高中物理 3.4《磁場對通電導線的作用力》精品教案 新人教版選修3-1

1、選修3-1第三章 3.4 磁場對通電導線的作用力一、教材分析安培力的方向和大小是重點，弄清安培力、電流、磁感應強度三者方向的空間關系是難點。安培力的方向一定與電流、磁感應強度方向垂直，但電流方向與磁感應強度的方向可以成任意角度；當電流方向與磁感應強度的方向垂直時，安培力最大。對此學生常?；煜⒔虒W目標（一）知識與技能1、知道什么是安培力，會推導安培力公式F=BILsin。2、知道左手定則的內容，并會用它判斷安培力的方向。3、了解磁電式電流表的工作原理。（二）過程與方法通過演示實驗歸納、總結安培力的方向與電流、磁場方向的關系左手定則。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過推導一般情況下安培力的公式F

2、=BILsin，使學生形成認識事物規(guī)律要抓住一般性的科學方法。2、通過了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識的相互聯(lián)系。三、教學重點難點教學重點安培力的大小計算和方向的判定。教學難點用左手定則判定安培力的方向。四、學情分析安培力的方向一定與電流、磁感應強度方向垂直，但電流方向與磁感應強度的方向可以成任意角度；當電流方向與磁感應強度的方向垂直時，安培力最大。對此學生常常混淆五、教學方法 實驗觀察法、邏輯推理法、講解法六、課前準備1、學生的準備：認真預習課本及學案內容2、教師的準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案演示實驗：蹄形磁鐵多個、導線和開關、電源、鐵架臺、兩條

3、平行通電直導線七、課時安排：1課時八、教學過程（一）預習檢查、總結疑惑（二）情景引入、展示目標通過第二節(jié)的學習，我們已經(jīng)初步了解磁場對通電導線的作用力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻，為了紀念他，人們把通電導線在磁場中所受的作用力叫做安培力。這節(jié)課我們對安培力作進一步的討論。（三）合作探究、精講點播1、安培力的方向教師：安培力的方向與什么因素有關呢？演示：如圖所示，連接好電路。演示實驗： （1）改變電流的方向 現(xiàn)象：導體向相反的方向運動。（2）調換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向 現(xiàn)象：導體又向相反的方向運動。教師引導學生分析得出結論（1）安培力的方向和磁場方向、電流方向有關系。（2）安培力的

4、方向既跟磁場方向垂直，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線所在的平面。左手定則通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系，可以用左手定則來判定：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，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線在磁場中所受安培力的方向。例：判斷下圖中導線A所受磁場力的方向。 通電平行直導線間的作用力方向如何呢？演示實驗：（1）電流的方向相同時 現(xiàn)象：兩平行導線相互靠近。（2）電流的方向相反時 現(xiàn)象：兩平行導線相互遠離。引導學生利用已有的知識進行分析如圖

5、，兩根靠近的平行直導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? 說明：分析通電導線在磁場中的受力時，要先確定導線所在處的磁場方向，然后根據(jù)左手定則確定通電導線的受力方向。例題2:下列四幅圖中通電導體受力方向表示正確的是 ( ) 例題1畫出圖中第三者的方向2、安培力的大小通過第二節(jié)課的學習，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場B放置的通電導線L，所通電流為I時，它在磁場中受到的安培力F=BIL當磁感應強度B的方向與導線平行時，導線受力為零。問題：當磁感應強度B的方向與導線方向成夾角時，導線受的安培力多大呢？教師投影圖3.4-4，引導學生推導：將磁感應強度B分解為與導線垂直的分量和與導線平行的分量

6、，則， 因不產(chǎn)生安培力，導線所受安培力是產(chǎn)生的，故安培力計算的一般公式為： 3、磁電式電流表中學實驗室里使用的電流表是磁電式電流表，下面我們來學習磁電式電流表的工作原理。（1）電流表主要由哪幾部分組成的？投影圖3.4-5。 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。（2）什么電流表可測出電流的強弱和方向？磁場對電流的作用力和電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力越大，線圈和指針偏轉的角度就越大，因此，根據(jù)指針偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。當線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉方向也隨著改變，所以，根據(jù)指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向

7、。（3）電流表中磁場分布有何特點呢？為何要如此分布？電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖。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，各點的磁感應強度B的大小是相等的。這樣的磁場，可使線圈轉動時，它的兩個邊所經(jīng)過的位置磁場強弱都相同，從而使表盤的刻度均勻。（4）磁電式儀表的優(yōu)缺點是什么？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。（四）反思總結、當堂檢測（五）發(fā)導學案、布置作業(yè)課堂訓練作業(yè) 1、課下閱讀課本第98頁，做一做用小磁針估測磁感應強度或旋轉的液體小實驗。2、完成P99“問題與練習”第1、2、4題。書面