人教版(新教材)高中物理選擇性必修2教學設計1：1 1 磁場對通電導線的作用力教案

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE11.1磁場對通電導線的作用力〖教學目標〗一、知識與技能1．知道什么是安培力，會推導安培力公式F=BIlsinθ。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=BIlsinθ，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?！冀虒W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?！冀虒W過程〗一、復習提問、新課導入教師：我們已經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。二、新課教學（一）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。實驗：（1）改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［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，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［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。教師：如何判斷安培力的方向呢？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?！祭脚袛嘞聢D中導線A所受磁場力的方向。解答：（垂直于紙面向里）教師：通電平行直導線間的作用力方向如何呢？演示：如圖所示，連接好電路。實驗：（3）電流的方向相同時，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］兩平行導線相互靠近。（4）電流的方向相反時，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］兩平行導線相互遠離。教師：為什么會這樣呢？請大家用所學知識加以分析。如圖，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？同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。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。（二）安培力的大小教師：我們已經知道，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。教師：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θ時，導線受的安培力多大呢？引導學生推導：將磁感應強度B分解為與導線垂直的分量QUOTE和與導線平行的分量QUOTE，則，因不產生安培力，導線所受安培力是產生的，故QUOTEF=BIlsinθ此即為一般情況下的安培力公式。（三）磁電式電流表教師：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。請同學們回答，電流表主要由哪幾部分組成的？［學生答］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。請同學們回答，為什么電流表可測出電流的強弱和方向？［學生答］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。［問題］電流表中磁場分布有何特點呢？為何要如此分布？［教師講解］電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖。［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，它的兩個邊所經過的位置磁場強弱都相同，從而使表盤的刻度均勻。請同學們總結磁電式儀表的優(yōu)缺點是什么？［學