2020高中物理 3.4 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用教案 新人教版選修3-1

1、3.4 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 課 題 第 15 章 2 節(jié) 課時(shí)安排： 2 個(gè)課時(shí)知識(shí)目標(biāo)：（1）掌握磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的計(jì)算方法（2）掌握判斷安培力方向的左手定則能力目標(biāo)：通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出安培力的方向總是既和磁場(chǎng)方向垂直又和電流方向垂直培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力情感目標(biāo)：通過磁場(chǎng)方向與電流方向垂直的情況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生抓住主要因素，推導(dǎo)出當(dāng)磁場(chǎng)與電流方向斜交時(shí)，安培力的大小和方向重點(diǎn)內(nèi)容：使學(xué)生掌握電流在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力大小的決定因素、計(jì)算公式以及安培力方向的判定落實(shí)方案：講練結(jié)合難點(diǎn)內(nèi)容：磁場(chǎng)方向、電流方向、安培力方向之間的關(guān)系磁場(chǎng)方向不一定總與電流方向垂直，但安培力一定垂直于

2、磁感線與電流決定的平面落實(shí)方案：講練結(jié)合教 師 活 動(dòng) 教 學(xué) 內(nèi) 容 第 1 課時(shí)學(xué) 生 活 動(dòng)一 磁感應(yīng)強(qiáng)度：1. （1）L不變時(shí)，I越大，F(xiàn)越大（2）I不變時(shí)，L越大，F(xiàn)越大2.磁感應(yīng)強(qiáng)度：（1）定義：（2）B=F/IL（3）單位：T（4）方向：（5）疏密表大小3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)二安培力：1.一般表達(dá)式：F=BILsin2.說明（1）：磁感線方向和電流方向的夾角（2）公式一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)（3）L是指有效長(zhǎng)度3.安培力的方向：左手定則：磁場(chǎng)有方向，也有強(qiáng)弱（類比：電場(chǎng)有方向，也有強(qiáng)弱，用電場(chǎng)強(qiáng)度來表示），我們也可以引入一個(gè)物理量來描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，但是首先我們要清楚一個(gè)物體的受力情況才能夠來研

3、究這個(gè)問題，我們首先要引入磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力安培力。一 磁感應(yīng)強(qiáng)度：1. 實(shí)驗(yàn)表明：把一段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中時(shí)，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流所受安培力為0；當(dāng)斜交時(shí)，力介于0和最大之間。為了簡(jiǎn)便，我們從導(dǎo)線方向垂直與磁場(chǎng)方向來研究?？刂谱兞垦芯繉?shí)驗(yàn)：（1）L不變時(shí)，I越大，F(xiàn)越大（2）I不變時(shí)，L越大，F(xiàn)越大可以得到結(jié)論：F與IL有關(guān)F與IL成正比。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度：（1）定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力跟電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度的乘積的比值（2）B=F/IL（3）單位：T（4）方向：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向（5）磁感線的疏密可以表示B

4、的大小3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)：距離很近的異名磁極和通電螺線管內(nèi)部二安培力：1.一般表達(dá)式：F=BILsin2.說明（1）：磁感線方向和電流方向的夾角（2）公式一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)（3）L是指有效長(zhǎng)度3.安培力的方向：左手定則：把手打開，拇指和四指垂直，讓磁感線垂直穿過手心，四指方向指電流方向，大拇指方向就表示此導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向安培力垂直于B與I所在的平面第二課時(shí)：安培力習(xí)題課請(qǐng)學(xué)生回憶安培力的表達(dá)式和安培力的方向：例一：如圖，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過的電流為I，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，結(jié)果ab靜止且緊壓于水平導(dǎo)軌上.若磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面成角，求：(1)棒ab受到的摩擦力；(

5、2)棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力.答案：解：棒ab的受力圖如圖所示，因?yàn)榘綮o止，所以由牛頓第三定律，支持力與壓力是作用力與反作用力例二：在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流為I，長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示，試求：(1)欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向；(2)欲使棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無壓力，應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的最小值和方向.解：(1)欲使棒靜止，則安培力只要能平衡棒重力的斜面分力即可，其受力圖如圖所示，所以BIL=mgsin得Bmin=，方向垂直斜面向上.(2)欲使棒對(duì)斜面無壓力，則安培力要平衡棒的重力，其受力圖如圖所示，所以BIL=mg，得B=，方向水平向左.例三：質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻金屬棒通過兩根細(xì)金屬絲懸掛在絕緣架P、Q上后，再由金屬絲與已充電的電容器C和開關(guān)S相連，如圖所示，電容器電容為C，充電電壓為U1，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)接通S，使電容器放電極短時(shí)間后又?jǐn)嚅_S，電容器剩余電壓U2，求金屬棒能擺起的最太高度.(金屬絲質(zhì)量不計(jì)，棒最大擺角小于90)答案：解：設(shè)電容器放電的極短時(shí)間為t.則It=CU1-CU2對(duì)棒在t內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理有：BILt=mv得v=對(duì)棒擺起的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：=mgH得名門