与方法：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。
情感态度与价值观：1、通过推导一般情况下安培力的公式，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。
〖教学重难点〗
教学重点：安培力的大小计算和方向判定。
教学难点：用左手定则判定安培力的方向。
〖教法与学法〗
2 教法：讲授法、实验法、谈论法
学法：观察体验法、推论法，归类比较法、等效分析法、二维视图法
〖信息技术的融合〗
在课件中插入动态图
〖教学过程〗
一、新课引入
初次见面也没有什么礼物送给大家，我做了一个小爱心，送给大家，希望大家喜欢。(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。
第四节 磁场对通电导线的作用力
【学习目标】
1、知道什么是安培力。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。
【教学重点】
安培力的方向判断，大小的计算。
【教学难点】
磁电式电流表的原理。
【课前预习】：
1. 安培力： 。
2. 安培力的方向判定用 定则。
3. 安培力的大小：B⊥I时，F= ,B与I夹角为θ时，F= 。
4. 磁电式电流表的构造：
原理是 。两极间的极靴和极靴间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿 方向，使线圈平面都与磁场方向 ，使表盘刻度均匀；线圈偏转的 越大，被测电流就越大，即I∝θ；据线圈偏转的方向，可以知道电流的方向。
【预习自测】
1.判断下图中导线A所受磁场力的方向
想
2.将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
【自主学习】
小组内讨论课前预习案，有疑问组长记录后提出。
【合作探究】
探究一、安培力的大小方向： 1．探究安培力的方向：-
演示实验：（1）改变电流的方向，观察发生的现象。
