高中物理 3.4磁场对通电导线的作用力教案 新人教版选修3-1
人教版物理选修3-1《磁场对通电导线的作用力》教案设计
磁场对电流的作用教案一、教学目标1.掌握磁场对电流作用的计算方法。
2.掌握左手定则。
二、重点、难点分析1.重点是在掌握磁感应强度定义的基础上,掌握磁场对电流作用的计算方法,并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向。
2.计算磁场力时,对通电导线在磁场中的不同空间位置,正确地运用不同的三角函数和题目提供的方位角来计算是难点。
三、主要教学过程(一)引入新课复习提问:1.磁感应强度是由什么决定的?答:磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。
2.磁感应强度的定义式是什么?3.磁感应强度的定义式在什么条件下才成立?成立。
4.垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm,通电电流强度I=10A,若它所受的磁场力F=5N,求(1)该磁场的磁感应强度B是多少?(2)若导线平行磁场方向。
答:因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场,所以根据磁感应强度的定义式5.若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中,那么磁场的磁感应强度是多大?通电导线受到的磁场力是多少?答:当电流仍为I=10A,L‖B时,该处磁感应强度不变,仍为B=0.5T,而通电导线所受磁场力F为零。
(二)教学过程设计1.磁场对电流的作用(板书)我们已经了解到通电直导线垂直磁场方向放入磁场,它将受到磁场力的作用,根据磁感应强度的定义式可以得出:F=BIL当通电导线平行磁场方向放入磁场中,它所受的磁场力为零。
看来运用F=BIL来计算磁场对电流的作用力的大小是有条件的,必须满足L⊥B。
磁场力方向的确定,由左手定则来判断。
提问:如果通电导线与磁感应强度的夹角为θ时,如图1所示磁场力的大小是多少?怎样计算?让学生讨论得出正确的结果。
我们已知,当L⊥B时,通电导线受磁场力最大,F=BIL,而当L∥B时F=0,启发学生将B分解成垂直L的B⊥和平行L的B∥,因平行L的B∥对导线作用力为零,所以实际上磁场B对导线L的作用力就是它的垂直分量B⊥对导线的作用力,如图2所示。
物理选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用
一个通电螺线管产生的磁场与条形磁铁相似。
磁通量
我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积,叫做穿 过这个面的磁通量,简称磁通。用φ表示。 即: φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中,磁通量的单位为:韦伯(Wb)
【例题】下列各种说法中,正确的是: A.磁通量很大,而磁感应强度可能很小; B.磁感应强度越大,磁通量也越大; C.磁通量小,一定是磁感应强度小; D.磁感应强度很大,而磁通量可能为零。 【答案】AD
【答案】由左手定则作答。
F
× F
F F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时,F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时,F = ILBsinθ
垂直时:F=ILB 夹角为θ时: F=ILBsinθ
F
若不在正中央?
练习2:如图所示,a、b、c三枚小 磁针分别放在通电螺线管的正上方、管 内 和右侧.当这些小磁针静止时,小磁 针N 极的指向是………( ) A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右 C.a向左,b向右,c向右 D.a向右,b向左,c向右
• (一)知识与技能 • 1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与 电流、磁场方向都垂直时,它的方向的判断----左手定则。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。 • (二)过程与方法 • 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计 算。培养学生的间想像能力。 • (三)情感态度与价值观 • 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一 种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解,感 受物理知识之间的联系。 • 二、重点与难点: • 重点:安培力的方向确定和大小的计算。 • 难点:左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时,左手定则如 何变通使用)。 • 三、教具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒 体。
物理:3.4《磁场对通电导线的作用力》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
二、安培力的大小 1.垂直于磁场 放置长为 的通电导线 , 当通过的 垂直于磁场B放置长为 的通电导线, 垂直于磁场 放置长为L的通电导线 电流为I时 它所受的安培力 为 电流为 时,它所受的安培力F为 ILB .
2.当磁感应强度B的方向与导线方向成 角时,公 .当磁感应强度 的方向与导线方向成 角时, 的方向与导线方向成θ角时 式F= = ILBsinθ .
3.特殊位置分析法 . 根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向, 根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向 , 判 断其运动方向,然后推广到一般位置. 断其运动方向,然后推广到一般位置. 4.结论法 . 两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势, 两平行直线电流在相互作用过程中 , 无转动趋势 , 同向电流互相吸引,反向电流互相排斥;两不平行的直 同向电流互相吸引,反向电流互相排斥; 线电流相互作用时, 线电流相互作用时 , 有转到平行且电流方向相同的趋 势.
通电导体如果是弯曲的, 2. 通电导体如果是弯曲的 , 如何确定它的有效长 度?
思考·提示 提示】 【 思考 提示 】 度.
2.导体两端的连线即为有效长 导体两端的连线即为有效长
三、磁电式电流表 安培力与电流 的关系. 的关系. 1.磁电式电流表的原理是 . 2.磁电式仪表的构造特点 . (1)构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧、软铁、极靴. 构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧、软铁、极靴. 构造 (2)特点: 两极间装有极靴 ,极靴和极靴中间的铁 特点:两极间装有极靴, 特点 质圆柱, 质圆柱,使极靴与圆柱间的磁场都沿 半径 方 向 , 使 线圈平面都与磁场方向 平行 ,使表盘刻度 均匀 .
为方便对问题的分析和便于列方程, 为方便对问题的分析和便于列方程 , 在受力分析 时将立体图画成平面图,即画成俯视图、剖面图或侧视 时将立体图画成平面图,即画成俯视图、 图等. 图等.
人教版高中物理选修3-1 3.4 通电导线在磁场中受到的力 教案
一堂高效的物理课,在突出学为主体的前提下,应该看其是否有引人入胜的物理情景,是否有发人深省的物理问题,是否有宽松民主课堂氛围,是否有利于学生思维的发展,是否有利于学生能力的培养,是否能引导学生明白学习不仅仅是为了学习书本上的东西,而是要学会举一反三、触类旁通、走出圈子跳出框子、不拘泥于课本上的死的知识。所以,本课在设计上,先以“演示实验”引入课题,以求激发学生的浓厚兴趣,并引发学生思考物理现象背后蕴藏的深刻的物理知识,然后让学生猜测影响安培力大小的因素、设计探究安培力大小和方向的实验,以让学生真正去感受、亲身去体验、亲自去观察,引导学生学会用自己的眼睛来判断是非,最后提出“为什么要学习物理”的问题,引导学生用自己的心灵去感受安培力给我们带来的好处,引导学生树立学以致用、把所学的知识应用于生活、为生活服务的观念意识。
总结实验结果
提出问题:你能看出:安培力的方向、磁场方向以及电流方向三者之间存在什么样的关系?
提出左手定则:
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平面内。让磁感应线从掌心进入,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(要求每一个同学都伸手)
学生分组讨论,并交流成果
2.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。
课程标准在“通电导线在磁场中受到的力”这部分内容对高中生提出的基本要求是学生会计算磁场中安培力的大小,观察安培力方向与哪些因素有关,会判断安培力的方向与哪些因素有关,这种体会对学习后续内容有帮助。课程标准要求的行为动词为“理解”和“知道”,其核心概念为安培力,因此将这一核心概念分解如下:
1.观察安培力方向与哪些因素有关的实验,记录实验现象并得到相关结论。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。
人教版物理【选修3-1】优秀教案:3.4《磁场对通电导线的作用力》
选修3-1第三章3.4 磁场对通电导线的作用力一、教材分析安培力的方向和大小是重点,弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是难点。
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。
对此学生常常混淆二、教学目标(一)知识与技能1、知道什么是安培力,会推导安培力公式F=BILsinθ。
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。
(二)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。
(三)情感、态度与价值观1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ,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。
三、教学重点难点教学重点安培力的大小计算和方向的判定。
教学难点用左手定则判定安培力的方向。
四、学情分析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。
对此学生常常混淆五、教学方法实验观察法、逻辑推理法、讲解法六、课前准备1、学生的准备:认真预习课本及学案内容2、教师的准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案演示实验:蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标通过第二节的学习,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。
(三)合作探究、精讲点播1、安培力的方向教师:安培力的方向与什么因素有关呢?演示:如图所示,连接好电路。
演示实验:(1)改变电流的方向现象:导体向相反的方向运动。
3.4通电导线在磁场中受到的力——人教版高中物理选修3-1教案
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〗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。
【人教版】2020高中物理 第三章 磁场 3.4 磁场对通电导线的作用力教案 新人教版选修3-1
4 磁场对通电导线的作用力【设计理念】现代教育理念要求教学应当以学生为主体,教师为主导。
在教学中,教师应该充分调动学生学习的主动性和积极性,用合作探究与交流的方式引导学生,让学生在探究实验中得出实验结论,在体验科学探究的过程中培养学生的团队协作能力。
【教材分析】地位和作用:选自第三章第四节的第一课时。
安培力的大小和方向是磁场这一章的核心,而本节课探究的安培力的方向即是重点也是难点。
本节既是对前面“常见的几种磁场”的扩展,也为后面学习“磁场对运动电荷的作用”做好铺垫。
【学情分析】1.从已有知识来看:(1).学生已经了解了磁场的一般现象,建立了电磁感应强度的概念。
(2).学生已经具有一定实验探究能力,掌握了基本的物理研究方法。
(3).对物理实验有强烈的探究欲望及浓厚的学习兴趣。
2.不足之处:(1)学生的实验探究能力还比较薄弱。
(2)学生对立体空间的分析能力弱,思维活动不够深入,尤其涉及到应用手来判定立体空间内的各个方向的问题时,许多同学感到无从下手。
【教学目标】1、知识能力目标:(1).掌握安培力概念(2).知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直(3).会用左手定则判断安培力的方向2、过程、方法目标:(1).探究安培力的方向与哪些因数有关的实验过程中,感受科学探究的一般步骤。
(2).通过探究方案,体会控制变量的研究方法(3).体验如何从实验现象中总结出规律的科学方法,培养学生总结归纳的能力3、情感、态度价值观目标:(1).通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦(2).培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识【教学重点】根据学生现有的接受能力和对以后知识学习的基础要求,将本节课的重点确定为安培力方向的判定。
我认为本节课的教学重点是安培力的方向的判定【教学难点】运用左手定则,要明确磁场和电流的方向,才能对安培力的方向进行判定,而学生对三个物理量在空间的方向缺乏想像,运用左手定则艰难。
高中物理 3.4磁场对通电导线的作用力教案 新人教版选修3-1
3.4 磁场对通电导线的作用力一、教材分析安培力的方向和大小是重点,弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是难点。
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。
对此学生常常混淆二、教学目标(一)知识与技能1、知道什么是安培力,会推导安培力公式θ。
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。
(二)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。
(三)情感、态度与价值观1、通过推导一般情况下安培力的公式θ,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。
三、教学重点难点教学重点安培力的大小计算和方向的判定。
教学难点用左手定则判定安培力的方向。
四、学情分析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。
对此学生常常混淆五、教学方法实验观察法、逻辑推理法、讲解法六、课前准备1、学生的准备:认真预习课本及学案内容2、教师的准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案演示实验:蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标通过第二节的学习,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。
(三)合作探究、精讲点播1、安培力的方向教师:安培力的方向与什么因素有关呢?演示:如图所示,连接好电路。
演示实验:(1)改变电流的方向现象:导体向相反的方向运动。
(2)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。
人教版物理选修3-1《磁场对通电导线的作用力》示范教案
磁场对通电导线的作用力学案一、教学目标(一)知识与技能1、知道什么是安培力。
知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时,它的方向的判断----左手定则。
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。
(二)过程与方法通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。
培养学生的间想像能力。
(三)情感态度与价值观使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解,感受物理知识之间的联系。
二、重点与难点:重点:安培力的方向确定和大小的计算。
难点:左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时,左手定则如何变通使用)。
三、教具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。
四、教学过程:复习引入让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。
过渡:本节我们将对安培力做进一步的讨论。
(二)新课讲解-----第四节、磁场对通电导线的作用力安培力:磁场对电流的作用力.安培力是以安培的名字命名的,因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.1.安培力的方向【演示】按照P85图3。
1—3所示进行演示。
(1)、改变电流的方向,观察发生的现象.[现象]导体向相反的方向运动.(2)、调换磁铁两极的位置来改变磁场方向,观察发生的现象.[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.(P96图3。
4-1)如何判断安培力的方向呢?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一一左手定则.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,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,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.(如图)。
高中物理(人教版)选修3-1 优秀学案--3.4《磁场对通电导线的作用力》
选修3-1第三章3.4 磁场对通电导线的作用力课前预习学案一、预习目标1、知道什么是安培力,写出安培力公式2、知道左手定则的内容3、了解磁电式电流表的工作原理。
二、预习内容1.磁场对的作用力通常称为安培力。
2.磁场方向的通电直导线,受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关,导线长作用力;导线短,作用力。
用公式表示为。
3.如果磁场方向与电流方向夹角为θ时,安培力的大小,方向仍可用定则判定。
4.左手定则:让磁感线垂直穿入,四指指向方向,拇指所指的方向。
5.在磁电式电流表中,蹄形磁铁和铁心间的磁场是的。
三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向,理解洛伦兹力对电荷不做功。
2、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算。
4、了解电视机显像管的工作原理。
二、学习过程例1.如图2所示,把一重力不计可自由运动的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,当通以图示方向的电流时,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,同时上升解答:两个磁极对电流的安培力方向不同,把电流分为两部分,图2左半部分受力方向向外,右半部分受力向里。
从上往下看,通电导线将沿着逆时针方向转动。
当导线转到垂直于纸面的方向时,电流受力向下,导线将向下运动。
所以C选项正确。
例2.如图4所示,长L、质量为m的金属杆,被两根竖直的金属丝静止吊起,金属杆处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。
当金属杆中通有方向a→b的电流I时,每根金属丝的拉力大小为T。
当金属杆通有方向b→a的电流I时,每根金属丝的拉力大小为2T。
求磁场的磁感应强度B的大小。
例3.如图5两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段距离,当同时给两导线环通以同向电流时,两导线环将()A . 吸引B . 排斥C . 保持静止D . 边吸引边转动解答:两个线圈内的电流产生的磁场方向相同,互相吸引。
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3.4 磁场对通电导线的作用力
一、教材分析
安培力的方向和大小是重点,弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是难点。
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。
对此学生常常混淆
二、教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是安培力,会推导安培力公式F=BIL sinθ。
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。
(二)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。
(三)情感、态度与价值观
1、通过推导一般情况下安培力的公式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。
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。
三、教学重点难点
教学重点
安培力的大小计算和方向的判定。
教学难点
用左手定则判定安培力的方向。
四、学情分析
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。
对此学生常常混淆五、教学方法
实验观察法、逻辑推理法、讲解法
六、课前准备
1、学生的准备:认真预习课本及学案内容
2、教师的准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案
演示实验:蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线
七、课时安排:
1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标通过第二节的学习,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。
(三)合作探究、精讲点播
1、安培力的方向
教师:安培力的方向与什么因素有关呢?
演示:如图所示,连接好电路。
演示实验:
(1)改变电流的方向现象:导体向相反的方向运动。
(2)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。
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。
通电平行直导线间的作用力方向如何呢?
演示实验:
(1)电流的方向相同时现象:两平行导线相互靠
近。
(2)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。
例题2:下列四幅图中通电导体受力方向表示正确的是 ( )
2、安培力的大小
通过第二节
课的学习,我们已经知道,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 =BIL
当磁感应强度B 的方向与导线平行时,导线受力为零。
问题:当磁感应强度B 的方向与导线方向成夹角θ时,导线受的安培力多大呢?
例题1画出图中第三者的方向
教师投影图3.4-4,引导学生推导:
将磁感应强度B 分解为与导线垂直的分量⊥B 和与导线平行的分量//B ,则,
θsin B B =⊥ θcos //B B =
因//B 不产生安培力,导线所受安培力是⊥B 产生的,故安培力计算的一般公式为:
θsin ILB F =
3、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,因而线圈中的电流越大,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。
当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向也随着改变,所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。
(3)电流表中磁场分布有何特点呢?为何要如此分布?
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。
如图。
所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。
该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B 的大小是相等的。
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。
(4)磁电式仪表的优缺点是什么?
磁电式仪表的优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。
如果通过的电流超过允许值,很容易把它烧坏。
(四)反思总结、当堂检测
(五)发导学案、布置作业
课堂训练
作业
1、课下阅读课本第98页,做一做《用小磁针估测磁感应强度》或《旋转的液体》小实验。
2、完成P 99“问题与练习”第1、2、4题。
书面完成第3题。
九、板书设计
1、安培力的方向 左手定则
2、安培力的的大小:θsin ILB F
= 3、磁电式电流表
十、教学反思
空间想象能力对本节学习至关重要、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,需要一定的巩固训练。