磁场对通电导线的作用力教学案例.doc

第四节 磁场对通电导线的作用力、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、了解磁电式电流表的内部构造的原理。 （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。培养学生的间想像能力。（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.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。、重点与难点：重点：安培力的方向确定和大小的计算。难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。、教学过程：（一）引入让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。（磁场磁感应强度的大小、电流强度、导体在磁场中长度以及磁场与导线的夹角）（二）新课讲解安培力：磁场对电流的作用力。1安培力的方向演示：按照P85图3.13所示进行演示。（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）、改变磁场的方向，观察发生的现象. 现象：导体又向相反的方向运动结论：（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.（P96图3.4-1）如何判断安培力的方向呢？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）。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。例题分析：1如图为放在匀强磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流 磁感应强度和安培力这三者中的两个方向，试标出第三者的方向， 2、试推导说明为什么同向电流相互吸引，异向电流相互排斥？3、教材P99第一题4、判断右图中导线A所受磁场力的方向. 演示：通以相同或相反电流的平行直导线之间的的相互作用。区别安培定则和左手定则，并且解释“平行通电导线之间的相互作用”这一演示实验现象，磁场的形成与方向。2、安培力的大小通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = BIL（最大） 注意：每个物理量的物理意义B-导线L所处位置的磁场平均磁感应强度I-导线中通的电流强度L-导线在磁场中的长度F-通有电流强度为I且在磁场中的长度为L的导线所受到的作用力两种特例：即当IB时 F = ILB 和当IB时 F = 0 一般情况：当B与I既不垂直也不平行时的计算方法：将导线长度进行合理等效(在匀强磁场中,以导线两端点的连线在垂直磁感线方向上的投影)将磁感应强度进行分解（平行导线与垂直导线两方向）【练习】左手定则的应用： IIF【练习小结】从上面的练习中我们知道，电流方向、磁场方向和安培力方向三者只要任意知道其中两个，第三个物理量的方向可用左手定则判断出来。【思考讨论】I下面大家解释一下为什么电动机的电流方向发生变化，线圈运动方向也跟着发生变化？【学生回答】因为线圈在磁场中所受安培力的方向与电流方向有关，当磁场方向不变电流方向发生变化时，线圈受力方向随之发生了变化。BLBL4、磁电式电流表： 中学实验所使用的电流表是磁电式电流表，它所依据的物理学原理就是安培力与电流的关系。下面大家先看看这个电表的结构，它最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。观察的同时，大家思考下面几个问题：线圈的转动是怎样产生的？线圈为什么不一直转下去？为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？使用时要特别注意什么？ 【学生抢答】：线圈转动是因为它受到安培力的作用当线圈受力平衡时，将不再转动电流越大安培力越大，螺旋弹簧的形变也就越大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小电流方向改变，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也随着改变，故根据指针的偏转方向能判断被测电流的方向所通电流不能太大5、练习（见练习册）1） 课本P99第一题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。试求出下列图中导线受安培力的大小和方向。 6、总结扩展： 通过本节课的学习，我们知道了一般情况下安培力大小的求法以及方向的判断左手定则，并且简单了解了磁电式电流表的结构和工作原理，知道在以后使用电流表时注意不要超过其量程。7、小结：磁场对通电导线