高中物理3.4磁場對通電導(dǎo)線的作用力教案新選修3-1

1、3.4 磁場對通電導(dǎo)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(yīng)強度三者方向的空間關(guān)系是難點。安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強度的方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，安培力最大。對此學(xué)生常?；煜?、教學(xué)目標（一）知識與技能1、知道什么是安培力，會推導(dǎo)安培力公式F=BILsin 0。2、知道左手定則的內(nèi)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(jié)安培力的方向與電流、磁場方向的關(guān)系左手定則。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=BILsin

2、 0 ,使學(xué)生形成認識事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)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(xué)重點難點教學(xué)重點安培力的大小計算和方向的判定。教學(xué)難點用左手定則判定安培力的方向。四、學(xué)情分析安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強度的方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，安培力最大。對此學(xué)生常常混淆五、教學(xué)方法實驗觀察法、邏輯推理法、講解法六、課前準備1 、學(xué)生的準備：認真預(yù)習(xí)課本及學(xué)案內(nèi)容2、教師的準備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案演示實驗：蹄形磁鐵多個、導(dǎo)線和開關(guān)、電源、鐵架臺、兩條平行通電

3、直導(dǎo)線七、課時安排：1 課時八、教學(xué)過程（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑（二）情景引入、展示目標通過第二節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場對通電導(dǎo)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(dǎo)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(guān)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(dǎo)體向相反的方向運動。(2)調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向現(xiàn)象：導(dǎo)體又向相反的方向運動。教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(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

4、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(dǎo)線所在的平面。左手定則通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關(guān)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(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。通電平行直導(dǎo)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(dǎo)線相互靠近。(2)電流的方向相反時現(xiàn)象：兩平行導(dǎo)線相互遠離。引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識進行分析如圖，兩根靠近的平行直導(dǎo)線通入方向相同的電流時，它們

5、相互間的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，然后根據(jù)左 手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。例題1畫出圖中第三者的方向例題2:下列四幅圖中通電導(dǎo)體受力方向表示正確的是（）2、安培力的大小通過第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線 L,所通電流為I時，它在磁場中受到的安培力F=BIL當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線平行時，導(dǎo)線受力為零。問題：當(dāng)磁感應(yīng)強度 b的方向與導(dǎo)線方向成夾角 e時，導(dǎo)線受的安培力多大呢?教師投影圖3.4-4 ,引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo):'i1riH 4一阿甘£他if* 1等K肥扎素時工44甘&與隧 睇前*需小

6、網(wǎng)網(wǎng)JE ，的H況。不根國.將磁感應(yīng)強度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量B和與導(dǎo)線平行的分量 B/ ,則,B BsinBB cos因8不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受安培力是B產(chǎn)生的，故安培力計算的一般公式為:F ILBsin3、磁電式電流表中學(xué)實驗室里使用的電流表是磁電式電流表，下面我們來學(xué)習(xí)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(zhuǎn)的角度就越大，因此，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測

7、電流的強弱。當(dāng)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(zhuǎn)方向也隨著改變，所以，根據(jù)指針 的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。(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(yīng)強度B的大小是相等的。這樣的磁場，可使線圈轉(zhuǎn)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(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。（四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)課堂訓(xùn)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(yīng)強度或旋轉(zhuǎn)的液體小實驗。2、完成P99 "問題與練習(xí)”第1、2、4題。