磁場對電流的作用物理教案

磁場對電流的作用物理教案1(一)教學(xué)目的1.知道磁場對通電導(dǎo)體有作用力。2.知道通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān)，改變電流方向或改變磁感線方向，導(dǎo)體的受力方向隨著改變。3.知道通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的道理。4.知道通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場中受力而運動，是消耗了電能，得到了機械能。5.培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能小型直流電動機一臺，學(xué)生用電源一臺，大蹄形磁鐵一塊，干電池一節(jié)，用鋁箔自制的圓筒一根(粗細、長短與鉛筆差不多),兩根鋁箔條(用透明膠與鋁箔筒的兩端相連接),支架(吊鋁箔筒用),如課本圖12—10的掛圖，線圈(參見圖12—2),抄有題目的小黑板一塊(也可用幻燈片代替)。(三)教學(xué)過程1.引入新課提問：電動機是根據(jù)什么原理工作的呢?施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉(zhuǎn)動)。2.進行新課鋁箔筒靜止在磁鐵的磁場中(參見課本中的圖12—9)。用鋁箔演示實驗1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時短路),讓學(xué)生觀察鋁箔筒的運動情況，并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時，鋁箔筒會,這說明板書：<1.通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用?！笛菔緦嶒?:先使電流方向相反，再使磁感線方向相反，讓學(xué)生觀察鋁箔筒運動后回答小黑板上的題2:保持磁感線方方向會,這說明。保持鋁箔筒中電流方向 ,這說明。歸納實驗2的結(jié)論并板書：<2.通電導(dǎo)體在磁場里受力的的呢?出示方框線圈在磁場中的直觀模型(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12—10的掛圖(此時，圖中還沒有標出受力引導(dǎo)學(xué)生分析：通電時，圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中，都要受力，因為電流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提問：你們想想看，線圈會怎樣運動呢?演示實驗3:將電動機上的電刷、換向器拆下(實質(zhì)是線圈)后通電，讓學(xué)生觀察線圈的運動情況。"教師指明：線圈轉(zhuǎn)動正是因為兩條邊受力方向相反，邊說邊在掛圖上標明ab和cd邊的受力方向。提問：線圈為什么會停下來呢?利用模型和掛圖分析：在甲圖位置時，兩邊受力方向相反，但不在一條直線上，所以線圈會轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)動到乙圖位置時，兩邊受力方向相反，且在同一直線上，線圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。板書結(jié)論：<3.通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，到平衡位置(4)討論①教材中的“想想議議”。②小黑板上的題3:通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動是消耗板書：〈4.通電導(dǎo)體在磁場中運動是消耗了電能，得到了3.小結(jié)：板書的四條結(jié)論。4.作業(yè)(思考題):電動機就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的道理工作的。但實際制成電動機時，還有些問題需要我們解決，比如：通電線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動，而實際電動機要能連續(xù)轉(zhuǎn)動，這個問題同學(xué)們先思考，下節(jié)我們研究。(四)說明：1.受力方向與電流方向和磁感線方向垂直，這一點不能從實驗直接得到(因為運動方向并不一定是受力方向),且與后面學(xué)習(xí)聯(lián)系不大，本教案沒講這一點。2.教案最后的思考題是為下節(jié)學(xué)習(xí)作準備。磁場對電流的作用物理教案2課前預(yù)習(xí)一、安培力1.磁場對通電導(dǎo)線的作用力叫做O1.2.大小：(1)當導(dǎo)線與勻強磁場方向O2時，安培力最大為F=O3(2)當導(dǎo)線與勻強磁場方向O4時，安培力最小為F=O5(3)當導(dǎo)線與勻強磁場方向斜交時，所受安培力介于 3.方向：左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指 O8,并且都跟手掌在O9,把手放入磁場中，讓么，拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)線在磁場中的O12方 量出電流I的大小，且刻度是均勻的，當線圈中的電流方向改課前預(yù)習(xí)答案蹄形磁鐵O14鐵芯O15繞在線框上的線圈O16螺旋彈簧O重難點解讀(1)安培力方向用左手定則判定：伸開左手，使大拇指和不平行時),可用左手定則確定F的唯一方向：F⊥B,F⊥IF垂直于B和I所構(gòu)成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向，不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內(nèi)與B成(3)用“同向電流相吸，反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象(2)當0=90°時，導(dǎo)體與磁場垂直，安培力最大Fm=BIL;當θ=0°時，導(dǎo)體與磁場平行，安培力為零。(3)F=BILsinθ要求L上各點處磁感應(yīng)強度相等，故該公式一般只適用于勻強磁場。(4)安培力大小的特點：①不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式0有關(guān)。②L是有效長度，不一定是導(dǎo)線的實際長度。彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度，所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0二、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運動判斷方法(1)電流元分析法：把整段電流等效為多段很小的直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力方向，最后確定運動方向.(2)特殊位置分析法：把通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向，從而確定運動方向.(3)等效法：環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立。(4)轉(zhuǎn)換研究對象法：因為電流之間，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣，定性分析磁體在力的作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向.典題精講題型一、安培力的方向例1、電視機顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉(zhuǎn)?解：畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流，是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里，右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”,可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。(本題用其它方法判斷也行，但不如這個方法簡潔)。答案：向左偏轉(zhuǎn)規(guī)律總結(jié)：安培力方向的判定方法：(1)用左手定則。(2)用“同性相斥，異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時)。(3)用“同向電流相吸，反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))?？梢园褩l形磁鐵等效為長直螺線管(不要把長直螺線管等效為條形磁鐵)。題型二、安培力的大小例2、如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力A.方向沿紙面向上，大小為B.方向沿紙面向上，大小為C.方向沿紙面向下，大小為D.方向沿紙面向下，大小為度，所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中的正將會(增大、減小還是不變?)水平面對磁鐵的摩擦力大小場中通過兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極(如圖中細虛線所示),可看出導(dǎo)線受到的安培力豎直向下，因用方法：(1)電流元分析法，(2)特殊位置分析法，(3)等效法，(4)轉(zhuǎn)換研究對象法例4、水平面上有電阻不計的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內(nèi)阻).現(xiàn)垂圍較大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖8-1-32所示，問：(1)當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少?(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少?此時B的方向如何?解析：從b向a看側(cè)視圖如圖所示.又FA=BIL=BERL③直向上.則有FA=mgBmin=mgREL,根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右.答案：(1)mg-BLEcosθRBLEsinθR(2)mgREL方向水平向右規(guī)律總結(jié)：對于這類問題的求解思路：(1)若是立體圖，則必須先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖(2)對物體受力分析，要注意安培力方向的確定(3)根據(jù)平衡條件或物體的運動狀態(tài)列出方程(4)解方程求解并驗證結(jié)果鞏固拓展1.如圖，長為的直導(dǎo)線拆成邊長相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為，當在該導(dǎo)線中通以電流強度為的電流時，該形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為解析：導(dǎo)線有效長度為21sin30°=1,所以該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為。選C。本題考查安培力大小的計算。2..一段長0.2m,通過2.5A電流的直導(dǎo)線，關(guān)于在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況，正確的是()A.如果B=2T,F一定是1NB.如果F=0,B也一定為零C.如果B=4T,F有可能是1ND.如果F有最大值時，通電導(dǎo)線一定與B平行里，b受安培力向下，且比原來小.故選項D正確.面向內(nèi).每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對它的安培力作用，則A.導(dǎo)線a所受合力方向水平向右B.導(dǎo)線c所受合力方向水平向右C.導(dǎo)線c所受合力方向水平向左D.導(dǎo)線b所受合力方向水平向左意是合磁場的方向，然后用左手定則判定導(dǎo)線的受力方向.可以確定B是正確的.斷出，它們之間存在吸引力.b水平平行，設(shè)0=45°,a、b均通以大小為I的同向平行磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為.mg=F=BIL可得B=.10.一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線