广东省德庆县孔子中学高二物理教案：第三节《探究安培力》

一 教学目标 一 知识与技能 1 知道什么是安培力 知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与 电流 磁场方向都垂直时 它的方向的判断 左手定则 知道左 手定则的内容 会用左手定则熟练地判定安培力的方向 并会用它 解答有关问题 2 会用安培力公式 F BIL 解答有关问题 知道电流方向与磁场方向 平行时 电流受的安培力最小 等于零 电流方向与磁场方向垂直 时 电流受的安培力最大 等于 BIL 3 理解磁感应强度 B 二 过程与方法 通过演示 分析 归纳 运用 使学生理解安培力的方向和大 小的计算 培养学生的空间想象能力 三 情感态度与价值观 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事 物的一种重要的科学方法 并感受物理知识和日常生活之间的联系 二 教学重点 安培力的方向确定和大小的计算 三 教学难点 左手定则的运用 四 教具 U 形磁铁 电源 金属杆 导线 铁架台 滑动变阻器 开关 多媒体 五 教学过程 一 复习引入 让学生回忆在在第二节中学习的磁场的基本特征 对处在磁场中的磁体或电流有力的作用 过渡 本节我们将对安培力做进一步的讨论 二 新课讲解 安培力 磁场对电流的作用力 安培力是以安培的名字命名的 因为他研究磁场对电流的作用力有 突出的贡献 1 安培力的方向 演示 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 如何判断安培力的方向呢 人们通过大量的实验研究 总结出通电导线受安培力方向和电流方 向 磁场方向存在着一个规律一一左手定则 左手定则 伸开左手 使大拇指跟其余四个手指垂直 并且跟 手掌在同一个平面内 把手放人磁场中 让磁感线垂直穿人手心 并使伸开的四指指向电流方向 那么 拇指所指的方向 就是通电 导线在磁场中的受力方向 如图 P81 图 3 3 3 说明 左手定则是一个难点 涉及三个物理量的方向 涉及三维 空间 而学生的空间想像力还不强 所以教师应引导学生如何将三 维图形用二维图形表达 侧视图 俯视图和剖面图等等 还要引导 学生如何将二维图形想像成三维图形 可将右图从侧视图 俯视 图和剖面图一一引导学生展示 一般情形的安培力方向法则介绍 结论 电流和磁场可以不垂直 但安培力必然和电 流方向垂直 也和磁场方向垂直 用左手定则时 磁场不一定垂直穿过手心 只要不从手背穿过就行 练习 例 1 判断下图中导线所受磁场力的方向 例 2 平行通电直导线之间的的相互作用 P76 图 3 2 6 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 引导学生区别安培定则和左手定则 并且用这两个定则去解释 平行通电导线之间的相互作用 这一演示实验 解释时应明白左 边的通电导线受到的安培力是右边的通电导线所产生的磁场施加的 反之亦然 2 安培力的大小 猜想与验证 影响安培力的因素 电流的大小 磁场的强弱 电流导体的长度 演示 1 改变电流的大小 观察发生的现象 现象 导体偏转大说明导体受到的安培力就大 2 改变磁场的大小 观察发生的现象 现象 导体偏转大说明导体受到的安培力就大 3 改变导体的长度 观察发生的现象 现象 导体偏转大说明导体受到的安培力就大 通电导线的电流 I 导线长 L 与磁场 B 方向垂直时 通电导线 所受的安培力的大小 F BIL 最大 一般情况 当磁感应强度 B 的方向与导线 I 成 角时 有 F ILBsin 如果电流和磁场不垂直 则将磁场进行分解 取垂直分量代入公式即可 从这个角度不难理 解 如果电流和磁场平行 那么安培力是多少 学生 为零 两种特例 即 F ILB I B 和 F 0 I B 例 3 3 磁感应强度 磁感应强度 定量描述磁场强弱和方向的物理量 物理学规定 当通电导线与磁场方向垂直时 通电导线所受的安 培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强度 用B表 示 1 公式 B F IL 2 单位 国际单位制中是 简称特 符号是 T 3 B是矢量 其方向就是磁场方向 即小磁针静止时 N 极的 指向或 N 极的 方向或磁感线上该点的切线方向 4 叠加原理 磁感应强度B是矢量 满足叠加原理 若空间 同时存在几个磁场 空间某处的磁场应该由这几个磁场 例 4 在磁感应强度的定义式B 中 有关各物理量间的关系 F IL 下列说法中正确的是 A B由F I和L决定 B F由B I和L决定 C I由B F和L决定 D L由B F和I决定 例 5 有关磁感应强度的下列说法中 正确的是 A 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 B 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用 则该点的磁 感应强度一定为零 C 若有一小段长为L 通以电流为I的导体 在磁场中某处受 到的磁场力为F 则该处磁感应强度的大小一定是 F IL D 由定义式B 可知 电流强度I越大 导线L越长 某点 F IL 的磁感应强度就越小 六 课堂小结 1 安培力的方向 左手定则 伸开左手 使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直 手心 磁感线