通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

1、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力【教材分析】安培力的方向和大小是本節(jié)重點(diǎn)，弄清安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者的空間關(guān)系是本節(jié)難點(diǎn)。 安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向度垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可以任意角度； 當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直時(shí)，安培力最大。對(duì)此學(xué)生常?；煜?。另外，空間想象能力對(duì)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(biāo)】（ 一 ） 知識(shí)與技能1 知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向都垂直時(shí)，它的方向的判斷左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，

2、并會(huì)用它解答有關(guān)問(wèn)題。2 .會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問(wèn)題.知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，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(guò)程與方法通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能 力。（ 三 ） 情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法并通過(guò)對(duì)磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解，感受物理知識(shí)之間的聯(lián)系。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小的計(jì)算。難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用（ 尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左

3、手定則如何變通使用） 。教學(xué)用具磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、滑動(dòng)變阻器、多媒體?！驹O(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)探究總結(jié)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的規(guī)律，把規(guī)律的得出過(guò)程和方法放在首位，把學(xué)生的情感價(jià)值體驗(yàn)放在重要位置?？傮w教學(xué)布局如下表：演示實(shí)驗(yàn):只改變磁場(chǎng)方向只改變電流方向個(gè)性分析，共性歸納*左手定則整體串行處理磁電式電流表實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：同時(shí)改變磁場(chǎng)和電流方向師生共同總結(jié)歸納本節(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及知識(shí)要點(diǎn)【教學(xué)過(guò)程】（一）課前導(dǎo)學(xué)讓學(xué)生回憶在在第二節(jié)中通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力大小與什么因素有關(guān)。過(guò)渡：本節(jié)我們將對(duì)安培力做進(jìn)一步的討論。（二）新課講解-第四節(jié)、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力

4、安培力：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力.安培力是以安培的名字命名的， 因?yàn)樗芯看艌?chǎng)對(duì)電流的作用力有突出的貢獻(xiàn)人們?yōu)榱思o(jì)念他。（二）質(zhì)疑討論1、安培力的方向問(wèn)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?shí)驗(yàn)】（1）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(yùn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)】（2）調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)。【結(jié)論】（1）安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系。（2）安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，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(wèn)題2:如何判斷安培力的方向呢？人們通過(guò)大

5、量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場(chǎng)方向存在著一個(gè)規(guī) 一左手定則。左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入例:磁場(chǎng)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(chǎng)中所受安培力的方向。判斷下圖中導(dǎo)線 A所受磁場(chǎng)力的方向。問(wèn)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?shí)驗(yàn)】（1）電流的方向相同時(shí)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。【現(xiàn)象】?jī)善叫袑?dǎo)線相互靠近?！緦?shí)驗(yàn)】（2）電流的方向相反時(shí)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】?jī)善叫袑?dǎo)線相互遠(yuǎn)離?！驹蚍治觥咳鐖D，兩根靠近的平行直導(dǎo)Ji閨

6、的43甜卜花rlL T f J 阿的用勺一作帕Z? B工 2線通入方向相同的電流時(shí)，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(guò)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)而作用的，要分析 AB受力，必須先畫出 CD產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向（如圖），由左手定則可判知 AB受到的磁場(chǎng)力指向 CD;用同樣方法先畫出 AB產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，可判知 CD受到的磁場(chǎng)力指向 AB ,因而兩同向電流是互相吸引。請(qǐng)大家不妨根據(jù)上述分析方法，確定一下當(dāng)AB和CD兩根導(dǎo)線中通過(guò)反向電流時(shí)，它們間相互作用力的方向如何？說(shuō)明：分析通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)左手定則 確定通電導(dǎo)線的受力方向。2、安培

7、力的大小當(dāng)垂直于磁場(chǎng) B放置的通電導(dǎo)線 L,所通電流為I時(shí)，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力F=BIL ,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線平行時(shí)，導(dǎo)線受力為零?！締?wèn)題】當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的方向與導(dǎo)線方向成夾角 0時(shí)，導(dǎo)線受的安培力多大呢?教師引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：F = ILB sin日，此即為一般情況下的安培力公式。指鐵內(nèi) 時(shí)螺3、磁電式電流表請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，然后回答:【問(wèn)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、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(gè)整體； b.蹄形磁 置軟鐵是為了（和鐵芯一起）造就輻向磁場(chǎng)；c.觀察鐵芯

8、轉(zhuǎn)動(dòng) 旋彈簧會(huì)形變。實(shí)物投影課本如圖圖3H+7檻粒機(jī)鐵防刑許使磁場(chǎng)沿半輕方向.問(wèn)題電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)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(wèn)題什么是均勻輻向分布呢？教師進(jìn)一步講解所謂均勻輻向分布，就是說(shuō)所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過(guò)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(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的。（2）電流表的工作原理 一一引導(dǎo)學(xué)生弄清楚以下幾點(diǎn)：線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shuō)明被測(cè)電流的強(qiáng)弱？如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來(lái)確定電路上電流的方向？使用時(shí)要特

9、別注意什么？【問(wèn)題】（4）磁電式儀表的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?學(xué)生答磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì), 允許通過(guò)的電流很弱(幾十微安到幾毫安)。如果通過(guò)的電流超過(guò)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(diǎn)評(píng)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(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)電流與磁場(chǎng)的方向如圖所導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是 。A.靜止不動(dòng)B.向紙外平動(dòng)C. N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)D. N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)【例2】將長(zhǎng)度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)

10、中，示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為 1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向。BXXMX答案：KMMXXXX(1)(2 )( 3 )(4 )(1) Fa=_0_N.( 2)Fb=0.02 _N.( 3)FC=0.01 _N.( 4) FD=_0.02 _N.說(shuō)明：求安培力的大小時(shí)，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(shí)，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(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)鋁棒用兩個(gè)倔強(qiáng)系數(shù)為k的彈簧水平I時(shí),吊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)棒中通以向右的電流 彈簧縮短Ay;若通以向左的電流，也是大小等于 I時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)Ay, 感應(yīng)強(qiáng)度B為A.k Ay/ILB.2k Ay/ILC.kIL/ AyD.2IL/k Ay(五)作業(yè)布置課題作業(yè)：書P94 1、3課余作業(yè)