探究安培力教案

《探究磁场对通电导线的作用——安培力》教案

龙台中学：杨世洲

一、教学目标：

1．知识与技能

（1）知道磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受安培力的大小跟电流的大小、导线在磁场中的长度和磁场的强弱等因素有关。

（2）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．过程与方法

（1）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。

（2）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。

（3）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．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。（2）认识安培力的应用给我们的生活带来的影响。

二、教学重点：

(1)定性地了解决定磁场对电流的作用力大小的有关因素及关系。

(2)掌握左手定则。

三、教学难点：

在探究影响安培力大小的因素中对学生的引导和对左手定则涉及的空间关系的理解是本节课教学的难点。

四、教学用具：

蹄形磁铁、方形线圈、自制安培力方向演示仪、电流表、滑动变阻器、电源、多媒体电脑等。

五、教学过程：

（一）、问题引入

学生观看节目《劈空拳》（设置悬念，激发兴趣和求知欲）。

情景1：学生对着悬挂的通电线圈隔空打过去，线圈不动。（学生好奇）

情景2：老师对着悬挂的通电线圈隔空打过去，线圈运动。（学生迷惑）

问题：老师隔空打线圈为什么线圈会运动？（学生思考、回答）

解密：老师手中有强磁铁，它产生的磁场对通电导体产生力，使线圈运动。磁场对通电导体的作用力称为安培力，本节课我们一起来探究安培力。

（二）、新课教学

提问：我们通常从哪些方面去研究一个力？

（引导学生思考从力的大小、方向等要素去探究安培力）

1、安培力的大小

研究电流和磁场方向垂直的情况下，安培力的大小与哪些因素有关。

提问：同学们，你们认为安培力的大小会跟哪些因素有关？

教师根据学生回答的情况，可作适当的引导：猜想安培力的大小可能影响因素：

a.电流的大小，

b.通电导体的长度，

c.磁场的强弱有关。

提问：既然影响安培力大小的因素可能有多个，我们如何去证明安培力跟某一个因素有关？

（引导学生思考用控制变量法来研究影响安培力大小的因素。）

学生分组实验，研究影响安培力大小的因素

按教材85页的“实验探究”组装好分组实验，实验前教师先介绍实验的原理，并让学生做好实

验和记录的准备。

实验准备：

1、用什么来测量力？

2、接通电路之前先记的弹簧秤的示数F0

3、接通电路时记的弹簧秤的示数F1，想一想F1- F0表示什么？（F1- F0=F安）

a．磁场及在磁场中的导线长度恒定，研究电流大小对安培力的影响：

控制其他量不变，通过改变滑动变阻器的阻值，读出相应不同电流值下弹簧测力计的示数并计算出安培力的大小记录在表格中。

结论：安培力的大小与电流大小成正比即F安∝I。

b．磁场、电流大小恒定，研究在磁场中的导线长度对安培力的影响：

控制其他量不变，通过改变通电导线在磁场中的长度，读出相应不同长度值下弹簧测力计的示数并计算出安培力的大小记录在表格中。

结论：安培力的大小与导线的长度成正比，即F安∝L

即F∝kI L

c．电流大小、磁场中的导线长度恒定，探究磁场强弱对安培力的影响：

控制其他量不变，通过改变磁场的强弱，观察弹簧测力计的示数的大小变化。

问：又能得到什么结论？

结论：磁场越强，安培力越大。

精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与导线的长度L和电流I的大小都成正比，即F∝kI L

（比例系数k与导线所在位置的磁场强弱有关，用字母B表示）则表达式为：

F = ILB

小结：通过刚才的实验和分析，我们一起来说一说，安培力的大小与什么因素有关？

学生齐答：安培力大小与电流的大小、通电导线在磁场在的长度和磁场的强弱都有关。

问：三个量当中某一个增大，其他两个不变，安培力的大小会怎么变？

学生回答：安培力会变大。

2、安培力的方向

提问：通电导线所受到的安培力方向会跟什么因素有关呢？

（１）探究安培力的方向与哪些因素有关

（先引导学生进行猜想，老师初步分析后，让学生自己用磁铁、方形线圈、电源等仪器进行实验方案的设计并探究。）

学生分组实验：用自己设计的方案探究影响安培力大小的因素，然后请１～２组的同学代表上讲台给大家汇报他们的结果。

教师根据学生的实验，通过多媒体课件的辅助，引导学生一起分析实验得到的结果，分析安培力的方向与哪些因素有关，并得到下面的结论：

安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。

通电导线在磁场中所受安培力的方向，与电流方向、磁场的方向都垂直。

（２）左手定则：用多媒体课件辅助，教师做示范，讲解左手定则的内容。

小活动：用本节课引入时用的线圈和磁铁作为用具，通电之前教师规定线圈的运动方向，然后让学生通电或放置磁铁，使线圈能按规定的方向运动。（通过本活动，培养学生运动左手定则解决一些实际遇到的问题的能力）

练习：通过练习检查学生对左手定则的掌握情况。

例题1，下图中表示通电直导线在磁场中的电流方向或磁场力方向，请标出受力情况。

例题2，如右下图所示，请标出受力情况。

（三）、课堂小结：