1.1 磁场对通电导线的作用力 教学设计-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

磁场对通电导线的作用力一、教学目标1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用。2.会用左手定则判断安培力的方向。3.经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。4.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。二、教学重难点重点：安培力的方向的确定和大小的计算。难点：通过实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。教学方法：实验探究、观察总结、逻辑推理。四、教学用具：安培力演示仪、电池、导线、学生电源、线圈、磁电式电流表。五、教学过程（一）通过魔术表演：在磁场中铜丝快速转动，引入磁场对通电导线的作用力——安培力，通过演示铝箔片在磁场受力而发生运动的实验，让同学们确切感受到，磁场对通电导线有力的作用，通过话剧《安培的独白》认识安培的科学贡献，同时培养同学们严谨工作、热忱贡献的优良品质。（二）安培力方向的探究：介绍实验仪器，指导学生分组实验，确定影响安培力方向的因素有哪些、是什么关系？学生分组实验，记录观察到的现象：（1）N极在上，改变电流的方向，观察发生的现象，记录三者方向。（2）S极在上，改变电流方向，观察发生的现象,记录三者方向。得出结论：安培力的方向和电流方向、磁感应强度方向有关系，具体是什么样的关系呢？通过学习古人的智慧，启发学生探究用左手来判断安培力的方向，从而得出左手定则。归纳出左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向，这时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。让学生用左手定则来验证实验的结果，从而体验到学习的快乐，通过例题让学生学会应用左手定则来确定三者中任意一个的方向。(四)探究当磁场和电流不垂直时安培力的大小与磁场方向的关系？根据磁感应强度的定义式，能否得出安培力大小的求解方法？让学生推导出F=BIL让学生明确这是磁场和电流垂直时的关系式。进一步提出问题：若如图所示磁感应强度与电流的夹角为θ，安培力的大小该如何表示？学生分组讨论，提出解决方法：根据矢量可以分解的特点，把磁感应强度B分解成垂直和平行于导线两个方向，其中只有垂直方向的分量才对电流有力的作用，得出一般表达式F=BILsinθ。通过例题让学生掌握其应用。给出这两幅图，设置一下问题，让学生思考：问题1:若B与I不垂直时，左手定则对磁感线有何要求？问题2：F、B、I一定两两垂直吗？由此引导学生发现F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。并由此把左手定则和安培力大小的计算公式统一到一起：安培力方向与电流和磁场所构成的平面垂直，电流和磁场垂直时，安培力最大。让同学们讨论安培力在生产生活中的应用有哪些，观看安培力在生产生活中的应用视频，从而引出安培力在磁电式电流表中的应用。磁电式电流表1、根据图像介绍其结构：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。阅读课本4页的内容，回答一下问题:1、电流表由哪几部分组成？哪些是固定的、哪些是可动的？2、线圈的转动是怎样产生的？3、线圈能一直转动下去吗？为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？4、如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？5、使用时要特别注意什么？(六)针对训练1．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的细绳拉住而保持静止，A为垂直纸面水平固定的直导线，导体中无电流时磁铁对斜面压力大小为，磁铁对细绳拉力大小为，当导线中通有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面压力大小为，磁铁对绳子拉力大小为，下列判断中正确的是（）A．， B．，C．， D．，2．一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中，此时悬线的拉力等于零，要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，可采用的方法有（）A．适当减弱磁场，磁场方向反向B．适当增强磁场，磁场方向不变C．适当减小电流。电流方向不变D．适当增大电流。电流方向反向小结：从科学知识、科学思维、科学探究、科学态度与责