安培力 磁感应强度全国物理教师素养大赛一等奖课件
优品课件之第二节安培力磁感应强度
第二节安培力磁感应强度1理解磁感应强度B的定义及单位.2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.3.知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况.4.知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小.5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向. 能力目标1.通过演示磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力.2.通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力. 情感目标通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力，还需要严谨细密的科学态度. 教材分析关于安培力这一重要的内容，需要强调：1.安培力的使用条件：磁场均匀，电流方向与磁场方向垂直。
2.电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值。
电流方向与磁场方向垂直时，安培力具有最大值。
教法建议由于前面我们已经学习过电场的有关知识，讲解时可以将磁场和电场进行类比，以加深学生对磁场的有关知识的理解。
例如：电场和磁场相互对比，电场线与磁感线相互对比，磁感应强度与电场强度进行对在上一节的基础上，启发学生回忆电场强度的定义，对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。
为了让学生更好的理解磁场，可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。
--方案安培力磁感应强度一素质教育目标（一）知识教学点1.理解磁感应强度B的定义及单位.2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.3.知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况.4.知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小.5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向. （二）能力训练点1通过演示磁场对电流的作用的实验，培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.2.通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想像能力.(三)德育渗透点通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应，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，刻苦勤奋地学习和工作，善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要，鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习，将来为国家做贡献. (四)美育渗透点通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志，让学生感受物理学家们的人格美、情操美. 二学法引导1.教师通过演示实验法直观教学，决定安培力大小的因素，通过启发讲解，帮助学生归纳总结公式及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.2.学生认真观察实验，在教师启发的指导下总结规律，积极动手动脑理解公式，掌握左手定则的应用. 三重点、难点、疑点及解决办法1.重点(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为：(2)掌握左手定则.2.难点对左手定则的理解.3.疑点磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.4.解决办法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安培力大小的决定因素；反复地借助实验，来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景. 四课时安排1课时五教具学具准备铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线. 六师生互动活动设计教师先通过实验，学生观察分析、讨论、总结出安培力.公式，再引入磁感强度B的定义式，通过讲解类比电场强度，启发学生理解公式的意义，借助墙角（或桌角）帮助学生建立三维坐标空间，理解掌握左手定同. 七教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上，进一步认识磁场的强弱性质，根据磁场力的性质用定义法定义描述磁场的强弱，用磁感线形象地反映磁场的强弱，同时利用定义式来计算安培力的大小，再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向. （三）重点、难点的学习与目标完成过程1.磁场对电流的作用用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块，巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块，表明磁场有强有弱，如何表示磁场的强弱呢？我们利用磁场对电流的作用力一一安培力来研究磁场的强弱.2.决定安培力大小的因素有哪些？利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关（1）与电流的大小有关.保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头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.实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小. （2）与通电导线在磁场中的长度有关.保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小.实验结论：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限通电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.保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力大小介于和最大值之间.3.磁感应强度总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL用B表示这一比值，有.B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为. 对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱.因而我们可以用比值来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度.定义：磁感应强度单位：特斯拉，符号为T常见的地磁场磁感应强度大约是，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.在非匀强磁场中，用量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中.4.安培力的大小和方向.根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：举例计算安培力的大小.安培力的方向如何呢？还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则.左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，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.应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向.(四)总结、扩展本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量一一磁感应强度，同时，我们可以据此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定则来确定. 如果磁场方向不与电流方向垂直，安培力的大小，方向仍可用左手定则判定. 八布置作业九板书设计第三节安培力磁感应强度1.磁场对电流有力的作用2.决定安培力大小的因素(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.3.磁感应强度定义：单位：特斯拉(T)4.安培力的大小当电流方向垂直磁场方向时，安培力大小5.安培力方向左手定则.优品课件，意犹未尽，知识共享，共创未来！！！。
磁感应强度和安培力课件
2．计算大小 (1)有效长度法： 公式 F＝BIL 中的 L 是有效长度，弯曲导线的有效长度等于 连接两端点线段的长度．相应的电流沿 L 由始端流向末端，如图 所示．
(2)电流元法： 将导线分割成无限个小电流元，每一小段看成直导线，再按 直线电流的判断和计算．
(2016·海南)(多选)如图(a)所示，扬声器中有一线圈处 于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发 出声音．俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸 面)，磁场方向如图中箭头所示．在图(b)中( )
考点三 安培力的判断与计算
1．判断方向 (1)磁场和电流方向垂直的情况： 直接用左手定则判定． (2)磁场和电流方向不垂直的情况： 将磁感应强度沿电流和垂直电流方向分解，再用左手定则判 定垂直分量作用的安培力．
(3)通用结论： 不论磁场和电流方向是否垂直，安培力总是垂直于磁场和电 流方向所决定的平面． (4)常用推论： 两平行的直线电流作用时，同向电流吸引，异向电流排斥．
三、磁感线 意义：磁感线的疏密表示磁场的强弱，某点的切线方向
表示该点的磁场方向． 特点：磁感线是闭合曲线，在磁体外部从 N 极指向 S 极；
在磁体内部由 S 极指向 N 极．磁感线不相交．
安培定则：判定电流周围的磁场方向
磁场 项目
直线电流 的磁场
通电螺线管 的磁场
环形电流 的磁场
安培 定则
特点
无磁极、环 环形电流的两
绕 导线的同 与条形磁铁的磁场相似， 侧是 N 极和 S
心 圆，距导 管内为匀强磁场且最强， 极，离圆环中心
线 越远处磁 管外越远处磁场越弱． 越远磁场越弱.
场越弱
四、安培力 大小：F＝BILsinθ(θ是 B 与 I 的夹角)．
2020年高中物理竞赛—电磁学B02安培力定律 磁感应强度 (共11张PPT)
会对处于其中的运动电荷（电流）或磁体产生力的作用
磁场强度矢量
处于磁场中的电流元Idl所受的磁场力dF与该点磁场B、电流元
强度和方向有关，即
v v v
dF Idl B
安培力公式
毕奥－萨伐尔定律
v Idl
若
v B
v 由电流元 I0dl0
v dFm
0 4
产生，则由安培力定律
v Idl
v (I0dl0 R3
解：在导线上任取电流元 Idz，其方向沿着电流流动的方向，即 z
方向。由比奥—萨伐尔定律，电流元在导线外一点P处产生的磁感
应强度为
v dB
0 4 R3
Id zv R
0 4
I
sin
R2
dz
av
v B
av
0 I 4
B A
sin
R2
dz
AO
1
r
P
z Idz
R
其中 R r csc , z r ctg , dz r csc2
Bz
2
v
B
av
0 I 4 r
2
sin
1
d
0 I 4 r
cos 1
cos2 av
结果分析
当导线为无限长时，1→0，2→
v B
0 I 2 r
av
例：求半径为a的电流环在其轴线上产生的磁场。
分析：在轴线上，磁场方向沿z向。 电流分布呈轴对称。
z
P(0, 0, z) v R
解：建立如图柱面坐标系。
v R)
v Idl
v B
rv'
Байду номын сангаас
v
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３、如图所示,一根长２m的直导线， 通有１A 的电流，把它放在Ｂ＝0.2T的匀强磁场中，并 与磁场方向垂直，导线所受的安培力有多大？ 方向如何？
× × ×
× F ×
× ×
解：F=BIL =0.2×1×=0.4N
× Ⅰ ×
安培力 磁感应强度
第二课时
要点· 疑点突破(一) 磁感强度
定义：
垂直于磁场方向的通电导线，受 到的磁场力F，跟电流强度I和导线长 度L的乘积的比值叫做通电到线在该 F 处的磁感强度。定义式： B=
大小： ⅠL
磁感强度的大小由磁场本身的性 质来决定，与F、IL无关。但大小可用 F 定义式 B= 来计算。
ⅠL
方向：
磁场中某点的磁感强度B的方向 就是该点的磁感线的切线方向。 单位：
特斯拉，符号：T。 1T＝1N/1A•1m。
要点· 疑点突破(二) 安培力
安培力大小：
F＝BIL
安培力公式的适用条件 ①一般只适用于匀强磁场； ②导线垂直于磁场； ③L为导线的有效长度，即导线两端点 所连直线的长度，相应的电流方向沿L由 始端流向末端；如图所示几种有效长度；
安培力 磁感应强度
第一课时
安培力
磁 感
安培力
磁
安培力
磁 感 应
安培力
磁 感 应 强
安培力
磁 感 应 强 度
电场 电场强度 试探电荷
磁场 磁感应强度 通电导体
一、磁感应强度
影响安培力的物理量
a、磁场中导线长度不变，改变导线中的电流强度
b、导线中电流强度不变，改变磁场中导线的长度
一、磁感应强度 影响安培力的物理量
磁感应强度的方向。
物理意义：描述磁场强弱和方向的物
理量.
二、匀强磁场
1、定义：如果磁场的某一区域里,磁感 应强度的大小和方向处处相同, 这个区域的磁场叫做匀强磁场. 2、特点：磁感应强度大小和方向处处相 同,磁感线是平行等距的直线.
N
S
3、距离很近，相对面积相同且互 相平行的异名磁极之间的磁场都可 看做是匀强磁场．密绕螺线管中的 磁场也可看做是匀强磁场。
B ×
B
B
F F × F
·
小 结
１、磁感应强度
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，
所受的安培力Ｆ跟电流Ｉ和导线长度Ｌ
的乘积ＩＬ的比值，叫做磁感应强度。
２、安培力的大小
Ｆ＝ＢＩＬ
３、安培力的方向
左手定则
１、关于磁感应强度Ｂ的下列说法 正确的是( D )
Ａ、通电导线受安培力大的地方，Ｂ一定大。 Ｂ、通电导线在Ｂ大的地方，受安培力一定大。 Ｃ、放在匀强磁场中各处的通电导线，受安培 力的大小和方向处处相同。 Ｄ、Ｂ的大小和方向跟放在磁场中的通电导线 受安培力的大小和方向无关。
a、磁场中导线长度不变，改变导线中的电流强度
=>Ｆ∝Ｉ
b、导线中电流强度不变，改变磁场中导线的长度
=>Ｆ∝Ｌ
磁感应强度
定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线, 所受的安培力F跟电流I和导线L的乘积 IL的比值叫做磁感应强度. 公式：B= F ⅠL
单位：特斯拉（Ｔ） Ｎ １Ｔ＝１ A· m
在磁场中某一点,放 入一根通电导线,导 线与磁场方向垂直, 导线长1cm,电流为 5A,所受安培力为 5×10-2N,问
２、下列说法正确的是（ C
） Ａ、磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定，把一 小段通电导线放在该点时受到的安培力Ｆ与该导 体长 度Ｌ和通的电流Ｉ的乘积的比值，即Ｂ＝ Ｆ /Ｉ · Ｌ。 Ｂ、通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁 感应强度一定为零。 Ｃ、磁感应强度Ｂ＝Ｆ／Ｉ· Ｌ，只是定义式，它的 大小取决于场源以及磁场中的位置，与ＦＩＬ以 及通电导线在磁场中的方向无关。 Ｄ、通电导线在磁场中所受安培力的方向就是磁场的 方向。
5.如图，水平放置的光滑金属导轨M、N， 平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的 磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹角 为α，金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与 导轨垂直，电源电动势为E，定值电阻为R， 其余部分电阻不计，则当电键K合上时，棒 ab受到的安培力的大小为__________，方 向为__________，棒的加速度大小为 __________.
同步练习
１.下列说法中错误的是( ABCD ) A.磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、 长为ｌ的一小段导线放在该处时所受磁场力F与Ｉ、
ｌ
B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则 C.一小段通电导线放在磁场中Ａ处时受磁场力比 放在Ｂ处大，则Ａ处磁感应强度比Ｂ处磁感应强度 大D.因为Ｂ＝Ｆ／ＩL，所以某处磁感应强度的大 小与放在该处的通电小段导线ＩL
２.如图所示的磁场对直 线电流的作用图中，其 中不正确的是( BC )
3.如图所示，固定长直导线竖直放置，通以竖直 向上的直流电.在导线右侧放一可以自由移动矩形 通电线框，它们同一平面内，则线框运动情况是 ( B) A. B. C. D.
4.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水 平光滑绝缘圆柱上，且能自由转动，若两线 圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运 动情况是_______ C A.都绕圆柱转动 B.以不等的加速度相向运动 C.以相等的加速度相向运动 D.以相等的加速度相背运动
要点· 疑点突破(二) 安培力
安培力大小讨论： 当通电导线垂直与磁场方向放置时， F＝BIL； 当通电导线平行与磁场方向放置时， F＝0。 B与I成θ角时，F＝ BILsin
安培力方向判定——左手定则：
伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且 与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿 入手心，并使四指指向电流方向，这时手 掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直， 大拇指所指的方向就是通电导线所受安培 力的方向.
(1)这点的磁感应强度为多大? (2)若通过导线的电流变为1A, 则磁感应强度变为多少?
地面附近磁场的磁感应强度 大约是0.3×10-4T～0.7×10-4T, 永磁铁的磁极附近的磁感应强度 大约是10-3T～1T,在电机和变压 器的铁芯中，磁感应强度可达 0.8T～1.4T
矢量性：某点磁场方向定义为该点的
三、安培力
定义:磁场对电流的作用力. 大小：F=BIL 方向:用左手定则判断.
画出图中磁场对通电导线的 安培力的方向
× × ×
B
Ⅰ
F ×
×
×
×
×
×
F
·
图中表示一根放在磁场里的通电直导线,直导 线与磁场方向垂直,图中已分别标明电流,磁感 应强度和安培力这三个量中的两个的方向,试 标出第三个的方向.