2013广东省东海中学高二物理教案3.3《探究安培力》
高中物理3-3探究安培力（2）教案粤教版必修3
高中物理3-3探究安培力（2）教案粤教版必修3高中物理 3-3探究安培力（2）教案粤教版必修3[教学目标]（一）知识目标1、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为．2、会用左手定则熟练地判定安培力的方向3、理解磁感应强度B的定义及单位．4、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．5、知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况．（二）能力目标1、通过探究安培力方向的实验，培养学生探究能力和空间想象能力．2、通过探究安培力大小的实验，培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力．（三）情感目标通过实验探究，让学生体会科学发现的过程，激发学生对物理的学习兴趣，鼓励学生平时要具有用于探索的勇气和精神。
[重点与难点]重点：对磁感应强度的理解．安培力大小的计算和方向判断．难点：理解磁感应强度的概念．磁场方向、电流方向和安培力方向三者的关系。
[课时安排]1课时[教学用具]铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、电键、导线．[教学步骤]引入新课:教师: 磁场的基本性质是什么？学生：回顾前面学习的内容，得出磁场的基本性质是磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用。
教师：在磁场的基本性质里，其中磁场对电流的作用力称为安培力。
（引入安培力概念）一、探究安培力的方向1、实验与探究（电流垂直磁场）实物演示：①电流垂直纸面向里，磁场方向向下。
②电流垂直纸面向里，磁场方向向上。
学生：观察以上实验，得出现象（电流垂直纸面向里，磁场方向向下，安培力水平向左；电流垂直纸面向里，磁场方向向上，安培力水平向右）教师:课件重复演示以上两个实验，然后根据实验现象让学生讨论安培力方向与磁场方向是否有关，最后得出结论（安培力方向与磁场方向有关）教师:先课件演示“③电流垂直纸面向外，磁场方向向上”的实验，让学生观察出此时安培力水平向左的现象，然后再实物演示进行验证，接着比较实验②、③，让学生讨论安培力方向与电流方向是否有关，最后得出结论（安培力方向与电流方向有关）学生讨论与交流：安培力F的方向跟磁场方向、电流方向之间到底有什么关系？结论：安培力既垂直与磁场方向，也垂直与电流方向。
高中物理第三章磁场第三节探究安培力教学案粤教版选修9
1．自主思考——判一判
(1)通电导线在磁场中一定受安培力。 (×)
(2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度一定为零。
(×)
(3)应用左手定则时， 让磁感线穿过手心， 四指指向电流方向， 拇指指向安培力方向。 (√ )
(4)安培力的方向与 I 平行。 (× )
(5)与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量。
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《
第三节 探究安培力
1.磁场对通电导线的作用力称为安培力， 安培力的方向
由左手定则判定。
2．当磁感应强度与导线方向垂直时，安培力最大，为
F＝ BIL 。当磁感应强度与导线方向平行时， 安培力
为零。
3．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其定义
(×)
2．合作探究——议一议
(1)安培力的方向与磁场方向、电流方向有什么关系？
提示： 由左手定则知，安培力的方向既跟磁场方向垂直，
又跟电流方向垂直，即安培力
的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
(2)安培力方向垂直于导线而且垂直于磁场方向，那么电流也一定与磁场垂直吗？
提示：根据左手定则， 通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于导线、 垂直于磁场方向，
直导线”，只有在这个方向上导线所受的磁场力才最大，故
A 选项是错误的。若通电导线放
置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以
B 选项也是错误的。在磁场场源稳定的情
况下，磁场内各点的磁感应强度 (包括大小和方向 )都是确定的，与放入该点的检验电流、导
马鸣风萧萧整理
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《探究安培力》教案2
《探究安培力》教案2一、教学内容本节课的教学内容来自于高中物理教材《物理》的第十章“电磁学”的第二节“安培力”。
本节课的主要内容包括：安培力的定义、安培力的计算公式、安培力的方向、安培力的大小与电流、磁场、导线长度和导线与磁场方向的关系等方面的知识。
二、教学目标1. 让学生理解安培力的概念，掌握安培力的计算公式和方向规律。
2. 培养学生运用安培力知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过实验探究安培力的产生和变化规律，提高学生的实验操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的定义、安培力的计算公式、安培力的方向。
难点：安培力的大小与电流、磁场、导线长度和导线与磁场方向的关系。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、实验器材（导线、电流表、磁场发生器、小车等）。
学具：学生实验手册、笔、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察实验器材，引导他们思考：当电流通过导线时，导线周围是否存在力的作用？这个力是如何产生的？2. 知识讲解：介绍安培力的定义、安培力的计算公式、安培力的方向。
通过示例和动画演示，让学生直观地理解安培力的概念和计算方法。
3. 实验探究：让学生分组进行实验，观察安培力的方向和大小与电流、磁场、导线长度和导线与磁场方向的关系。
引导学生通过实验数据分析安培力的变化规律。
4. 例题讲解：运用安培力知识解决实际问题，如：如何计算通电导线在磁场中受到的安培力？如何确定导线与磁场方向的关系？5. 随堂练习：让学生独立完成练习题，巩固所学知识。
6. 板书设计：板书安培力的计算公式、方向规律和大小与电流、磁场、导线长度和导线与磁场方向的关系。
7. 作业设计题目1：计算一段长为L、电流为I、置于磁场中且与磁场方向垂直的导线受到的安培力大小。
答案：F = BIL题目2：判断一段长为L、电流为I、与磁场方向成θ角的导线受到的安培力大小是否与θ有关。
答案：是的，安培力大小与θ有关，当θ=90°时，F = BIL；当θ≠90°时，F = BILsinθ六、教学评价通过课堂讲解、实验操作、练习题和作业，评价学生对安培力的掌握程度。
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：第3章 第3节 探究安培力（35张ppt）
第三节 探究安培力
1．通过实验认识安培力，会用左手定则判断安培 力的方向，会计算匀强磁场中安培力大小．
2．理解磁感应强度的定义，会用磁感应强度的定 义式进行有关计算．
3．知道磁通量，能计算穿过某面积的磁通量．
1．安培力 (1)磁场对电流的________，叫安培力． (2)大小计算： ①当B、I、L两两垂直时，________.若B与I(L)夹角为 θ，则________．当通电导线与磁场垂直时，导线所受安 培力最大，Fmax＝________，当通电导线与磁场平行时， 导线所受的安培力最小，Fmin＝________.
②磁通量是表示穿过某平面的________________， 在今后的应用中往往会根据穿过平面的净磁感线条数的 多少来定性判断穿过该面的Φ的大小．
答案：①标量 ②磁感线的条数的多少
考点一 安培力方向的判断及大小的计算
(1)用左手定则判断．若磁感应强度方向与电流 方向不垂直，可将磁感应强度B分解为与电流垂直分 量和平行分量．
答案：(1)作用力 (2)①F＝BIL F＝BIL sinθ BIL 0
②弯曲导线的有效长度L，等于两端点所连直线的长 度，相应的电流方向沿L由________(如图(1)所示)；任意形 状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场 中，受到的安培力的矢量和________．(如图(2)所示)．
如下图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨 宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也为L，质量为m，水平 放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．
求：(1)B至少多大？这时B的方向如何？ (2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把 回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
《探究安培力》教案1
《探究安培力》教案1一、教学内容本节课选自高中物理教材《电磁学》第四章第二节“安培力的计算”。
详细内容包括：安培力定律的推导，安培力的大小计算，以及左手定则的应用。
二、教学目标1. 了解安培力定律的发现过程，理解安培力定律的内容及其适用条件。
2. 学会使用左手定则判断安培力的方向，掌握安培力大小的计算方法。
3. 能够运用安培力知识解决实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的大小计算和左手定则的应用。
难点：安培力方向的理解和运用。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁铁、导线、电源、演示用安培力实验装置。
2. 学具：电流表、磁铁、导线、电源、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：演示电流在磁场中受到力的作用，引导学生思考电流与磁场之间的关系。
2. 例题讲解：讲解安培力定律的推导过程，引导学生理解安培力定律的内容。
3. 随堂练习：让学生根据安培力定律计算给定电流和磁场下的安培力大小，并使用左手定则判断方向。
4. 讲解左手定则的应用，让学生通过实际操作加深理解。
5. 分析安培力在生活中的应用，如电动机、发电机等。
六、板书设计1. 安培力定律的推导过程。
2. 安培力大小计算公式：F = BILsinθ。
3. 左手定则的内容及应用。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定电流和磁场下的安培力大小和方向。
答案：根据安培力定律和左手定则进行计算。
2. 作业题目：分析电动机和发电机中安培力的作用。
答案：电动机中的安培力实现电能转换为机械能，发电机中的安培力实现机械能转换为电能。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解和随堂练习，使学生掌握了安培力的计算方法和左手定则的应用。
课后反思，注意引导学生将所学知识运用到实际问题中，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
拓展延伸部分，可以让学生研究安培力在高科技领域的应用，如磁悬浮列车、磁流体发电机等。
重点和难点解析1. 安培力大小计算公式：F = BILsinθ。
新课标粤教版31选修三《探究安培力》WORD教案1
新课标粤教版31选修三《探究安培力》WORD 教案1一、教学目标1．明白得磁感应强度B 的定义，明白B 的单位是特斯拉．2．会用磁感应强度的定义式进行有关运算．3．明白用磁感线的疏密程度能够形象地表示磁感应强度的大小．4．明白什么叫匀强磁场，明白匀强磁场的磁感线是分布平均的平行直线．5．明白什么是安培力．明白电流方向与磁场方向平行时，电流所受的安培力最小，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 ．6．会用公式BIL F =解答有关问题．7．明白左手定则的内容，并会用它解答有关问题．二、重点难点重点：对磁感应强度的明白得．安培力大小的运算和方向判定．难点：明白得磁感应强度的概念．磁场方向、电流方向和安培力方向三者的关系。
三、教与学教学过程：磁场不仅具有方向性，而且各处的强弱也可能不同，靠近磁极或电流处的磁场较强，为了反映磁场的差不多特性（具有力的性质），反映磁场不仅具有方向而且还有强弱，我们将引入一个叫做磁感应强度的物理量加以定量地描述（一）磁感应强度1．磁场对电流的作用【演示】利用操纵变量法来演示通电的直导线在蹄形磁铁间的磁场（能够认为磁场是平均的）中的受力跟哪些因素有关．（1）与电流的大小有关，精确实验说明I F ∝．（2）与通电导线在磁场中的长度有关，精确实验说明L F ∝（3）与通电导线在磁场中放置的方向有关，导线与磁场间的夹角越接近90°，F 越大，当通电导线平行磁场放置时，0=F ；当通电导线垂直磁场放置时，F 最大．归纳可得：在保持电流方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的磁场对它的作用力——安培力IL F ∝．2．磁感应强度概念的引入（1）在同一磁场中的某处，不管电流I 、导线长度L 如何样变．但导线所受的安培力F 跟IL 的比值保持不变，对不同的磁场或磁场中的不同处，这一比值一样是不同的．（2）比值IL F /与放入的通电导线无关，反映了磁场本身的特性（力的性质），为了反映这一特性我们引入物理量磁感应强度B ．3．磁感应强度B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．IL FB =（电流与磁场垂直） （引导学生将IL F B =和q F E =作比较） （1）磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，跟磁场中是否存在通电导线无关．（2）B 的大小表示磁场的强弱，B 越大表示磁场越强．（3）单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号是T ．1T ＝1N/A ·m ．（4）B 是矢量为了让B 不仅能反映磁场的强弱，还能反映磁场具有方向性，我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向．如此磁感应强度B 这一矢量就全面地反映了磁场的强弱和方向．（5）几个常见磁场B 的大约值：地面邻近的磁场：T 107.0~T 103.044--⨯⨯永磁铁磁极邻近的磁场：T 1~T 103-工作的电机和变压器铁芯中的磁场： 1.4T ~0.8T4．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线越密的地点表示磁感强度越大．5．匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．（1）匀强磁场的实例：相距专门近的两平行的异名磁极间的磁场；通电的长直螺线管内部（边缘部分除外）的磁场．（2）匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线．（二）安培力磁场对电流的作用力通常称为安培力1．安培力的大小 由IL F B =可得：安培力大小BIL F =。
高中物理3.3探讨安培力学案粤教版选修3-1
第三节探讨安培力1．通过实验熟悉安培力，会用左手定则判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力大小．2．理解磁感应强度的概念，会用磁感应强度的概念式进行有关计算．3．知道磁通量，能计算穿过某面积的磁通量．1．磁场对电流的作使劲称为安培力．2．安培力方向：用左手定则判定：张开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，而且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使张开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．3．磁感应强度：物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，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．概念式：B＝FIL．4．磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向．5．匀强磁场：在磁场的某个区域内，若是各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场．在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等间距的直线．6．磁通量．(1)概念：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．(2)概念式：Φ＝BS．安培力综合分析F＝BLI sin α(α为B、L间的夹角)，高中只要求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°两种情况．如图所示，一根长为0.2 m的金属棒放在倾角为θ＝37°的滑腻斜面上，并通以I＝5 A 电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B ＝ T ，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？解析：金属棒受力如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向有：F cos θ＝G sin θ，①棒所受的磁场力为：F ＝BIL ，②由①②解得棒的重力为：G ＝BIL cos θsin θ＝ N.答案： N总结：安培力是通电导体受的磁场力，从力学角度分析，对通电导体仍可借助定律、功能关系等力学规律分析．一、单项选择题1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是(A )2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，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) A．顺时针转动，同时下降B．顺时针转动，同时上升C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升解析：画出蹄形磁铁的两条磁感线，在磁感线与电流相交处别离取一小段电流，如图中的BC、AD两段，由左手定则可知，AD段受安培力垂直纸面向外，BC段受垂直纸面向里的安培力，故导线将绕轴线OO′顺时针旋转(俯视)．当导线转动90°时(特殊位置法)，由左手定则可知，导线受向下的安培力作用，所以导线在顺时针转动的同时还向下运动．3．下图中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的是(D)解析：按照左手定则，F必然垂直于I和L，D项错误．4．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(C)A．若是B＝2 T，F必然是1 NB．若是F＝0，B也必然为零C．若是B＝4 T，F有可能是1 ND．若是F有最大值时，通电导线必然与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．二、不定项选择题5．如图所示，两根间距为d的平行滑腻金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab恰益处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的办法是(B)A．减小磁感应强度BB ．调节滑动变阻器使电阻减小C ．增大导轨平面与水平面间的夹角θD ．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变 解析：对金属杆受力分析，沿导轨方向：BEdR－mg sin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则BEd R 增大，A 项错误；电阻减小，BEdR增大，则B 项正确；若增大θ，则mg sin θ增大，C 项错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D 项错误．6．质量为m 的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．在如下图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力必然不为零的是(CD )解析：对通电杆进行受力分析如下：按照平衡条件可以判断出C 和D 必然受到摩擦力的作用，正确选项为C 、D.此题要求考生能够对通电杆进行正确的受力分析，并按照平衡条件进行判断．7．首先对电磁作使劲进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探讨影响安培力大小的因素，实验中若是想增大导体棒AB 摆动的幅度，可能的操作是(BC )A ．把磁铁的N 极和S 极换过来B ．增大通过导体棒的电流强度IC ．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D ．改换磁性较小的磁铁解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，B 、C 正确．8．(2013·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是(ACD ) A ．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B ．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的 C ．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D ．电场线和磁感线都不可能相交三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必需明确写出数值和单位)9.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滑动变阻器R .电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 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 ＝ 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)．金属导轨是滑腻的，取g ＝10 m/s 2，要维持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力； (2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，F 安＝mg sin 30°，得出F 安＝ N. (2)由F 安＝BIL ，得I ＝F 安BL，代入数据得I ＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，按照闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 0＋r )，解得R 0＝EI－r ＝23 Ω.答案：(1) N (2)0.5 A (3)23 Ω10．如图所示，滑腻的平行导轨倾角为θ，处在竖直向下匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内电阻为r 的直流电源，电路中除电阻R 外其余电阻不计；将质量为m 、长度为L 的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态，求磁感应强度B .解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示，可得：BIL ＝mg tan θ，I ＝ER ＋r，解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θEL.答案：mg （R ＋r ）tan θEL11．如图所示，PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨，相距L ＝1 m ，导体棒ab 跨放在导轨上，棒的质量为m ＝0.2 kg ，棒的中点用细线经滑轮与物体相连，物体的质量M ＝0.3 kg ，棒与导轨的动摩擦因数μ＝，匀强磁场的磁感应强度B ＝ T ，方向竖直向下，为使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g 取10 m/s 2)解析：对导体ab ，由平衡条件得：F N －mg ＝0，BIL －f －F ＝0，对物体，由平衡条件得：F －Mg ＝0，又f ＝μF N ，联立以上四式解得I ＝20 A ，由左手定则知电流方向应为由b 到a . 答案：20 A 从b 流向a12．如图所示，在与水平方向成60°的滑腻金属导轨间连一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一重力为3 N 的金属棒ab ，棒上通以3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止．求：(1)匀强磁场的磁感应强度B ； (2)ab 棒对导轨的压力．解析：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N xN y，所以F 安＝tan 60°，N y ＝3G ；又F 安＝BIL ；所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝333×1T ＝ 3 T. (2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等．N ＝N y cos 60°＝Gcos 60°＝2G ＝6 N.答案：观点析。
《探究安培力》教案2
《探究安培力》教案2一、教学内容本节课选自高中物理教材《电磁学》第四章第3节“安培力”。
内容包括：安培力公式的推导及其应用，电流与磁场相互作用产生的力矩，以及左手定则的应用。
二、教学目标1. 理解并掌握安培力公式，能运用公式计算电流在磁场中所受的力。
2. 了解左手定则，能运用左手定则判断通电导体在磁场中的受力方向。
3. 学会运用安培力解释实际生活中的电磁现象。
三、教学难点与重点教学难点：安培力公式的推导，左手定则的应用。
教学重点：安培力公式及其应用，左手定则。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁场演示器、导线、磁铁、电源、螺丝刀等。
2. 学具：纸、笔、尺子、圆规、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入通过演示电流表指针偏转的现象，引导学生思考电流与磁场之间的关系。
2. 探究安培力公式（1）引导学生推导安培力公式。
（2）讲解安培力公式中各参数的含义。
（3）通过例题讲解，加深学生对安培力公式的理解。
3. 左手定则的应用（1）介绍左手定则。
（2）演示左手定则的应用。
（3）随堂练习：判断通电导体在磁场中的受力方向。
4. 安培力的应用（1）讲解安培力在实际生活中的应用。
（2）举例说明安培力在科技发展中的作用。
5. 课堂小结六、板书设计1. 安培力公式：F = BILsinθ2. 左手定则：确定电流方向、磁场方向、受力方向的关系。
七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：已知电流、磁场、导体长度和角度，求安培力。
（2）判断题：根据左手定则判断通电导体在磁场中的受力方向。
2. 答案：（1）F = BILsinθ（2）根据左手定则判断。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过实践情景引入，使学生更好地理解安培力的概念。
在讲解安培力公式和左手定则时，注意引导学生参与推导和思考，提高课堂互动。
2. 拓展延伸：（1）研究安培力与电流、磁场强度、导体长度和角度的关系。
（2）探讨安培力在电机、发电机等设备中的应用。
探究安培力教学设计.docx
探究安培力教学设计教材分析木节内容不仅是与上节知识的联系点，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，在教材中承上启下作用。
反应与电学知识、力学知识之间密切联系。
是高中物理电磁学的重点部分。
安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，让学生在认知过程屮体验领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法。
学生情况分析学生在学习本章节之前，已经学习了磁场，知道了磁体和电流周围磁场的性质及特点，了解到磁体间的相互作用、电流周围存在着磁场以及电与磁之间有联系。
另外，学生通过高一物理“必修”课程的学习，经丿力了牛顿第二定律等实验探究过程，已经掌握了变量控制实验探究的一些科学研究方法，为本节的探究性学习做了铺垫。
设计思想a.教学设计思路本课吋采用实验探究教学法，让学生在实验探究的过程中，依从“问题一讨论一实验一交流归纳”的教学过程，学习观察一一归纳一一总结的科学的思维方法，从生活实例中发现问题，提出问题，激发学生猜想、思考讨论，进而确定实验方案并进行实验，得出结论。
再将结论应用于实践验证。
b.本节课设计的教学流程图如下：情境激发一问题点拨一设计实验步骤一实验探究一结论形成一实际应用教学目标：1.知识与技能(1)进一步理解磁场的基本性质——磁场对电流有力的作用，掌握用左手定则判断安培力的方向。
(2)知道磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受安培力的人小跟电流的人小、磁场的强弱和导线在磁场中的长度等因素有关。
2.过程与方法(1)经历探究安培力方向与哪些因素有关的过程，体会科学探究的一般方法，(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。
(3)通过用实验探究影响安培力大小的因素，学习用“控制变量法”研究问题的方法。
3.情感、态度与价值观(1)本节课通过引导学生对安培力进行探究，培养学生的观察能力、分析能力和与他人合作精神。
物理粤教版高二年级选修3-1第三章第3节探究安培力教学设计2
高中物理粤教版教材高二年级选修3-1第三章第３节《探究安培力》教学设计一、教材分析本节内容通过实验探究了安培力的大小、方向的规律，是今后学习学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础．指出了电学知识与力学知识之间的密切联系，是高中阶段物理电磁学的重点部分．安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法．二、教学目标1．知识与技能知道什么是安培力，知道安培力与哪些因素有关，掌握安培力的计算公式，会计算匀强磁场中安培力的大小．会用左手定则判断安培力的方向．2．过程与方法①经历探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程．认识科学探究的意义．②体会控制变量法、等效替代法等思想方法．3．态度、情感与价值观①培养学生的观察能力、分析综合能力和主动与他人合作精神，实事求是的科学研究态度．②认识安培力的应用给我们的生活带来的影响．三、教学重难点教学重点：安培力的计算公式，左手定则．教学难点：匀强磁场中安培力大小与哪些因素有关的探究中对安培力影响因素猜想的引导，及增加磁体是哪个因素发生变化等学生容易弄错问题是本节教学难点．四、教学媒体蹄形磁铁、金属铝箔桥、安培力测量仪，多媒体电脑．五、教学过程[引入]回顾初中学过知识和《海军时报》2月1日报道：美国海军试发电磁炮图片介绍及实验模拟电磁轨道炮发射过程引入课题．[结论]当通电导体附近有磁体时，通电导体会受到力的作用．从而建立磁场对电流的作用力——安培力概念．[说明]从学生兴趣情境中引入问题，比较符合高中学生认识过程，激发进一步学习的兴趣. 1、安培力方向[学生分组活动]会动的铝箔“天桥”实验准备：将一铝箔条折成天桥形状，用胶纸粘牢两端，使蹄形磁铁横跨过“天桥”．实验研究步骤：（1）闭合电键后注意观察磁场中的导线向哪个方向运动，同时思考安培力的方向如何．请同学们在图上快速标记一下．图1（2）保证电流方向不变，改变磁场方向1800，通电后观察现象，判断安培力的方向．图2（3）磁场方向不变，把电流极性换一下．通电后看安培力的方向．图3[教师结论]安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.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.2、安培力大小[提出问题]安培力的大小与哪些因素有关？引导学生在上述实验的基础上提出猜想，安培力可能与通电导线的长度、电流以及磁场等因素有关．[学生猜想与讨论]讨论设计实验方案：同时多媒体展示实验器材，要求利用所给的器材，自主进行实验方案设计．[实验过程]记录并分析数据：教师出示安培力演示仪器．（如右图示)实验研究步骤：实验前先调整框架水平，指针指零．a．控制B、L不变时，通过改变滑动变阻器的阻值，使导线AB中电流I连续增大，看到指针偏角连续变大，说明安培力增大．A B A Bb ．控制B 、I 不变时，怎样改变在磁场中．．．．的长度Ｌ呢？（学生思考、老师启发）多个蹄形磁铁并排，改变蹄形磁铁个数，以改变在磁场中导线的长度．注意观察表针指示格数的变化，能得出什么结论？c ．控制L 、I ，研究安培力的大小与磁场强弱的关系．怎样改变磁场的强弱呢？（学生思考、老师启发）通过改变导体相对磁铁的位置来改变磁场．左右移动磁铁，注意观察表针指示格数的变化，能得出什么结论？[教师归纳] 1、结论规范总结表述：2、方法点拨：“控制变量法”3、安培力BIL F =3、磁通量磁通量是磁感应强度B 与面积S 的乘积；也可以用穿过面积的磁感线条数表示．【教师提问】磁通量S B ⋅=φ中的S 是指线圈的面积吗？【学生讨论思考后回答】是【教师演示】其实式中的S 应该指的是线圈沿磁感线方向的投影面积．因此式子应该理解为⊥⋅=S B φ4、小结：{ 安培力的方向： 方法：左手定则 推论：安培力总是垂直于B 和I 决定的平面 安培力的大小：F=BILsin θ(θ为B 与I 的夹角。
高中物理第三章磁场3.3探究安培力知识导学案粤教版选修3-1
第三节探究安培力问题探究安培最有影响的科学工作是在电磁学领域，他在得知奥斯特的实验后，第二天就开始实验，并有了新的发现.其中，安培做了通电平行导线间相互作用的实验，如图3-3-1所示，我们可以得到这样的简单结论：若电流方向相同，两导线相互吸引；若电流方向相反，两导线相互排斥.请你根据上述结论判断下面的实验现象：把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图3-3-2电路，当开关接通后看到的现象是什么？图3-3-1图3-3-2答案：弹簧上下跳动.每条螺旋弹簧的电流方向一致，所以通电时相互吸引，吸引时触点与水银面分离而断电，断电后又失去吸引，触点重新与水银面接触，如此反复.自学导引1.通过实验可以发现，垂直放入磁场的通电导线所受的磁场力不仅跟其中的__________有关，而且跟导线的__________有关.导线长度一定时，__________越大，导线受到的磁场力越大；电流一定时，导线__________，导线受到的磁场力越大.答案：电流长短电流越长2.磁感应强度的定义是：___________________.答案：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力跟电流和导线长度的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度3.磁感线的疏密表示___________________，磁感线密集的区域，磁感应强度___________________，磁场较___________________;磁感线稀疏的区域磁感应强度___________________，磁场较___________________.答案：磁场的强弱大强小弱4.如果在磁场中的某一区域，磁感应强度的___________________，这个区域的磁场就叫做匀强磁场.匀强磁场的磁感线间距___________________.答案：大小和方向处处相同相等且平行5.磁感应强度在数值上等于___________________________，因此磁感应强度又被称为______________，用______________作单位.答案：穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量磁通密度Wb/m2疑难剖析磁感应强度只决定于磁场本身【例1】下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )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磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值表示该点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解析:磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的受力无关，所以B不正确.通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关，若通电导线与磁场方向平行，则无论怎样安培力均为零，所以A、C不正确，只有D正确.解答:D温馨提示：(1)磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的受力无关.(2)通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关.安培力方向的判断及计算【例2】如图3-3-3所示，把一根通电的直导线放在蹄形磁铁的两个磁极上方，设导线可以自由地沿各个方向移动或转动，如电流的方向从左向右，那么在磁场力的作用下导线将怎样运动？图3-3-3图3-3-4解析:分析通电直导线受到的磁场方向，关键要确定它所在处的磁场方向，画出导线所在处的磁场如图3-3-4所示，通电导线在蹄形磁铁的磁场中，导线左端有向上的磁感应强度分量，右端有向下的磁感应强度分量.由左手定则可知，导线左端所受磁场力垂直纸面向外，右端所受磁场力垂直纸面向内，直至转到与磁场垂直为止.由于此时导线仍在磁场中，受到向下的磁场力作用，所以，导线的实际运动是一边逆时针转动一边下落（俯视）.【例3】如图3-3-5所示，质量为m、电阻为R的导体棒ab放在与水平面夹角为θ的倾角金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为Ｂ，电池内阻不计.图3-3-5若导轨光滑，电源电动势E 多大才能使导体棒静止在导轨上？图3-3-6解析:将图335所示的空间立体图改画为图 3-3-6 所示的侧视图.选ab 棒为研究对象，它受到重力mg 、导轨支持力N 和安培力F ；根据平衡条件有F -N sin θ=0N cos θ-mg =0 其中d R E B BId F == 以上三式联立，解得电源电动势为 BdR mg E •=θtan . 磁通量的计算【例4】 如图3-3-7所示，两同心圆环a 和b ，处于同一平面内，a 的半径小于b 的半径，一条磁铁的轴线通过圆心且与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa 与Φb 的大小关系是 … ( )图3-3-7A.Φa >ΦbB.Φa <ΦbC.Φa =ΦbD.无法比较解析：磁感线是封闭曲线，磁铁内部集中的磁感线条数与外部所有的磁感线条数之和应相等，穿过a 和b 圆环的磁感线既有磁铁外部磁感线又有磁铁内部磁感线.由于a 环的半径较小，面积较小，故穿过a 环的外部磁感线条数少，但穿过a 、b 两环的内部磁感线条数相等，而沿相反方向同时穿过同一面积的磁通量是相互抵消的，故抵消的条数少，即穿过a 环的磁感线条数多，由此可知Φa >Φb .答案:A拓展迁移电磁炮根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图338，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去.试判断图中炮弹的受力方向，如果想提高某种电磁炮的发射速度，理论上可怎么办？图3-3-8解析：应用安培力和动能定理就可以很轻松地解决这个问题.由左手定则，炮弹的受力方向向右，安培力大小F=BIL ，由动能定理（我们忽略一切阻力作用）：mBILs m Fs v mv s F 222122==⇒=• 故要提高电磁炮的发射速度，可增大磁感应强度、增大电流、延长导轨.。
新课标粤教版3-1 选修三3.3《探究安培力》优秀教案3(重点资料).doc
探究安培力学案经典例题【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是[ ]A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解答：正确的应选D．点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极．解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．【例3】画出图16－15中导线棒ab所受的磁场力方向．点拨：画出正视图后，再用左手定则判定．[:学.科.网Z.X.X.K]【例4】在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F ＝0，可采用下列方法中的（）A．把电流强度增大到某一值B．把电流强度减小到某一值C．使电流I反向D．使磁场B反向点拨：用左手定则判定出磁场力方向，再根据平衡知识解决．[:学§科§网Z§X§X§K]参考答案：A【例5】例1、如图所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b 、c 、d处，通电电流大小相同，方向如图。
a 位于bd 中点。
则度方向是( )A ．垂直纸面指向纸里B ．垂直纸面指向纸外C ．沿纸面由a 指向bD ．沿纸面由a 指向c解析：根据安培定则：b 、d 两根导线在a 点形成的磁场，磁感应强度大小相等，方向相反，合磁感应强度应为零，故a 点磁场就由通电导线c 来决定，根据安培定则在a 点处的磁场，磁感应强度方向应为沿纸面由a 指向b ，正确选项为C 。
高中物理粤教版选修3-1第三单元第3课《探究安培力》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
高中物理粤教版选修3-1第三单元第3课《探究安培力》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
1. 知识与能力:
1〉、理解左手定则,会用左手定则解答有关问题。
2〉、学会通过实验探究磁场对电流的作用力。
3〉、通过实验现象及数据确定安培力与哪些因素有关,给出安培力的计算公式。
4〉、学会利用安培力去分析和计算实际问题。
2. 过程与方法:
1〉、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。
2〉、通过用实验探究影响安培力大小因素,学习用“控制变量法”研究问题的方法。
3〉、通过学生实验,培养学生实验动手能力和总结归纳物理规律的能力.
3. 情感、态度与价值观:
通过本节学习,学生知道安培力是实际应用中很重要的一种力,广泛用于电动机,电流表,发电机等多种设备,进一步激发学生探究问题的兴趣,培养学生的实验探究能力,处理数据能力,总结归纳能力,让学生养成良好的科学态度。
2学情分析
1、通过初中阶段的学习,学生对安培力的方向已经有了初步认识。
2学生已经学过电场,知道研究场性质的基本方法。
、
3、学生已有一定的物理学科研究方法,如观察实验、控制变量法、类比方法、从实验现象中总结规律等,可以实现教材渗透的方法教育意图。
4、学生属于对物理学科具有浓厚兴趣、对物理问题进行探究具有浓厚兴趣的高二理科班学生。
所以,充分调动他们的积极性,进行充分的理论探究与实验探究,是可行和有效的。
3重点难点
1. 教学重点:安培力的方向确定和大小的计算。
高中物理 3.3探究安培力学案(含解析)粤教版选修31
学案2 探究安培力[学习目标定位] 1.知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式F＝BIL 计算安培力的大小.2.理解磁感应强度的定义，掌握磁感应强度的方向.3.知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点.4.知道磁通量的概念，会根据公式Φ＝BS计算磁通量．磁场对电流的作用力称为安培力．法国物理学家安培首先总结出磁场对电流的作用力遵循的规律．一、安培力的方向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断：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，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．二、安培力大小1．磁感应强度(1)物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫做磁感应强度，用B表示，则B＝FIL.(2)磁感应强度B是矢量，其方向为该处的磁场方向，单位是特斯拉，符号是T.(3)匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内中间部分的磁场均是匀强磁场.2．安培力在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝BIL.三、磁通量1．磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示，则有Φ＝BS，其中S为平面垂直磁场方向的面积．2．磁通量的单位是韦伯，符号是Wb,1 Wb＝1_T·m2.一、安培力的方向[问题设计]1．在如图1所示的实验中，上下交换磁极的位置，用以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？图1答案力的方向改变与磁场方向有关2．改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？答案力的方向改变与电流方向有关[要点提炼]1．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判断．2．不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面．3．判断电流、磁场方向用安培(右手螺旋)定则，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．二、安培力的大小[要点提炼]1．对磁感应强度的理解(1)磁感应强度的定义式为B＝FIL，是反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，与是否引入电流、引入的电流是否受力及受力大小无关．(2)磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而不是电流受力F的方向．(3)公式B＝FIL成立的条件是电流I与磁场垂直．2．磁感应强度与磁感线的关系：磁感线上每一点的切线方向都与该点磁感应强度的方向一致，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小．3．匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．4．安培力大小的公式表述：(1)当B与I垂直时，F＝BIL.(2)当B与I成θ角时，F＝BIL sin θ，θ是B与I的夹角．(3)当B与I平行时F＝0.5．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图2所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．图2[延伸思考]如图3所示，导线与磁场方向的夹角为θ时，如何计算导线受力的大小？图3答案将B分解到平行导线方向和垂直导线方向的分量，分别研究B的两个分量对导线的作用，可得出F＝ILB sin θ.三、磁通量[问题设计]在磁场中放一面积为S的线框，怎样放置才能使穿过线框的磁感线条数最多？放置方式相同时，磁场强弱不同，穿过线框的磁感线条数是否相同？答案垂直磁场方向放置不相同[要点提炼]1．磁通量的定义式：Φ＝BS，适用条件：磁场是匀强磁场，且磁场方向与平面垂直．2．当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥＝BS cos θ(如图4所示)．图43．磁感应强度B ＝ΦS ，又叫磁通密度．一、对安培力方向的判定例1 画出图5中通电导体棒ab 所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．图5解析题目所给的图是立体图，如果直接把ab棒受到的安培力画在立体图上则较为抽象．为了直观，一般画成平面图，题图中的各个图从外向内看的正视平面图如图所示(此时导体棒ab是一个横截面图，○×表示电流向里，○·表示电流向外)，题图甲中，I与B决定的平面是与纸面垂直的竖直面，安培力方向与这个平面垂直，由左手定则知，安培力的方向为水平向右；题图乙中，I与B决定的平面是与水平方向成θ角的垂直纸面的平面，安培力方向与这个平面垂直，指向右下方；题图丙中，I和B决定的平面是垂直斜面的平面，安培力方向与斜面平行，指向右上方．甲乙丙答案见解析规律总结 1.判断安培力的方向，要先明确磁场的方向和电流的方向，用左手定则判断，不要“习惯性”地错用右手．实际上左手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系，知道其中任意两个方向，可以由安培定则判断第三个方向．2．分析安培力方向时，左手定则和安培定则往往同时使用，要特别注意它们的不同：安培定则用来判断电流的磁场方向，用右手；左手定则用来判断电流的受力方向，用左手．二、对磁感应强度概念及公式的理解例2 (单选)关于磁感应强度，下列说法正确的是( )A．由B＝FIL可知，B与F成正比，与IL成反比B．通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B＝0)D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析磁感应强度B＝FIL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关．故选D.答案 D三、对安培力大小的计算例3 (单选)长度为L、通有电流I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是( )解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BIL cos θ，A 正确； B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误； C图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误．答案 A规律总结 1.当磁场方向与电流方向垂直时安培力F＝ILB，如果磁场方向和电流方向不垂直，公式应变为F＝ILB⊥，B⊥是B在垂直于电流方向的分量．2．如果通电导线是弯曲的，则要用其等效长度代入公式计算．3．如果是非匀强磁场，原则上把通电导线分为很短的电流元，对电流元用安培力公式，然后求矢量和．四、对磁通量认识及计算例4 如图6所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为__________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量是__________．图6解析 初始位置Φ1＝BS ；框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos 60°＝12BS ；框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BS cos 90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS )－BS |＝2BS .答案 BS 12BS 0 2BS。
【精品】高中物理第三章磁场第三节探究安培力教学案粤教版选修3_1
第三节探究安培力1.磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的方向由左手定则判定。
2．当磁感应强度与导线方向垂直时，安培力最大，为F＝BIL。
当磁感应强度与导线方向平行时，安培力为零。
3．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其定义式为B＝FIL。
4．磁通量表示垂直穿过某个面的磁感线的条数Φ＝BS。
一、安培力的方向1．安培力定义物理学上把磁场对电流的作用力叫安培力。
2．方向判定用左手定则判断安培力的方向：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电导线在磁场中的受力方向。
如图331所示。
图331二、安培力的大小1．磁感应强度(1)定义：当通电导线与磁场方向垂直时，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)定义式：B＝FIL 。
(3)单位：特斯拉，符号T,1 T ＝1N A·m。
(4)磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，当空间中同时存在几个不同强弱和方向的磁场时，合磁场的磁感应强度等于各个磁场在同一处产生的磁感应强度的矢量和。
(5)与磁感线的关系： ①磁感线上每一点的切线方向都与该点磁感应强度的方向一致。
②磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
2．匀强磁场(1)定义：在磁场的某一区域，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)产生：距离很近的两个异名磁极之间；通电螺线管内中间部分。
3．安培力的大小(1)当通电直导线与匀强磁场方向垂直时，安培力最大为F ＝BIL 。
(2)当通电直导线与匀强磁场方向平行时，安培力等于零。
(3)当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于BIL 和零之间。
三、磁通量1．概念(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B 与一个垂直于磁场方向的面积S 的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量。
(2)公式：Φ＝BS 。
物理粤教版高二年级选修3-1第三章第3节探究安培力教学设计1
高中物理粤教版教材高二年级选修3-1第三章第３节《探究安培力》教学设计一、教学目标：1、知识与技能：(1)通过实验认识安培力．知道什么是安培力．会计算匀强磁场中安培力的大小．(2)会判断安培力的．知道并能应用左手定则．(3)理解磁感应强度的定义，知道磁感应强度的单位．会用磁感应强度的定义进行有关计算．(4)知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小．知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线．(5)知道磁通量的定义，能计算简单情况下的磁通量．2、过程与方法：(1)经历安培力方向的探究过程，认识科学探究活动在物理学研究中的重要意义．(2)观察探究安培力大小的演示实验，了解物理学的研究方法．(3)了解磁感应强度定义的思路，重温比值定义法．3、情感与价值观：通过对安培力规律的探究活动，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度二、教材分析：教材中给出安培力的定义，同时指出安培的相关贡献．然后探究安培力的方向规律，给出了左手定则．探究安培力的大小规律并引入磁感应强度的定义．最后引入了磁通量．教材中强调了:三、重点、难点(1)掌握左手定则（重点）．(2)理解磁场对电流的作用大小的决定因素，掌握电流与磁场夹角为θ时，安培力大小为θF=（重点）．sinBIL(3)左手定则的理解及其实际应用(难点)四、教具学具准备铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键、电动机模型各1个，电池2个，导线数条五、教学步骤引入：【教师说明】奥斯特发现通电电流周围能产生磁场，法国物理学家安培在研究磁场对电流的作用力方面作出了杰出的贡献，今天我们学习的内容就是关于安培力方面的规律．【教师演示】【教师演示】大家观看电动机模型，它主要由一个永久磁铁和一个线圈组成，下面我给电动机通电，大家注意观察．现象：电动机模型通电，线圈转动【教师演示】下面改变电流方向，大家再认真观察．现象：线圈转动方向改变【教师提问】为什么电流方向发生变化线圈的转动方向也会发生变化呢？学完这节课的内容，大家就能解释了．【教师】在前面的学习中我们已知道，磁场对通电导线有力的作用，这个力就是安培力．【教师提问】哪个同学能回答一下安培力的大小及其适用条件？【学生回答】F =BIL适用条件：1）匀强磁场2）导线与磁场垂直1、安培力的大小：【教师提问】我们知道导线与磁场垂直时F=BIL,那么大家有没有想过其他情况下导线所受安培力又如何呢？【学生解说其思考过的内容】【教师归纳】1）当I ⊥ B ， F=BIL2）当I // B ， F=03）当I 与B 有夹角θ时，F=BIL sin θ，（此时可将B 分解成与导线垂直的分量B ⊥和与导线平行的分量B ∥ ，其中B ⊥＝Bsin θ，B ∥＝Bcos θ,而B ∥不产生安培力，导线所受安培力只是B ⊥产生的，因此可得F=BILsin θ）2、安培力的方向：安培力是矢量，不仅有大小，也有方向，其大小我们已经认识了，下面我们来了解一下它的方向．【教师提问】你们认为导线所受安培力应该与何因素有关？【学生讨论思考后回答】应该与磁场方向和电流方向有关．【教师】下面大家两个人一组进行实验，按照自己设计探究方案探究通电导线所受安培力的方向，并归纳总结其规律．请两位同学上来为其他同学演示其探究方案，并归纳总结．演示实验时，教师可提醒其应注意一下两个问题：① 改变磁场方向，观察受力方向是否改变．② 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变．【学生归纳总结】安培力的方向既跟磁场方向有关，又跟电流方向有关【教师小结】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．引入例子：以课室一墙角为例，形象说明磁场方向、电流方向和导线受力方向的关系．【练习】左手定则的应用：【练习小结】从上面的练习中我们知道，电流方向、磁场方向和安培力方向三者只要任意知道其中两个，第三个物理量的方向可用左手定则判断出来．【思考讨论】下面大家解释一下为什么电动机的电流方向发生变化，线圈运动方向也跟着发生变化？【学生回答】因为线圈在磁场中所受安培力的方向与电流方向有关，当磁场方向不变电流方向发生变化时，线圈受力方向随之发生了变化．3、磁通量：磁通量是磁感应强度B 与面积S 的乘积；也可以用穿过面积的磁感线条数表示．【教师提问】磁通量S B ⋅=φ中的S 是指线圈的面积吗？【学生讨论思考后回答】是【教师演示】其实式中的S 应该指的是线圈沿磁感线方向的投影面积．因此式子应该理解为⊥⋅=S B φ4{ 安培力的方向： 方法：左手定则 推论：安培力总是垂直于B 和I 决定的平面 安培力的大小：F=BILsin θ(θ为B 与I 的夹角。
高中物理第3章磁场第3节探究安培力教案粤教版选修3_1.doc
第三节探究安培力[学习目标] 1.[科学思维]知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式F＝BIL计算安培力的大小．(重点、难点) 2.[物理观念]理解磁感应强度的定义，掌握磁感应强度的方向，会用磁感应强度的定义式进行有关的计算．(重点) 3.[物理观念]知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点．(重点) 4.[物理观念]知道磁通量的概念，会根据公式Φ＝BS计算磁通量．一、安培力及其方向1．安培力：磁场对电流的作用力．2．安培力方向的判断(1)安培力的方向可用左手定则判断．(2)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内．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．(如图所示)二、安培力的大小及磁感应强度1．安培力大小通电导线在同一磁场中受到的安培力大小与I和L的乘积成正比，表达式为F＝BIL．2．磁感应强度(1)定义：当通电导线与磁场方向垂直时，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．(2)公式：B＝FIL．(3)单位：特斯拉，简称：特，符号：T．(4)方向：某处的磁感应强度方向为该处的磁场方向．(5)与磁感线的关系磁感应强度和磁感线是一致的，磁感线上每一点的切线方向与该点磁感应强度方向一致，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，这样就可从磁感线的分布情况形象地看出磁感应强度的方向和大小．3．匀强磁场磁场的某一区域里，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． 三、磁通量 1．概念(1)定义：在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，平面的面积为S ，则磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．(2)公式：Φ＝BS ．(3)单位：韦伯，简称韦，符号Wb.1 Wb ＝1 T·m 2. 2．意义：磁通量的多少表示穿过这一面积的磁感线条数．3．磁通密度：由Φ＝BS 知B ＝ΦS.磁感应强度B 在数值上等于穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量．1．正误判断(1)安培力的方向一定与电流方向、磁场方向均垂直．(√) (2)只有电流方向与磁场方向垂直时，通电导线才受安培力的作用． (×)(3)匀强磁场中磁感线是互相平行的直线． (√) (4)无论何种情况，电流受的安培力大小均为F ＝BIL . (×) (5)磁感应强度越大穿过单位面积的磁通量也越大．(×)2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为L ，导线中电流为I .该导线所受安培力的大小为( )A ．0B ．BILC ．B ILD ．IL BB [从图中可以看出，通电导线中的电流I 方向与磁场方向垂直，则导线所受安培力的大小F ＝BIL ，方向垂直纸面向外，故选B.]3.如图所示，半径为R 的圆形线圈共有n 匝，其中心位置处半径为r 的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2B [磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B项对．]磁感应强度的理解1．对磁感应强度的理解(1)在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．(2)磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关．(3)磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方向．(4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．2．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B 电场强度E 物理意义描述磁场的性质描述电场的性质定义式共同点都是用比值法进行定义的特点B＝FIL，通电导线与B垂直，B与F、I、L无关E＝FqE与F、q无关方向共同点矢量，都遵从矢量合成法则不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放入该点的正电荷的受力方向，表示电场方向它受到的安培力为5.0×10－2 N．求：(1)这个位置的磁感应强度大小；(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一位置的磁感应强度大小；(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，是否能肯定在这里没有磁场？[解析] (1)由磁感应强度的定义式得B ＝F IL ＝ 5.0×10－22.5×1×10－2T ＝2 T. (2)磁感应强度B 是由磁场自身决定的，和导线的长度L 、电流I 的大小无关，所以该位置的磁感应强度还是2 T ．(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行．[答案] (1)2 T (2)2 T (3)不能肯定(1)在定义式B ＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为沿不同方向放置导线时，同一导线受到的安培力不相等．(2)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L 应很短很短，IL 称为“电流元”，相当于静电场中电场强度公式E ＝F q中的“试探电荷”．(3)磁感应强度B 是用比值法定义的物理量，其大小只取决于磁场本身的性质，与F 、I 、L 无关，与磁场中有没有通电导线无关．[跟进训练]1．在匀强磁场中某处P 放一个长度为L ＝20 cm ，通电电流I ＝0.5 A 的直导线，测得它受到的最大磁场力F ＝1.0 N ，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P 处磁感应强度为( )A ．零B ．10 T ，方向竖直向上C ．0.1 T ，方向竖直向下D ．10 T ，方向肯定不沿竖直向上的方向D [由B ＝F IL ，得B ＝10.5×0.2T ＝10 T.因为B 的方向与F 的方向垂直，所以B 的方向不会沿竖直向上的方向．]磁场的叠加【例2】 如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为B 2，那么B 2与B 1之比为( )A ．3∶1B ．3∶2C ．1∶1D ．1∶2B [依题意，每根导线在O 点产生的磁感强度为B 12，方向竖直向下，则当M 移至P 点时，两根导线在O 点形成的磁场方向成60°角，则O 点合磁感应强度大小为：B 2＝2×B 12×cos 30°＝32B 1，则B 2与B 1之比为3∶2.故选B.](1)熟练掌握各类磁场的特征及磁感线的分布规律．(2)磁感应强度为矢量，空间某点的磁感应强度为各场源在此点产生的磁感应强度的矢量和．[跟进训练]2.在磁感应强度为B 0、方向向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A ．b 、d 两点的磁感应强度相同B ．a 、b 两点的磁感应强度相等C ．c 点的磁感应强度的值最小D ．b 点的磁感应强度的值最大C [如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b、d两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A项错误；a点的磁感应强度最大，c点的磁感应强度最小，B、D项错误，C项正确．]安培力的方向和大小1．安培力方向的特点不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面．2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的比较安培定则(右手螺旋定则) 左手定则作用判断电流的磁场方向判断通电导线在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管通电导线在磁场中应用方法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向通电导线受到的磁场力的方向(1)对公式F＝ILB的理解①适用条件：直线电流I垂直于磁感应强度B时，方有F＝ILB②公式中的L指的是导线的“有效长度”，在B⊥I的前提下，弯曲导线的有效长度等于连接两端点直线的长度，如图．(2)同样情况下，通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；导线与磁场方向平行时，它不受安培力；导线与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于0和最大值之间．4.若磁场和电流成θ角时，如图所示．可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝B sin θ和B∥＝B cos θ，而B∥对电流是没有作用的．F＝ILB⊥，即F＝ILB sin θ.【例3】如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°，此时悬线的张力为F.若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是( )A．电流大小为3F3BR，电流方向沿顺时针方向B．电流大小为3F3BR，电流方向沿逆时针方向C．电流大小为3FBR，电流方向沿顺时针方向D．电流大小为3FBR，电流方向沿逆时针方向A [要使悬线拉力为零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，根据左手定则可以判断，电流方向应沿顺时针方向，根据力的平衡F＝BI·3R，求得I＝3F3BR，故A正确，B、C、D错误．][跟进训练]训练角度1.安培力大小的计算3．如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB＝BC＝CD＝DE＝l，且∠C＝120°、∠B＝∠D＝150°.现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为( )A．23BIl B．(2＋32)BIlC．(2＋3)BIl D．4BIlC [据题图和几何关系求得A、E两点间的距离为L等＝(2＋3)l.据安培力公式得F＝BIL 等＝(2＋3)BIl，故A、B、D错误，C正确．]训练角度2.安培力方向的判断4.如图所示，在平面直角坐标系中，a、b、c是等边三角形的三个顶点，三个顶点处分别放置三根互相平行的长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．对于顶点c处的通电直导线所受安培力的方向，下列说法中正确的是( )A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向D．沿x轴负方向B [等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流．由安培定则可得导线a、b的电流在c处的合磁场方向水平向右．再由左手定则可得安培力的方向是竖直向下，指向y轴负向．故B正确，A、C、D错误．]磁通量的理解和计算1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．因为S⊥＝S cos θ所以Φ＝BS cos θ式中S cos θ即为面积S在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积”(如图所示).2．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时为负值．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1(1)当B 不变，有效面积S 变化时，ΔΦ＝B ·ΔS . (2)当B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ΔB ·S .(3)B 和S 同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB ·ΔS .【例4】 如图所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为多少？若使框架绕OO ′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为多少？[解析] 在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS .当框架绕OO ′轴转过60°时可以将原图改画成从前向后看的正视图，如图所示．Φ＝BS ⊥＝BS ·c os 60°＝12BS .转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了． 因而Φ1＝BS ，Φ2＝－BS ，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS . [答案] BS 12BS 0 2BS有关磁通量的四点提醒(1)平面S 与磁场方向不垂直时，要把面积S 投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积．(2)可以把磁通量理解为穿过面积S 的磁感线的净条数．相反方向穿过面积S 的磁感线可以互相抵消．(3)当磁感应强度和回路面积同时发生变化时，ΔΦ＝Φt －Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB ·ΔS 计算．(4)磁通量有正、负，但其正、负由“面”决定，不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的．[跟进训练]训练角度1.磁通量的理解5．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是( ) A ．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B ．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零 C.磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 D ．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大B [当回路与磁场平行时，没有磁感线穿过回路，则回路的磁通量Φ为零，这时磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不变为零，故A 错误．磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零，故B 正确．根据磁通量Φ＝BS sin α，磁通量的变化可能由B 、S 、α的变化引起，故C 错误．磁感应强度越大，线圈面积越大，磁通量不一定越大，还与回路与磁场方向的夹角有关，故D 错误．]训练角度2.磁通量大小的计算6．如图所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？[解析] 当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，S ⊥＝S 2，所以磁通量相同，都等于BS 2.[答案]BS 2 BS2[物理观念] 磁感应强度 安培力 磁通量[科学思维] 1. 用左手定则判断安培力的方向及用F ＝BIL 分析和计算B 与I 垂直情况下的安培力．2．控制变量法在研究F 与I 、L 关系中的应用．1．根据磁感应强度的定义式B ＝F IL，下列说法中正确的是( )A ．在磁场中某确定位置，磁感应强度B 与电流在该处所受磁场力F 成正比，与电流I 、导线的长度L 的乘积成反比B ．一小段通电直导线在空间某处所受磁场力F 为零，那么该处的磁感应强度B 一定为零C ．磁场中某处磁感应强度B 的方向跟电流在该处所受磁场力F 的方向相同D ．一小段通电直导线放在磁感应强度B 为零的位置，那么它受到的磁场力F 也一定为零D [磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向，由磁场本身决定，与放入磁场的导线所受的磁场力F 、导线的长度L 和通过导线的电流I 无关，故A 错误；当通电导体平行放在磁场中某处时受到的磁场力F 等于零，但磁场并一定为零，故B 错误；通电导线在磁场中的受力方向，由左手定则得知，磁场力的方向与磁场及电流方向相互垂直，故C 错误；一小段通电直导线放在磁感应强度B 为零的位置，由F ＝BIL sin α得知，它受到的磁场力F 也一定为零，故D 正确．]2.如图所示，半径为a 的14圆形金属导线PQ 处于匀强磁场中，O 是其圆心，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向与平面OPQ 垂直．当在导线中通以大小为I 的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是( )A ．Bla ，与直线OQ 垂直B ．BIa ，与直线OP 垂直C ．2BIa ，与直线PQ 垂直D ．πBIa 2，与直线PQ 垂直 C [半径为a 的14圆形金属导线PQ 在磁场中的有效长度L ＝2a ，则导线受到的安培力大小为F ＝BIL ＝2BIa .根据左手定则可知安培力的方向与直线PQ 垂直．故A 、B 、D 错误，C 正确．]3．(多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形．在导线中通过的电流均为I ，电流方向如图所示．a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3.下列说法正确的是( )A ．B 1＝B 2<B 3B ．B 1＝B 2＝B 3C ．a 和b 处磁场方向垂直于纸面向外，c 处磁场方向垂直于纸面向里D ．a 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里AC [靠近a 点的两根导线产生的磁场叠加后，磁感应强度为零，a 点磁感应强度由离a 点最远的导线决定；b 点的磁感应强度大小与a 点相同；对于c 点，靠近c 点的两根导线的磁感应强度方向相同，叠加后的磁感应强度最大，选项A 正确，选项B 错误．由安培定则和磁感应强度的矢量叠加可得，C 正确，D 错误．]4．如图所示，两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r .圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a 线圈重合，则穿过a 、b 两线圈的磁通量之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C．1∶4 D．4∶1A [两个线圈的半径虽然不同，但是线圈内的匀强磁场的半径一样，则穿过两线圈的磁通量相同，故选项A正确．]。
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东海中学教师备课用表
备课时间：年月日
教学过程
教学活动设计
学生活动设计
（含设计意图）
授课教师
二次备课
教学过程：
（一）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-----
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】。
（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）。
【说明】左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面图等等)，还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形。
---可将右图从侧视图、俯视图和剖面图一一引导学生展示。
*一般情形的安培力方向法则介绍…
结论：电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电流方向垂直，也和磁场方向垂直，用左手定则时，磁场不一定垂直穿过手心，只要不从手背传过就行。
*至于大小法则，如果电流和磁场不垂直，则将磁场进行分解，取垂直分量代入公式即可；从这个角度不难理解——如果电流和磁场平行，那么安培力是多少？[学生]为零。
练习：判断下图中导线A所受磁场力的方向.
答案：
（垂直于纸面向外）
【演示】平行通电直导线之间的的相互作用（P97图3。
4—3）。
引导学生区别安培定则和左手定则，并且用这两个定则去解释“平行通电导线之间的相互作用”这一演示实验，解释时应明白左边的通电导线受到的安培力是右边的通电导线所产生的磁场施加的，反之亦然。
2、安培力的大小
通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = BIL（最大）
两种特例：即F = ILB(I⊥B)和F = 0(I∥B)。
一般情况：当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F = ILBsin θ
【注意】在推导公式时，要让学生明确两点：一是矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替代的关系，二是从特殊到一般的归纳的思维方法。
（具体推导见P97）
还应该注意的是：尽管公式F=ILB是从公式B=F/IL变形而得的，但两者的物理意义却
有不同。
①公式B=F/IL是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况，来确定这一位置的磁场的性质，它对任何磁场中的任何点都是适用的。
②公式F=ILB则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情况，在中学阶段，它只适用于匀强磁场。
教师应该给学生指出：物理公式在作数学的等价变形时，其物理意义和适用范围将会发生变化。
这是应用数
学知识解决物理问题时所要引起注意的问题，但却往往被人们所忽视。
应该提醒学生注意安培力与库仑力的区别。
电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反。
而电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置的方向有关，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，一般情况下的安培力大于零，小于BIL，方向与磁场方向垂直。
3、磁通量
磁通量（Φ）
我们知道，磁场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示。
如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。
我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
（1）定义：面积为S，垂直匀强磁场B放置，则B与S乘积,叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示．
（2）公式：Φ=B·S
（3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T·m2
磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
例：如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、
B两个圆环，试分析穿过A环、B环的磁通量
谁大。
解：此题所给条件是非匀强磁场，不能用Φ
=B·S计算，只能比较穿过两环的磁感线净条数多少，来判断磁通量的大小。
条形磁铁的磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S极进入，在磁铁内部的磁感线从S极向N极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多。
从下向上穿过A、B环的磁感线条一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则A环从下向上穿过的净磁感线少于B环，所以B环的磁通量大于A环磁通量。
备课组长（教研组长）签名：时间：年月日。