2019-2020年《磁场对通电导线的作用力1》教学设计WORD版

2019-2020年《磁场对通电导线的作用力1》教学设计WORD版

3.4磁场对通电导线的作用力★新课标要求

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ

2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向

3、了解磁电式电流表的工作原理

（二）过程与方法通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则

（三）情感、态度与价值观

1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系★教学重点安培力的大小计算和方向的判定★教学难点用左手定则判定安培力的方向★教学方法实验观察法、逻辑推理法、讲解法★教学用具蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、投影片，多媒体辅助教学设备★教学过程

（一）引入新课教师通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力这节课我们对安培力作进一步的讨论

（二）进行新课

1、安培力的方向教师安培力的方向与什么因素有关呢？演示如图所示，连接好电路实验

（1）改变电流的方向，观察发生的现象［现象］导体向相反的方向运动

（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象［现象］导体又向相反的方向运动［教师引导学生分析得出结论］

（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系

（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面教师如何判断安培力的方向呢？［出示投影片］通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向例判断下图中导线A所受磁场力的方向解答（垂直于纸面向里）教师通电平行直导线间的作用力方向如何呢？演示如图所示，连接好电路实验

（1）电流的方向相同时，观察发生的现象［现象］两平行导线相互靠近实验

（2）电流的方向相反时，观察发生的现象［现象］两平行导线相互远离教师为什么会这样呢？请大家用所学知识加以分析如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何解析两根导线的电流间的相互作用力是通过电流产生的磁场而作用的，要分析AB受力，必须先画出CD产生的磁场方向（如图），由左手定则可判知AB受到的磁场力指向CD；用同样方法先画出AB产生的磁场方向，可判知CD受到的磁场力指向AB，因而两同向电流是互相吸引请大家不妨根据上述分析方法，确定一下当AB和CD两根导线中通过反向电流时，它们间相互作用力的方向如何说明分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向

2、安培力的大小教师通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力F=BIL教师当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零［问题］当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？教师投影图

3.4-4，引导学生推导将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量和与导线平行的分量，则，因不产生安培力，导线所受安培力是产生的，故此即为一般情况下的安培力公式

3、磁电式电流表教师中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表，下面我们来学习磁电式电流表的工作原理请同学们阅读课文，然后回答，电流表主要由哪几部分组成的？投影图

3.4-5［学生答］电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成请同学们阅读课文，然后回答，为什么电流表可测出电流的强弱和方向？［学生答］磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越大，线圈和指针偏转的角度就越大，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？为何要如此分布？［教师讲解］电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的如图［教师进一步讲解］所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的这样的磁场，可使线圈转动时，它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同，从而使表盘的刻度均匀请同学们阅读课文，磁电式仪表的优缺点是什么？［学生答］磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏

（三）课堂总结、点评教师活动让学生概括总结本节的内容请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容学生活动认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方点评总结课堂内容，培养学生概括总结能力教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架

（四）实例探究☆安培力的方向【例1】如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是_______A．静止不动B．向纸外平动C．N极向纸外，S极向纸内转动D．N极向纸内，S极向纸外转动解析要判断磁体的转动情况，就要知道通电导线对蹄形磁铁的作用力，而要判断磁体的作用力较为困难，我们可以假设磁铁不动，来考虑导线的受力的情况，然后根据牛顿第三定律判断磁铁的受力情况首先画出导线所在位置的磁感线分布情况如图所示，导线左边与右边的磁场方向不同，故把导线分为左右两部分.由左手定则可知左边的导线受到向内的作用力，右边的导线受到向左的作用力，所以导线左边向内转动，右边向外转动，现在导线固定，蹄形磁铁可以自由转动，磁铁的转动方向与导线的转动方向相反，所以蹄形磁铁的N极向外转动，S极向内转动，本题选C☆安培力的大小【例2】将长度为20cm、通有

0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向解析由左手定则和安培力的计算公式得

（1）因导线与磁感线平行，所以安培力为零；

（2）由左手定则知安培力方向垂直导线水平向右，大小F=BIL=１×

0.1×

0.2N=

0.02N；

（3）安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F=BIL=

0.02N答案

（1）0；导线与磁感线平行

（2）

0.02N；安培力方向垂直导线水平向右

（3）

0.02N；安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上说明求安培力的大小时，要注意公式F=BIL中B与I要垂直；用左手定则判定安培力的方向时，要注意安培力既与导线垂直又与磁感线垂直，但B与I可以成任意夹角【例3】如图所示，一根长为L的细铝棒用两个倔强系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为_______A.kΔy/ILB.2kΔy/ILC.kIL/ΔyD.2IL/kΔy解析设不通电时，弹簧长为x，则通向右的电流时，有kx-Δy=mg-BIL通向左的电流时，有kx+Δy=mg+BIL解得B=kΔy/IL答案A★课余作业

1、课下阅读课本第98页，做一做《用小磁针估测磁感应强度》或《旋转的液体》小实验

2、完成P99“问题与练习”第

1、

2、4题书面完成第3题★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木学生素质的培养就成了镜中花，水中月。