2022年初中物理探究安培力教学设计 .pdf
1 探究安培力教学设计教学目标：（1） 、知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点；理解磁感应强度的定义及其物理意义；熟练应用左手定则判断安培力的方向；能够利用安培力公式和磁感应强度的定义式进行计算。（2） 、通过动手实验，观察演示实验，培养学生的观察理解、空间想象能力；与电场对比学习，培养学生类比、推理能力。（3） 、渗透物理学方法的教育，体会实验对物理发展的作用和比值定义物理量的方法。教学重点：难点：类比、推理能力建立磁感应强度的概念。重点：磁场对电流作用的计算方法；左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向教学设想： 本教案设计坚持以教师为主导，学生为主体，并对教材内容进行了必要的选择与改组，精心设计好适用于学生学习，有利于学生发展的动态方案，突出了学生的探究过程和探究方法，培养了学生的观察、实验、分析、归纳等能力，培养学生正确的科学思维方式和科学方法。教学用具：干电池组， U形磁铁，线圈，导线教学手段：多媒体辅助教学、分组实验和演示实验教学课时：1 课时教学过程：（一）新课引入同学们，在上一节中， 我们了解了安培以及他的几项重要发现，其中的一项是磁场对电流有作用力，而这个力，我们称为安培力。今天我们要研究安培力。（二）、新课教学前人用实验证明， 电流方向与磁场方向平行时，导线所受安培力为零，磁场方向与电流方向垂直时，安培力最大。 所以， 今天我要一起来研究电流与磁场垂直时的安培力。因为导线是在磁场中通有电流而受到安培力， 我们先研究安培力的方向与磁场方向，电流方向有什么关系？下面先给大家介绍个小实验，然后同学们可以根据自己观察到的现象，得出结论。师：请大家看投影，我们用到的仪器有电源，导线，线框和蹄形磁铁。连接电路，线框的下边框处于磁体两极间的磁场中，与磁场垂直，导线中通有电流，线框就会受力摆动。我们用圆圈中打点，表示电流垂直纸面向外，圆圈中打叉，表示电流垂直纸面向内。请思考：实验时，我们如何改变电流方向？我们如何改变磁场方向？需要提醒的是，为了使实验现象明显，我们需要很大的电流，所以为了保护电源，通电时间要短。下面请同学们以4 个同学一组，进行实验并在课本81 页的表格中填写你的实验结精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页2 果，然后尝试画出磁场方向，电流方向和安培力方向的三维图像，总结安培力方向与磁场方向，电流方向的关系分别如何？板书：安培力的方向：学生实验完成课本实验与探究，并思考课本在本活动中提出的问题，然后完成表格。学生实验并且完成表格（投影）：师：请同学们根据自己的实验记录，寻找安培力方向与磁场方向的关系？安培力方向与磁场方向的关系？请画出磁场方向，电流方向，安培力方向的平面图。（安培力F 与电流 I 方向垂直，安培力F与磁场方向垂直。）师：人们发现，当电流I 与磁场方向垂直时，磁场方向，电流方向，安培力方向，三者刚好可以巧妙地用我们的左手来描述，叫做左手定则。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。请学生伸出左手进行直接地练习各种情景的安培力方向判断。实验次数磁场方向电流方向安培力方向1（A）垂直纸面向外2（B）垂直纸面向里3（C ）垂直纸面向里4（D ）垂直纸面向外向下向上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页3 师：磁场与电流平行时，安培力为零，而当磁场与电流垂直时，大家猜想安培力的大小会由什么因素决定呢？假如在某个固定的磁场中，安培力大小是仅与电流有关？有什么关系？下面请大家观察老师做演示实验，验证自己的猜想对不对？师：导线处于同一个磁场中，只通过改变电压的大小来改变电流大小。第一次，电源为4 节一样的电池串联提供电流，第二次，改用其中1 节电池为电源。让学生观察电路接通瞬间，线框摆动幅度的大小，并记录结果。师：电流越大，安培力越大。假如把与刚才一样的蹄形磁铁的两外两个蹄形磁铁同名磁极并排，为电流提供磁场，然后仍用一节电池作电源，与刚才仅有一个蹄形磁铁时比较，安培力大小是否会变？（学生：安培力变大）师：两个磁铁并排，与一个磁铁比较，会使那个量发生改变？向下的磁场没有叠加，没有增强，但匀强磁场拓宽了，处在这个磁场中的导线有效长度增大了。由此看出，磁场中导线的长度越大，安培力越大。总结：精确的实验表明，同一个磁场，导线电流I 越大，安培力F 越大，导线有效长度L 越大，安培力 F 也越大，但无论怎样改变I 和 L，F/IL的比值是个定值，但磁场改变时，这个比值一般也改变，所以， 我们可以用它来描述磁场的强弱，称为磁感应强度，用字母B来表示。磁场越强，B越大， 反之，B越小。 B由磁场本身决定，与F、I 、L 无关。实际上，这种比值法我们在前面定义电场强度的时候也用过。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（ I L）（3）矢量： B的方向与磁场方向相同。（4）单位：特斯拉（T）； 1T=1N（ Am ）（5）磁感应强度与磁感线的关系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。（6）匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同，磁感线分布均匀，方向相同的平行的直线。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认为是匀强磁场。师：当我们把磁感应强度的公式进行变形，就可以得到求安培力大小的公式了：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页4 板书： F=BIL（适用条件： 1、匀强磁场；2、I B）方向：左手定则（三）巩固练习：例 2：如图：匀强磁场中有一段长为0.2m 的直导线， 它与磁场方向垂直，当通过 3A的电流时，受到6010-2N 的磁场力，则磁场的磁感强度是多大？方向如何？当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度变成多少？此时通入的电流加倍，求安培力的大小？例 3：如图所示 , 在磁感应强度为1T 的匀强磁场中 , 有两根相同的弹簧 , 下面挂一条长0.5m, 质量为 0.1kg 的金属棒MN, 此时弹簧伸长 10cm, 欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何? （四）课堂小结1. 磁场的强弱和方向用磁感应强度B来描述： 导线与磁场垂直时，安培力 F跟电流强度I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值，叫做磁感应强度，用B表示。公式：ILFB，方向与磁场方向相同。2安培力的大小：F=BIL（1、匀强磁场；2、I B）3安培力方向：左手定则七、布置作业：1认真阅读课本 ;2、完成练习册相关的练习。八、板书：第三节探究安培力一、安培力的方向判断：左手定则二、磁感应强度B 大小：ILFB方向：与磁场同向三、安培力的大小F=BIL（ 1、匀强磁场；2、I B）九、课后反思BI精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
