广东省中山市卓雅外国语学校-高中物理创新实验说课-定量探究电流间的安培力

第4页定量探究电流间的安培力一、使用教材人教版高中?物理选修3-1?第三章第四节“通电导线在磁场中受到的力〞。二、实验器材电子分析天平，两个学生电源，两个电流表，两个线圈，细铜丝两根，铁架台，电键，导线假设干三、实验创新要点/改良要点〔1〕化学仪器〔电子分析天平〕为物理所用，利用它的“去皮〞功能，把安培力转化成质量加以显示，变定性实验为定量实验。〔2〕用两个平行线圈替代平行直导线，一方面增加了电流产生的磁场；另一方面相当于增加了受力线圈的长度，起到了双重放大的作用。〔3〕不仅演示同向电流相吸、异向电流相斥，且还能研究决定安培力大小的相关因素。四、实验原理/实验设计思路高中实验条件下的电流间安培力较小。本实验利用LP203型电子分析天平来“称量〞微小的安培力，精度可到达N，且用两个线圈替代两根直导线实验，增加匝数放大力，从而显示安培力，再用控制变量法进一步研究安培力与相关因素的关系。五、实验教学目标〔一〕知识和技能〔1〕让学生直观体验电流间的微小的安培力，知道安培力与局部相关因素的关系〔2〕培养学生的动手能力和运用数表软件处理数据的技能〔二〕过程和方法让学生经历实验探究过程，使学生理解实验运用的转化测量法、放大法及控制变量法〔三〕情感、态度和价值观培养学生学会分工合作，尊重实验事实的科学精神，力求通过学生实验调动学生学习物理的积极性六、实验教学内容〔1〕体验安培力的值〔2〕控制变量法探究安培力相关因素七、实验教学过程〔一〕变定性实验为定量探究、调动学生的探究欲望书本演示实验：平行通电直导线之间的相互作用是定性实验，我们是不是很想知道电流间的安培力到底有多大？今天我们一起来找寻答案。〔二〕直陈测量疑难，讲清设计原理我们实验条件下电流间的安培力较小，如何定量实现安培力的测量呢？我首先想到的是有没更精密的测力计，偶然间看到物理同仁用电子分析天平测电荷间的库仑力，于是想到也可用此仪器来测电流间的安培力。视频介绍电子分析天平测力的原理：这是一台能精密测量质量的仪器，利用仪器的“去皮〞功能能够把安培力转化成质量显示出来，实验所用的LP203型电子分析天平精度是1mg，转换成力就是N，示数为“+〞那么表示斥力，“-〞那么表示引力。考虑到仪器如还不能测量安培力，我改良了实验：用一组平行线圈替代平行直导线加以放大。在此根底上用控制变量法进一步探究安培力和相关因素的关系。〔三〕展示电路连接，明确操作要领介绍实验仪器，展示实物连接，交待操作步骤和考前须知，做好实验准备。〔四〕实验数据记录、处理及结论1、体验安培力的值上线圈电流1.50A,下线圈电流0.18A，天平示数0.2211g，安培力的值.2、控制变量法探究安培力相关因素实验1：安培力方向和电流流向的关系(FA1004B型的数据)两线圈电流流向异向电流同向电流天平示数/g+0.8901-0.9033表1结论1：同向电流相互吸引、异向电流相互排斥。实验2：安培力大小和间距关系〔LP203型的数据〕线圈间距d2d3d天平示数/g0.0550.0170.007表2结论2：电流间的安培力随间距增大而减小。实验3：安培力大小和天平上线圈电流大小关系(FA1004B型的数据)电流I/A00.200.300.400.510.58天平示数M/g00.31820.48600.62250.78700.9033安培力03.11844.76286.10057.71268.8523表3WPS数表软件处理：结论3：安培力和天平上线圈电流成正比。〔五〕、实验评价和反思1、自我评价：两创新、一增加创新1：电子分析天平，创新2：用线圈替代直导线；一增加：增加实验研究的内容。2、教学反思：〔1〕线圈两端用细铜丝连接是实验成败的关键之一〔2〕还可考虑用此实验研究安培力和悬挂线圈电流〔即B〕、匝数〔即L〕的定量关系七、实验效果评价〔一〕