（精品）物理磁场对电流的作用教案.docx

《（精品）物理磁场对电流的作用教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（精品）物理磁场对电流的作用教案.docx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、物理磁场对电流的作用教案物理磁场对电流的作用教案作为一无名无私奉献的教育工作者，时常需要用到教案，教案有助于顺利而有效地开展教学活动。教案应该怎么写呢？下面是我精心整理的物理磁场对电流的作用教案，欢迎大家共享。物理磁场对电流的作用教案1教学要求：1、知道磁场对电流存在力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向，以及磁感线方向有关系。改变电流方向，或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。能讲明通电线圈在磁场中转动的道理。2、知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。3、培养、训练学生观察能力和从实验事实中，归纳、概括物理概念与规律的能力。教学经过一、引人新课首

2、先做直流电动机通电转动的演示实验，接着提出问题：电动机为什么会转动？要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现电流周围存在着磁场，并通过磁场对磁体发生作用，即电流对磁体有力的作用，再让我们逆向思考，磁体对电流有无力的作用呢？即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢？如今就让我们共同沿着这一逆向思考所构成的猜测，设计实验，进行探索性的研究。板书：四、研究磁场对电流的作用二、演示实验板书：1、实验研究：1、介绍实验装置的同时讲明为什么选择这些实验器材，浸透实验的设计思想。2、用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格，如下：3、根据实验经过，把课本1、2两个实验，用边演示，边指导观察，边提出问

3、题的方式，连续完成。要求学生完成观察演示实验的记录和考虑回答表中的问题：“通电铜棒在磁场中，运动的原因是什么？这样做，一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用，二是进一步稳固、深化力的概念。4、对学生通过观察，归纳概括出的结果，要做小结：板书小结如下通电导体在磁场中遭到力的作用，力的方向与电流方向、磁感线方向是互相垂直的、不管是改变电流方向，还是改变磁场方向，都会改变力的方向三、应用板书：2、实验结论的应用：1、出示线圈在磁场中的演示实验装置，并提出问题让学生考虑：应用上面实验研究的结论，分析判定通电的线圈在磁场中会发生什么现象？2、出示方框线圈在磁场中的直观模型，并用小黑板或幻灯片把模型的平

4、面图展示出来，以助学生考虑。3、在学生作出判定的基础上，演示通电线圈在磁场中所发生的现象，来证验学生的分析，判定能否正确。关于这个实验装置见前面的“实验4、在实验验证的基础上过渡到教材中的“想想议议上来，无论学生解释得完好，或者不完好都没有关系，能够留下来课后讨论，为下一节课继续分析埋下伏笔、四、讨论板书：问题讨论如何旧能的转比与守恒的观点，来讲明通电导体和通电线圈在磁场中发生运动的现象？启发讨论的子问题：l、通电导体和通电线圈发生运动时，消耗了什么能？得到了什么能？2、你所讲的消耗的能和你所讲的得到的能守恒吗？为什么？五、小结板书：课堂小结学生小结，或师生共同小结，本节课学到了什么？板书设计

5、四、研究磁场对电流的作用1、实验研究2、实验结论的应用3、问题讨论结论：_问题：_想想议议_4、课堂小结_物理磁场对电流的作用教案2(一)教学目的1.知道磁场对通电导体有作用力。2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。(二)教具小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多)，两根铝箔条(用透明胶

6、与铝箔筒的两端相连接)，支架(吊铝箔筒用)，如课本图12-10的挂图，线圈(参见图12-2)，抄有题目的小黑板一块(可以用投影片代替)。(三)教学经过1.引入新课本章主要研究电能；第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器-电动机。出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。提问：电动机是根据什么原理工作的呢？讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现-电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过

7、它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是互相的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。2.进行新课(1)通电导体在磁场里遭到力的作用板书课题：第四节磁场对电流的作用介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是由于铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_，这讲明_。板书：1.通电导体在磁场中遭到力的作用。(2)通电导体在磁场里

8、受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关老师讲明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会_，这讲明_。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会_，这讲明_。归纳实验2的结论并板书：2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。(3)磁场对通电线圈的作用提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：假如把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是如何的呢？出示方框线圈

9、在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替)，并出示如课本上图12-10的挂图(此时，图中还没有标出受力方向)。引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，由于电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会如何运动呢？演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(本质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。老师指明：线圈转动正是由于两条边受力方向相反，边讲边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。提问：线圈为什么会停下来呢？利用模型和挂图分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平

10、衡力作用下保持平衡而静止。板书结论：3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。(4)讨论教材中的想想议议。小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了_能，得到了_能。3.小结：板书的四条结论。4.作业(考虑题)：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比方：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先考虑，下节我们研究。(四)讲明1.受力方向与电流方向和磁感线方向垂直，这一点不能从实验直接得到(由于运动方向并不一定是受力方向)，且与后面学习联络不大，本教案没讲这一点。2.教案最后的考虑题是为下节学习作准

11、备。物理磁场对电流的作用教案3课前预习一、安培力1磁场对通电导线的作用力叫做_1_2.大小：1当导线与匀强磁场方向_2_时，安培力最大为F=_3_.2当导线与匀强磁场方向_4_时，安培力最小为F=_5_.(3)当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于_6_和_7_之间。3方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指_8_，并且都跟手掌在_9_，把手放入磁场中，让磁感线_10_，并使伸开的四指指向_11_的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的_12_方向二、磁电式电流表1.磁电式电流表主要由_13_、_14_、_15_、_16_、_17_构成.2蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径

12、向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角成正比，I越大指针偏角越大，因此电流表能够量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。3、磁电式仪表的优点是_18_,能够测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。课前预习答案1安培力2垂直3BIL4平行50607BIL8垂直9同一个平面内10垂直穿入手心11电流12受力13蹄形磁铁14铁芯15绕在线框上的线圈16螺旋弹簧17指针18灵敏度高重难点解读一、

13、对安培力的认识1、安培力的性质：安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。2、安培力的作用点：安培力是导体中通有电流而遭到的力，与导体的中心位置无关，因而安培力的作用点在导体的几何中心上，这是由于电流始终流过导体的所有部分。3、安培力的方向：1安培力方向用左手定则断定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，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方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。2F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向B、I不平行时，可用左手定则确定F的唯一方向：FB，FI，则F垂直于B和I所构成的平面如下图，但已知F和B

14、的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。3用“同向电流相吸，反向电流相斥反映了磁现象的电本质。只要两导线不是相互垂直的，都能够用“同向电流相吸，反向电流相斥断定互相作用的磁场力的方向；当两导线相互垂直时，用左手定则断定。4、安培力的大小：1安培力的计算公式：FBILsin，为磁场B与直导体L之间的夹角。2当90时，导体与磁场垂直，安培力最大FmBIL；当0时，导体与磁场平行，安培力为零。3FBILsin要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。4安培力大小的特点：不仅与B、I、L有关，还与放置方式

15、有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判定方法1电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判定出每小段电流元所受安培力的方向，进而判定出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.2特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判定其安培力方向，进而确定运动方向.3等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管能够等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。4转换研究对象法：由于电流之间，电流与磁体之间互相作用知足牛顿第三定律，这样，定性分析

16、磁体在力的作用下怎样运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，进而确定磁体所受合力及运动方向.典题精讲题型一、安培力的方向例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如下图。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流相互吸引，反向电流相互排挤，可断定电子流向左偏转。此题用其它方法判定也行，但不如这个方法简洁。答案：向左偏转规律总结：安培力方向的断定方法：1用左手定则。2用“同性相斥，异性相吸只适用于磁铁之间

17、或磁体位于螺线管外部时。3用“同向电流相吸，反向电流相斥反映了磁现象的电本质。能够把条形磁铁等效为长直螺线管不要把长直螺线管等效为条形磁铁。题型二、安培力的大小例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向垂直于纸面向里垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所遭到的磁场的作用力的合力A.方向沿纸面向上，大小为B.方向沿纸面向上，大小为C.方向沿纸面向下，大小为D.方向沿纸面向下，大小为解析：该导线能够用a和d之间的直导线长为来等效代替,根据,可知大小为,方向根据左手定则.A正确。答案：A规律总结：应用F=

18、BILsin来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会(增大、减小还是不变？)水平面对磁铁的摩擦力大小为。解析：此题有多种分析方法。画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线如图中粗虚线所示，可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条

19、如图中细虚线所示，可看出导线遭到的安培力竖直向下，因而条形磁铁受的反作用力竖直向上。把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以相互吸引。答案：减小零规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：1电流元分析法，2特殊位置分析法，3等效法，4转换研究对象法题型四、安培力作用下的导体的平衡问题例4、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图8132所示，问

20、：(1)当ab棒静止时，遭到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向怎样？解析：从b向a看侧视图如下图(1)水平方向：FFAsin竖直方向：FNFAcosmg又FABILBERL联立得：FNmgBLEcosR，FBLEsinR.(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上则有FAmgBminmgREL，根据左手定则断定磁场方向水平向右答案：(1)mgBLEcosRBLEsinR(2)mgREL方向水平向右规律总结：对于这类问题的求解思路：1若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图2对物体受力分析，要注

21、意安培力方向确实定3根据平衡条件或物体的运动状态列出方程4解方程求解并验证结果稳固拓展1.如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线遭到的安培力大小为A0B0.5CD答案：C解析：导线有效长度为2lsin30=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为。选C。此题考察安培力大小的计算。2一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A假如B2T，F一定是1NB假如F0，B也一定为零C假如B4T，F有可能是1ND假如F有最大值时，通电导线

22、一定与B平行答案：C解析：当导线与磁场方向垂直放置时，FBIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用则与加磁场B以前相比拟()Ab也恰好不再受安培力的作用Bb受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上Cb受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下Db受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下答案：D解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判定所加磁场垂直纸面向外，因IaIb，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下

23、，且比原来小故选项D正确7如下图，在绝缘的水平面上等间距固定着三根互相平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小一样，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内每根导线都遭到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，下面讲法中正确的是()A导线a所受合力方向水平向右B导线c所受合力方向水平向右C导线c所受合力方向水平向左D导线b所受合力方向水平向左答案：B解析：首先用安培定则断定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则断定导线的受力方向能够确定B是正确的8如下图，在空间有三根一样的导线，互相间的距离相等，各通以大小和方向都一样的

24、电流.除了互相作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是_.答案：两两互相吸引,相聚到三角形的中心解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判定出，它们之间存在吸引力.9如下图，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设45，、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为.答案：解析：由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程：mgsin45=Fcos45，即mg=F=BIL可得B.10一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数

25、为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直.在下列图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如下图.开场时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框到达新的平衡.在此经过中线框位移的大小x_，方向_.答案：；位移的方向向下解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框到达新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知kx2=mg+nBIl.所以k(x2-x1)=kx=2nBIl所以x=电流反向后，弹簧的伸长是x2x1，位移的方向应向下.物理

26、磁场对电流的作用教案4目的：1通过演示实验，确认磁场对电流有力的作用。2了解通电导体在磁场中遭到力的方向跟哪些因素有关。3通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中的转动情况。4知道直流电动机的构造及工作原理，了解换向器的作用。5通过观察演示实验，培养学生的观察能力和分析问题能力。激发学生探究自然规律的兴趣。教学重点：磁场对电流的作用；通电导体在磁场中的受力方向与什么有关教学难点：磁场对通电线圈的作用分析；直流电动机换向器的作用分析教学经过：一、预习沟通：1磁场对电流有的作用。力的方向与和有关。2直流电动机的构造：磁极、线圈、换向器、电刷。3直流电动机通电转动时，工作原理：_。能量转化：_。平衡位置是

27、指_。转向跟_和_有关。转速跟_和_有关。二、互动突破：活动一：观察磁场对通电直导线的作用1如下图组装实验器材。2给直导线通电，会发现直导线。3磁场方向不变，改变直导线中的电流方向，会发现直导线。4电流方向不变，改变磁场方向，会发现直导线。实验表明：磁场对电流，力的方向与和有关。活动二：观察磁场对通电线圈的作用观察与考虑：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如下图。闭合开关，观察到的现象是：通电线圈能/不能在磁场中转动；通电线圈能/不能在磁场中持续转动下去。活动三：如何才能使通电线圈在磁场中持续转动？1信息快递：通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈遭到磁场的作用力是一对，这个位置

28、称为。2分析：当线圈刚转过平衡位置时，假如立即改变_，那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动下去。完成这一任务的装置就是_。它的作用是_。3直流电动机的工作原理是，它工作时将能转化为能。三、当堂评价：完成“WWW四、总结提高：五、当堂训练：1通电导体在磁场中遭到力的作用，受力的方向跟和有关假如这两者其中之一的方向改变，则力的方向；假如这两者的方向同时改变，则力的方向_。2电动机是利用_的原理制成的电动机工作时主要是把_能转化为_能直流电动机是用定期改变线圈中的电流方向，进而使电动机能够连续不停地转动3下列设备中没有使用电动机的是A电风扇、收录机B空调器、计算机C电冰箱、微波炉D电话机、电视机4通电导体在磁场里所受力的方向A跟电流方向和磁感线方向有关B只跟电流方向有关，跟磁感线方向无关C只跟磁感线方向有关，跟电流方向无关D跟电流方向和磁感线方向都无关5电动机的作用是：【物理磁场对电流的作用教案】