高中物理第1章电与磁第5节奥斯特实验的启示教师用书粤教版.pdf

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1、精品教案可编辑第五节奥斯特实验的启示课标解读重点难点1.了解奥斯特发现电流磁效应的历程.2.会判断安培力的方向.3.知道影响安培力大小的因素.1.安培力的方向(重难点)2.影响安培力大小的因素(难点)奥斯特实验与安培力1.基本知识(1)奥斯特的发现丹麦科学家奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，说明电流能够产生磁场它使人们第一次认识到电和磁之间确实存在某种联系(2)安培与安培力安培力的定义：磁场对通电导体的作用力称为安培力安培力的方向：用左手来判断，伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向安培力的大小实验

2、表明，如图1-5-1所示，通电导体所受的安培力的大小与磁感应强度、电流大小以及磁场中垂直磁场方向的导体长度有关磁场越强，导体中电流强度越大，通电导体在磁场中垂直磁场方向的长度越长，通电导体所受的安培力就越大图 1-5-1精品教案可编辑2思考判断(1)安培力的大小只跟磁感应强度、电流大小和导体长度有关()(2)当电流与磁场平行时，电流不受安培力()3探究交流在现实生活中，在废旧钢铁收购场，我们经常看见磁性起吊机能吊起成吨的钢铁，磁性起吊机是用永久性磁铁做成的吗？若不是，那是什么做成的呢？【提示】磁性起吊机用电磁铁来吊起重物，在通电导体的周围存在着磁场，当我们接通电源，它便提起钢铁碎片；当起重机把

3、碎片搬到适当的位置，再切断电源，碎片就从电磁铁上掉下来若用永久性磁铁，则钢铁始终被吸住，无法达到搬运的目的安培力的方向判定【问题导思】1.怎样判定安培力的方向？2.F、B、I三者的关系如何？安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂直三个方向之间的关系可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向1由左手定则可判定FI，FB，但B与I不一定垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面在判断时，首先确定磁场与电流所决定的平面，从而判断出安培力的方

4、向2若已知B、I方向，安培力的方向唯一确定；但若已知B(或I)与安培力的方向，I(或B)的方向不唯一3注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行精品教案可编辑如图 1-5-2所示，其中A、B 图已知电流和其所受磁场力的方向，试判断图中的磁场方向 C、D 图已知磁场和它对电流作用力的方向，试判断图中的电流方向(我们用“”表示方向垂直纸面向里)图 1-5-2【审题指导】根据左手定则判断【解析】根据左手定则，导线在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，即垂直于磁感线与电流所决定的平面【答案】A 图磁场方向

5、垂直纸面向外；B 图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D 图电流方向均垂直于纸面向里1.(2014广东学业水平测试)如图 1-5-3所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是()图 1-5-3A向上B向下C垂直纸面向里D垂直纸面向外【解析】由左手定则知，选项C 正确【答案】C影响安培力大小的因素【问题导思】精品教案可编辑1.怎样探究安培力大小和B、L、I的关系？2.安培力的大小和B、L、I的关系如何？安培力的决定因素有两个：一个是放入磁场中的一段导体的IL的乘积，另一个是磁场本身，即磁场的磁感应强度B.因而安培力的改变：1通过改变磁感应强度B的大小来改变；2通过改变通电导线的长

6、短L来改变；3通过改变通电导线电流I的大小来改变；4通过改变通电导线在磁场中的放置位置来改变(2015广东中山学业水平考试)如图 1-5-4所示，质量为m的导体棒ab静止在水平导轨上，导轨宽度为L.已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余电阻不计 磁场方向垂直导体棒斜向上，与水平面间的夹角为，磁感应强度为B.求轨道对导体棒的支持力和摩擦力图 1-5-4【审题指导】(1)画出ab棒受力的截面图(2)ab棒沿水平方向和竖直方向所受合力为零【解析】棒的受力分析图如图所示由闭合电路欧姆定律有：IERr由安培力公式有：FBIL由共点力平衡条件有：F sin fFNF cos mg联立以上各

7、式可解得：fEBL sin Rr精品教案可编辑FNmgEBL cos Rr.【答案】mgEBLcos RrEBL sin Rr2下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()A通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关【解析】磁场中某点的磁感应强度方向和大小由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映，安培力的大小不仅与B、I、l有关，还与导体的放法有关【答案】D【备课资源】特斯拉简介特斯拉是美国的发明家，1856 年 7 月 10

8、日生于前南斯拉夫克罗地亚的斯米良他的父亲是教堂牧师，母亲热衷于心理学研究.1880 年，特斯拉毕业于布拉格大学1884 年，他在纽约定居，并于1889 年成为美国公民特斯拉一生发明很多，但晚年在经济上常处于困境，1943 年 1 月 7 日，孤独地在一家旅馆去世他死后在贝尔格莱德修建了“特斯拉纪念馆”，在他百年纪念时(1956年)，国际电气技术协会将M.K.S 制系统中的磁通量密度命名为“特斯拉”精品教案可编辑1发现电流周围存在磁场的物理学家是()A奥斯特B焦耳C张衡D安培【答案】A2某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁

9、针转动180 后静止不动由此可知，通电直导线产生的磁场方向是()A自东向西B自南向北C自西向东D自北向南【解析】通电前小磁针指南北，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180 后静止不动，说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反，故D 正确.【答案】D3在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C导线沿南北方向放置在磁针的正上方D导线沿东西方向放置在磁针的正上方【解析】导线南北放置时，其正下方的磁场恰好沿东西方向，磁针偏转比较明显【答案】C4(多选)(2013广东省学业水平考试)如图 1-5-5所示，金属棒MN放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，与金属导轨组成闭合回路，当回路通有电流(电流方向如图中所示)时，关于金属棒受到安培力F的方向和大小，下列说法中正确的有()精品教案可编辑图 1-5-5AF方向向右BF方向向左C增大电流强度，F增大D增大磁感应强度，F减小【解析】根据左手定则知F的方向向右增大电流强度或增大磁感应强度，都能使F增大。【答案】AC