通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

1、通電導(dǎo)線在磁場中受到的力【教材分析】 安培力的方向和大小是本節(jié)重點，弄清安培力、電流、磁感應(yīng)強度三者的空間關(guān)系是本節(jié)難點。安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強度方向度垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強度方向可以任意角度；當電流方向與磁感應(yīng)強度方向垂直時，安培力最大。對此學(xué)生常?；煜?。另外，空間想象能力對本節(jié)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。要使學(xué)生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的側(cè)視圖、俯視圖、剖面圖，需要一定量的訓(xùn)練鞏固?！窘虒W(xué)目標】 (一)知識與技能1知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時，它的方向的判斷左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會用它解答

2、有關(guān)問題。2會用安培力公式FBIL解答有關(guān)問題知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL。3了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。(二)過程與方法通過演示、分析、歸納、運用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計算。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。(三)情感態(tài)度與價值觀使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學(xué)方法并通過對磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解，感受物理知識之間的聯(lián)系。教學(xué)重點難點 重點：安培力的方向確定和大小的計算。難點：左手定則的運用(尤其是當電流和磁場不垂直時，左手定則如何變通使用)。教學(xué)用具 磁

3、鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺、滑動變阻器、多媒體?！驹O(shè)計思想】整節(jié)課主要采用布魯納倡導(dǎo)的“發(fā)現(xiàn)法”，結(jié)合實驗探究總結(jié)磁場對通電導(dǎo)線作用力的規(guī)律，把規(guī)律的得出過程和方法放在首位，把學(xué)生的情感價值體驗放在重要位置。總體教學(xué)布局如下表：整體串行處理演示實驗：探究影響安培力方向的因素及安培力方向的確定方案設(shè)計：控制變量法只改變磁場方向只改變電流方向個性分析，共性歸納左手定則師生共同總結(jié)歸納本節(jié)實驗過程及知識要點局部并行處理實驗驗證：同時改變磁場和電流方向左手定則應(yīng)用：通電直導(dǎo)線間的作用力安培力的大小I與B方向平行I與B斜交成歸納通式I與B垂直磁電式電流表【教學(xué)過程】（一）課前導(dǎo)學(xué)讓學(xué)生回憶在在第二節(jié)

4、中通電導(dǎo)線在磁場中受力大小與什么因素有關(guān)。 過渡：本節(jié)我們將對安培力做進一步的討論。 （二）新課講解-第四節(jié)、磁場對通電導(dǎo)線的作用力 安培力：磁場對電流的作用力. 安培力是以安培的名字命名的，因為他研究磁場對電流的作用力有突出的貢獻人們?yōu)榱思o念他。（二）質(zhì)疑討論1、安培力的方向問題1：安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？探究演示：如圖所示，連接好電路?！緦嶒灐浚?）改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】導(dǎo)體向相反的方向運動。【實驗】（2）調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】導(dǎo)體又向相反的方向運動?！窘Y(jié)論】（1）安培力的方向和磁場方向、電流方向有關(guān)系。（2）安培力的方向既跟磁場

5、方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。問題2：如何判斷安培力的方向呢？人們通過大量的實驗研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律左手定則。左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。 例：判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向。 問題3：通電平行直導(dǎo)線間的作用力方向如何呢？探究演示：如圖所示，連接好電路?！緦嶒灐浚?）電流的方向相同時，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】兩平行導(dǎo)線

6、相互靠近?！緦嶒灐浚?）電流的方向相反時，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】兩平行導(dǎo)線相互遠離?！驹蚍治觥咳鐖D，兩根靠近的平行直導(dǎo)線通入方向相同的電流時，它們相互間的作用力的方向如何?解析：兩根導(dǎo)線的電流間的相互作用力是通過電流產(chǎn)生的磁場而作用的，要分析AB受力，必須先畫出CD產(chǎn)生的磁場方向（如圖），由左手定則可判知AB受到的磁場力指向CD；用同樣方法先畫出AB產(chǎn)生的磁場方向，可判知CD受到的磁場力指向AB，因而兩同向電流是互相吸引。請大家不妨根據(jù)上述分析方法，確定一下當AB和CD兩根導(dǎo)線中通過反向電流時，它們間相互作用力的方向如何?說明：分析通電導(dǎo)線在磁場中的受力時，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場方向，然

7、后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。2、安培力的大小當垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時，導(dǎo)線在磁場中受到的安培力F=BIL，當磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線平行時，導(dǎo)線受力為零?！締栴}】當磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線方向成夾角時，導(dǎo)線受的安培力多大呢？教師引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)： ，此即為一般情況下的安培力公式。3、磁電式電流表請同學(xué)們閱讀課文，然后回答： 【問題】（1）電流表主要由哪幾部分組成的？學(xué)生答電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六部分組成。(最基本的是磁鐵和線圈)教師提示注意：a.鐵芯、線圈和指針是一個整體；b.蹄形磁鐵內(nèi)置軟鐵是為了(和鐵芯一起)造就輻向磁場；c.觀察

8、鐵芯轉(zhuǎn)動時螺旋彈簧會形變。實物投影課本如圖問題電流表中磁場分布有何特點呢？教師講解電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。問題什么是均勻輻向分布呢？教師進一步講解所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度該磁場并非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應(yīng)強度B的大小是相等的。(2)電流表的工作原理引導(dǎo)學(xué)生弄清楚以下幾點：線圈的轉(zhuǎn)動是怎樣產(chǎn)生的？線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強弱？如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向？使用時要特別注意什么？【問題】（4）磁電式儀表的優(yōu)缺點

9、是什么？學(xué)生答磁電式儀表的優(yōu)點是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點是繞制線圈的導(dǎo)線很細，允許通過的電流很弱（幾十微安到幾毫安）。如果通過的電流超過允許值，很容易把它燒壞。4、課堂總結(jié)先由學(xué)生自主小結(jié)整理，分組展示，教師點評歸納。（三）反饋練習(xí)【例1】如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是_。A靜止不動B向紙外平動CN極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動DN極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動【例2】將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培

10、力的大小和方向。答案：(1)FA=_0_N.(2)FB=_0.02_N.(3)FC=_0.01_N.(4)FD=_0.02_N.說明：求安培力的大小時，要注意公式F=BIL中B與I要垂直；用左手定則判定安培力的方向時，要注意安培力既與導(dǎo)線垂直又與磁感線垂直，但B與I可以成任意夾角。（四）鞏固遷移如圖所示，一根長為L的細鋁棒用兩個倔強系數(shù)為k的彈簧水平地懸吊在勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當棒中通以向右的電流I時，彈簧縮短y；若通以向左的電流，也是大小等于I時，彈簧伸長y，則磁感應(yīng)強度B為_A.ky/ILB.2ky/ILC.kIL/yD.2IL/ky（五）作業(yè)布置課題作業(yè)：書P94 1、3課余作