探究磁场对电流的作用

第六章第1节　探究磁场对电流的作用

［课时安排］：1课时

［教学目标］

1．知识与技能：

（1）、通过实验，认识到通电导线在磁场中受到的安培力；

（2）、实验探究影响安培力大小和方向的因素；

（3）、熟练掌握左手定则和安培力大小的计算公式；用左手定则判断安培力的方向，能计算在磁场中，当通电导线所受的安培力的大小。

2．过程与方法：

（1）、经历科学探究的过程，培养分析解决问题的能力；

（2）、尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法3．情感态度与价值观：通过对电磁关系的学习，领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，热于探索自然界的奥秘。

［教学重点］：

（1）、掌握磁场对电流作用力的相关因素，及其计算方法

（2）、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

［教学难点］：

（1）、具体实例中能够利用安培力公式进行计算；

（2）、知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点；

（3）、熟练应用左手定则判断安培力的方向。

［教学方法］：讲授法，探究法、讨论法。

［教具使用］：马蹄形磁铁、干电池、导线等。

［教学过程］

一、新课引入

在上个世纪，许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力

的问题，并着手研究．其中安培也在进行这方面的研究，并且他提

出了两个思考

1 磁场对通电导线是否有力的作用。

2 通电导线之间是否有力的作用。

在这节课，我们就用老师带来的这套仪器来亲自动手研究，看看能发现什么规律。

师：发现什么现象？说明了什么？（变换磁铁的方向再做一

次，使学生看到导体向相反的方向运动这一现象）

生：导体运动．导体运动状态改变，说明通电导体受到力的作

用．

师：是谁给通电导体施加了力呢？这个力的受力物体是电流还

是导体？（学生思考）

演示：（1）切断电流，导体虽在磁场中，却不动．（2）去掉

磁场再通电流，导体也不动．

（启发学生认识到是磁体周围的磁场给了电流以力的作用）

磁场对电流的作用力通常叫做安培力。这节课就来讨论安培力

的大小和方向，

二、新课教学

一、安培力的大小

观察实验：如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁

极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较安培力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对磁场力的影响。

磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I 有关。

（1）通电导线长度一定时，电流越大，安培力越大 ；

（2）通电导线电流一定时，通电导线越长，安培力越大 ；

总结：精确的实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F跟通过的电流强度I和导线长度L成正比，或者说跟I·L的乘积成正比。这就是说无论怎样改变电流强度I和导线长度L，乘积IL增大多少倍，则F也增大多少倍。写成公式为：

二、安培力的方向

演示实验

①交换电线的正负极改变导线中电流的方向，其他条件不变，观察导线的摆动方向。

②交换磁铁的两个磁极的位置改变磁场的方向，其他条件不变，观察导线的摆动方向。

观察现象：导线的摆动方向随上述条件改变而改变。

分析说明：通电导线在磁场中受到的作用力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系。最后，人们通过反复的实验和大量的研究，总结出通电导线在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电流方向之间存在着一个规律——左手定则。

幻灯显示或多媒体演示：

左手定则——伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，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，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。如右图所示

利用前面的演示实验，请学生伸出左手进行直接地练习。强调，掌心——磁感线垂直穿入(N极在上方的则掌心朝上)四指——电流方向(从正极指向负极)大拇指——磁场对电流作用力的方向(即导线摆动的方

向)。

启发学生 利用几何知识，画出左手定则图所示情形，从不同侧面观察而得的平面图。幻灯显示

巩固练习

【例1】画出下图中通电导线的安培力的方向。

【例2】两根平行输电线，其上的电流反向，试画出它们之间的相互作用力。

分析：如下图所示，A、B两根输电线，电流方向相反。通电导线B 处在通电导线A产生的磁场中，受到A产生的磁场的磁场力作用；通电导线A处在通电导线B产生的磁场中，受到B产生的磁场的磁场力作用。我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向B B，再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力F A的方向；同理，再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向B A，再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力F B的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。

完成上述分析，可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力，自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力。

三、安培力就在你身边

简要介绍电动机原理和电流讲构造示意图及工作原理

四、作业：P115 .2、3

［教学反思］：