磁场对电流的作用

磁场对电流的作用

【目标展示】

一、知识与技能

1. 知道什么是安培力.

2. 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.

3. 会用安培力公式F=BIL解答有关问题.

4. 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.培养空间想像能力.

三、情感态度与价值观

体验由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的科学思维方法（由特殊到一般）.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与实际应用.

【重点难点】

安培力的方向确定和大小的计算.

【教学建议】1. 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.

2. 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.

3. 建议用实验观察法、逻辑推理法、讲解法等教学方法.

【教学过程】

环节一【复习导入】

复习提问导入，多媒体展示问题

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？ 答：磁感应强度的定义式是IL F

B =

3．磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？

答：只有在通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场中才成立.

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 ，求该磁场的磁感应强度B 是多少？

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

T T IL F B 5.001.0105=⨯==

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 ，B L //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.

【设计意图】通过问题、练习，巩固复习已有知识，为本节授课

做好铺垫，问题设计要有深度，不能是简单的概念或者公式的记忆复习.

环节二【新知探究】

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：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.

例题1：判断下图中导线所受磁场力的方向.

B

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?

方法点拨：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.

练习：.

与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力的方向是A．跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直

B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行

C．跟电流方向平行，跟磁场方向垂直

D ．跟磁场方向相同

【设计意图】在此环节中，教师通过演示实验，师生共同发现规律，总结利用规律，平行导线的作用力分析难度较大，所以教师要点拨方法，然后再由学生分析，最后对照实验现象，使学生加深理解左手定则的使用.

2、安培力的大小

教师：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：提问：如果通电导线与磁感应强度的夹角为θ时，如图所示磁场力的大小是多少？怎样计算？

学生互动讨论：（小组内、小组间讨论交流） 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，如图所示。即

B

F ＝ILB ⊥=ILBsin θ

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 =

例题2：下列图中的通电导线长均为L=20cm ，通电电流强度均为I=5A ，它们放入磁感应强度均为B=0.8T 的匀强磁场中，求它们所受安培力的大小和方向.

学生展示：让五个同学上黑板做，其他同学在练习本上做.出现错误的题目，共同找出错因，分析正确答案.

练习：

关于安培力，下面说法正确的是

A ．安培力与通电电流成正比

B ．安培力与磁感应强度成正比

C ．安培力与通电导线长度成正比

D ．安培力与通电电流在磁场的方位有关

【设计意图】通过学生交流讨论，使学生加深认识//B 和⊥B 对导