安培力 磁感应强度.doc

安培力 磁感应强度（第1课时）一、教学目标1掌握安培力的大小计算公式，理解磁感应强度的定义及其物理意义；2能够利用安培力公式和磁感应强度的定义式进行计算；3知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点；4熟练应用左手定则判断安培力的方向。二、重点、难点分析磁感应强度是描述磁场性质的物理量，其概念的建立是本节的重点和难点。在磁场中某处，垂直磁场方向放置的通电直导线，所受的磁场力与其导线长度和电流强度乘积的比值是不变的恒量，即只要在磁场中的位置不变，若是改变垂直磁场方向放置的导线长度，或改变其中的电流强度，则所受的磁场力改变，但磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值是不变的，为一特定恒量，说明该恒量反映了磁场在该处的性质。如果改变磁场中的位置，再垂直磁场方向放置通电直导线，其所受磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值又是一个不同的恒量，该恒量即反映磁场在这一位置场的性质。磁场的这种性质命名为磁感应强度。这正可与电场类比：放在电场中某点的检验电荷所受到的电场力与其电量的比值是不变的恒量。它反映电场性质，命名为电场强度。同是比值法定义。三、教 具:干电池组，U形磁铁，水平平行裸铜线导轨，直铜棒，带夹导线三根，开关。四、教 法：实验演示、多媒体辅助教学五、教学过程（一）引入新课与电场类比：复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备。提问：电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用。）空间由点电荷Q建立的电场，如在其中的A点放一个检验电荷q1，受电场力F1，如改放电荷q2，受电场力F2，则与有何关系，说明什么？（比值为恒量，反映场的性质，叫电场强度。）磁场的基本性质是什么？（对其中的电流，即通电导线有磁场力的作用。）师：磁场对电流的作用力通常叫做安培力。这节课就来讨论安培力的大小和方向，并找出表示磁场强弱的物理量。（二）进行新课1板书：安培力的大小观察实验：如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较安培力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对磁场力的影响。磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I有关。（1）通电导线长度一定时，电流越大，安培力越大 ；（2）通电导线电流一定时，通电导线越长，安培力越大 ；总结：精确的实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F跟通过的电流强度I和导线长度L成正比，或者说跟IL的乘积成正比。这就是说无论怎样改变电流强度I和导线长度L，乘积IL增大多少倍，则F也增大多少倍。写成公式为：（3） 或教师引导学生一起分析以上两式中B的物理意义。在同一磁场中，不管I和L怎样变化，B总是不变的，即比值是恒量。在不同磁场中，B一般是不同的，即比值与磁场有关。总结：比值B是由磁场本身决定的。在I、L一定的情况下，F越大，比值B越大，表示磁场越强。可见，用比值B可以表示磁场的强弱。类比：正如电场特性用电场强度来描述一样，磁场特性用一个新的物理量磁感应强度来描述。2板书：磁感应强度（B）（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示。（2）公式：B=F（IL）（3）矢量：B的方向与磁场方向，即小磁针N极受力方向相同。（4）单位：特斯拉（T）1T=1N（Am），即垂直磁场方向放置的长1m的导线，通入电流为1A，如果受的磁场力为1N，则该处的磁感应强度B为1T。一般永久磁铁磁极附近的磁感应强度约为10-3T1T；电机和变压器铁心中，磁感应强度为0.8T1.4T，地面附近地磁场的磁感应强度约为0.310-4T0.710-4T。（5）磁感应强度与磁感线的关系类比：在电场中我们用电场线来形象直观地定性描述电场强度的大小方向，请学生回忆有关内容，电场线的疏密表示电场的强弱，分布疏处，电场强度小，分布密处，电场强度大，而电场线的切线方向就是电场强度的方向。同样，我们可以用描述磁场的磁感线来形象地定性地表示磁感应强度。a磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度的方向。b磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小。幻灯显示常见的几种磁场的磁感线分布图，并正确地运用安培定则熟悉磁感线的方向和电流方向的关系，指出磁感线分布密处，磁感强度大，分布疏处，磁感应强度小。在电场中我们学过一种比较典型的电场匀强电场。请学生回忆它的特点电场强度的大小和方向处处相同，电场线的分布是等间距同方向的平行直线。与此类似，在磁场中也存在着一种非常典型的磁场匀强磁场。（6）匀强磁场特点 磁感应强度的大小和方向处处相同，磁感线的分布是均匀的方向相同的平行直线。存在空间 距离很近的两个异名磁极之间的磁场；通电螺线管内部的磁场幻灯显示，上述两磁场的磁感线分布图3安培力的计算：在匀强磁场中，垂直磁感应强度的方向，放置一段通电直导线，通电直导线所受安培力F就等于电流I和导线长L的乘积，即F=BIL。在非匀强磁场中，公式F=BIL适用于很短的一段通电直导线。4安培力的方向演示实验交换电线的正负极改变导线中电流的方向，其他条件不变，观察导线的摆动方向。交换磁铁的两个磁极的位置改变磁场的方向，其他条件不变，观察导线的摆动方向。观察现象：导线的摆动方向随上述条件改变而改变。分析说明：通电导线在磁场中受到的作用力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系。最后，人们通过反复的实验和大量的研究，总结出通电导线在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电流方向之间存在着一个规律左手定则。幻灯显示或多媒体演示：左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，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，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。如右图所示 利用前面的演示实验，请学生伸出左手进行直接地练习。强调，掌心磁感线垂直穿入(N极在上方的则掌心朝上)四指电流方向(从正极指向负极)大拇指磁场对电流作用力的方向(即导线摆动的方向)。启发学生 利用几何知识，画出左手定则图所示情形，从不同侧面观察而得的平面图。幻灯显示（三）巩固练习画出下图中通电导线的安培力的方向。（四）课堂小结1.磁场的强弱和方向用磁感应强度B来描述：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫