2022年通电导线在磁场中受到的力教学设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载通电导线在磁场中受到的力教学设计整体设计 教学目标 一学问与技能 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, 它的方向的判定 左手定就； 知道左手定就的内容,会用左手定就娴熟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 FBIL 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明白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、运用使同学懂得安培力的方向和大小的运算；

2、培育同学的空间 想象才能；三情感态度与价值观 使同学学会由个别事物的个性来熟悉一般事物的共性的熟悉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明白,感受物理学问之间的联系；教学重点难点 重点：安培力的方向确定和大小的运算；难点：左手定就的运用特殊是当电流和磁场不垂直时,左手定就如何变通使用；教学用具 磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体；教学过程 导入新课 让同学回忆在其次节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关；过渡：本节我们将对安培力作进一步的争论；推动新课 安培力：磁场对电流的作用力；安培力是以安培的名字命名的,由于他争论磁场对电流的作用力有突出的奉献

3、；1安培力的方向【演示】依据 P85 图 3.13 所示进行演示；1转变电流的方向,观看发生的现象；现象 导体向相反的方向运动；2调换磁铁两极的位置来转变磁场方向,观看发生的现象；现象 导体又向相反的方向运动 老师引导同学分析得出结论 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；图 3.41 如何判定安培力的方向呢？人们通过大量的试验争论,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律 左手定就；左手定就： 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,

4、把名师归纳总结 左手放入磁场中,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, 拇指所指第 1 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向；如图 【说明】左手定就是一个难点,涉及三个物理量的方向,涉及三维空间,而同学的空间想象力仍不强,所以老师应引导同学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 ,仍要引导同学如何将二维图形想象成三维图形；图和剖面图一一向同学展现；*一般情形的安培力方向法就介绍 可将下图从侧视图、俯视结论： 电流和磁场可以不垂直,但安培力必定和电流方向

5、垂直,也和磁场方向垂直,用左手定就时,磁场不肯定垂直穿过手心,只要不从手背穿过就行；*至于大小法就,假如电流和磁场不垂直,就将磁场进行分解,取垂直重量代入公式即可；从这个角度不难懂得 假如电流和磁场平行,那么安培力是多少？同学 为零；引导同学分析判定 P94 第一题补充练习：判定下图中导线 A 所受磁场力的方向；答案：【演示】平行通电直导线之间的相互作用图 3.43；引导同学区分安培定就和左手定就,并且用这两个定就去说明“ 平行通电导线之间的相互作用” 这一演示试验,说明时应明白左边的通电导线受到的安培力是右边的通电导线所产生的磁场施加的,反之亦然；2安培力的大小通电导线 电流为 I、导线长为

6、 FBIL 最大 ；L和磁场 B 方向垂直时, 通电导线所受的安培力的大小：两种特例：即 F ILBI B和 F0I B；一般情形：当磁感应强度 B 的方向与导线成 角时,有 FILBsin ；【留意】在推导公式时,要让同学明确两点：一是矢量的正交分解表达两个重量与原来的矢量是等效替代的关系,二是从特殊到一般的归纳的思维方法；仍应当留意的是：尽管公式FILB 是从公式 BF/IL 变形而得的,但两者的物理意义却有不同；公式 B F/IL 是依据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流 电流元 受力情况,来确定这一位置的磁场的性质,它对任何磁场中的任何点都是适用的；公式 FILB就是在已知磁场性质的

7、基础上,确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情形,在中学阶段,它只适用于匀强磁场；老师应当给同学指出：物理公式在作数学的等价变形时,名师归纳总结 其物理意义和适用范畴将会发生变化；这是应用数学学问解决物理问题时所要引起留意的问第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载题,但却往往被人们所忽视；应当提示同学留意安培力与库仑力的区分；电荷在电场中某一点受到的库仑力是肯定的,方向与该点的电场方向要么相同,要么相反；而电流在磁场中某处受到的磁场力,与电流在磁场中放置的方向有关,电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小

8、,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 ,一般情形下的安培力大于零,小于 BIL ,方向与磁场方向垂直；3磁电式电流表 1电流表的组成及磁场分布 请同学们阅读课文,让同学先看清晰磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质 圆柱等构件,明白它们之中哪些是固定的,哪些是可动的；然后回答：电流表主要由哪几部 分组成？数分钟后,老师出示实物投影并课件演示 如下图；同学答 电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成；电流表的组成：永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘最基本的是磁铁 和线圈 老师提示留意： a.铁芯、线圈和指针是一个整体；b.蹄

9、形磁铁内置软铁是为了 和铁芯一 c.观看 铁芯转动时螺旋弹簧会形变；起造就辐向磁场；实物投影课本如图 问题 电流表中磁场分布有何特点呢？老师讲解 电流表中磁铁与铁芯之间是匀称辐向分布的；问题 什么是匀称辐向分布呢？老师进一步讲解 所谓匀称辐向分布,就是说全部磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B 的大小是相等的；2电流表的工作原理 引导同学弄清晰以下几点：线圈的转动是怎样产生的？线圈为什么不始终转下去？名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 -

10、- - - - - - - - 学习必备 欢迎下载为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？如何依据指针偏转的方始终确定电路上电流的方向？使用时要特殊留意什么？4课堂巩固与练习 1将长度为 20 cm、通有 0.1 A 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1 T；试求出以下各图中导线所受安培力的大小和方向；解析： 由左手定就和安培力的运算公式得：1因导线与磁感线平行,所以安培力为零；N；2由左手定就知：安培力方向垂直导线水平向右,大小 FBIL 1 0.1 0.2 N 0.02 3安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上,大小 FBIL 0.02 N；答案：

11、 10；导线与磁感线平行；20.02 N ；安培力方向垂直导线水平向右；30.02 N ；安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上；说明： 求安培力的大小时,要留意公式 FBIL 中 B 与 I 要垂直；用左手定就判定安培力的方向时,要留意安培力既与导线垂直又与磁感线垂直,但 B 与 I 可以成任意夹角；2如下列图, 一根长为 L 的细铝棒用两个倔强系数为k 的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面对里,当棒中通以向右的电流I 时,弹簧缩短 y；如通以向左的电流,也是大小等于I 时,弹簧伸长 y,就磁感应强度B 为 Ak y/ILB2k y/ILCkIL/ y D2IL/k y解析： 设不通

12、电时,弹簧长为 x,就通向右的电流时,有 2kx ymgBIL 通向左的电流时,有 2kx ymgBIL 解得 B2k y/IL答案： B 名师归纳总结 3完成课本“ 问题与练习”2、4 题；第 4 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载5课堂小结：先由同学自主小结整理,分组展现,老师点评归纳；6作业布置：课本“ 问题与练习” 第 3 题；备课资料“ 电学中的牛顿 ” 安培 物理学家安培,1775 年生于法国里昂；他从小就具有惊人的记忆力,几乎可以过目不忘,特殊在数学方面具有特殊的天赋,13 岁就发表第一篇数学论文,论述了螺

13、旋线；可是,在法国大革命时期,他的父亲被斩首；这一打击不仅使年轻的安培精神痛楚,并导致家境贫穷,使他失学了在彷徨中,他读了哲学家卢梭的一本关于植物学的著作,它像火炬一样重新燃起了他对科学的热忱,从今他更加刻苦地投入到自学中去；安培在学习和争论问题时,思想高度集中, 用心致志, 简直达到了那种忘我的迷恋程度；为了用心争论问题,怕别人来打搅他,安培就在自己的家门口贴上了一张“ 安培先生不在家” 的字条；这样,来找他的人看到字条后就不会再敲门打搅他；有一天, 他在家中摸索一个问题,百思不得其解,便走出家门,一边漫步一边摸索这个问题；他在公路上走着走着,似乎突然想起了什么便转回身向家走去；他一边走一边仍在全神贯注地摸索着问题；当他返回自己的家门口时,抬头观察门上贴着“ 安培先生不在家” 的那张字条,自言自语地说：“ 噢！安培先生不在家,那我回去吧！” 说完,回头走了；正是这种尽心钻研科学的精神使安培在物理学方面有着重要发觉,如安培定律、 安培定就和分子电流等；安培将他的争论综合在电动力学现象的数学理论一书中,成为电磁学史上一部重要的经典论著；为了纪念他在电磁学上的杰出奉献,电流的单位“ 安培” 以他的姓氏命名；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页