高中物理 3.4《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》精品教案 新人教版選修3-1

1、選修3-1第三章 3.4 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力一、教材分析安培力的方向和大小是重點(diǎn)，弄清安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是難點(diǎn)。安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，安培力最大。對(duì)此學(xué)生常常混淆二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、知道什么是安培力，會(huì)推導(dǎo)安培力公式F=BILsin。2、知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它判斷安培力的方向。3、了解磁電式電流表的工作原理。（二）過(guò)程與方法通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)歸納、總結(jié)安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向的關(guān)系左手定則。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F

2、=BILsin，使學(xué)生形成認(rèn)識(shí)事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)方法。2、通過(guò)了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識(shí)的相互聯(lián)系。三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)安培力的大小計(jì)算和方向的判定。教學(xué)難點(diǎn)用左手定則判定安培力的方向。四、學(xué)情分析安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，安培力最大。對(duì)此學(xué)生常?；煜?、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)觀察法、邏輯推理法、講解法六、課前準(zhǔn)備1、學(xué)生的準(zhǔn)備：認(rèn)真預(yù)習(xí)課本及學(xué)案內(nèi)容2、教師的準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案演示實(shí)驗(yàn)：蹄形磁鐵多個(gè)、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)、電源、鐵架臺(tái)、兩條

3、平行通電直導(dǎo)線七、課時(shí)安排：1課時(shí)八、教學(xué)過(guò)程（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑（二）情景引入、展示目標(biāo)通過(guò)第二節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的作用力叫做安培力。這節(jié)課我們對(duì)安培力作進(jìn)一步的討論。（三）合作探究、精講點(diǎn)播1、安培力的方向教師：安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？演示：如圖所示，連接好電路。演示實(shí)驗(yàn)： （1）改變電流的方向 現(xiàn)象：導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)。（2）調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)方向 現(xiàn)象：導(dǎo)體又向相反的方向運(yùn)動(dòng)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論（1）安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系。（2）安培力的

4、方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。左手定則通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來(lái)判定：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。例：判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場(chǎng)力的方向。 通電平行直導(dǎo)線間的作用力方向如何呢？演示實(shí)驗(yàn)：（1）電流的方向相同時(shí) 現(xiàn)象：兩平行導(dǎo)線相互靠近。（2）電流的方向相反時(shí) 現(xiàn)象：兩平行導(dǎo)線相互遠(yuǎn)離。引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)進(jìn)行分析如圖

5、，兩根靠近的平行直導(dǎo)線通入方向相同的電流時(shí)，它們相互間的作用力的方向如何? 說(shuō)明：分析通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。例題2:下列四幅圖中通電導(dǎo)體受力方向表示正確的是 ( ) 例題1畫(huà)出圖中第三者的方向2、安培力的大小通過(guò)第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場(chǎng)B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時(shí)，它在磁場(chǎng)中受到的安培力F=BIL當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線平行時(shí)，導(dǎo)線受力為零。問(wèn)題：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成夾角時(shí)，導(dǎo)線受的安培力多大呢？教師投影圖3.4-4，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量和與導(dǎo)線平行的分量

6、，則， 因不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受安培力是產(chǎn)生的，故安培力計(jì)算的一般公式為： 3、磁電式電流表中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里使用的電流表是磁電式電流表，下面我們來(lái)學(xué)習(xí)磁電式電流表的工作原理。（1）電流表主要由哪幾部分組成的？投影圖3.4-5。 電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤(pán)等六部分組成。（2）什么電流表可測(cè)出電流的強(qiáng)弱和方向？磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力和電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大，因此，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。當(dāng)線圈中的電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向

7、。（3）電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？為何要如此分布？電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖。所謂均勻輻向分布，就是說(shuō)所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過(guò)鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度。該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的。這樣的磁場(chǎng)，可使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的兩個(gè)邊所經(jīng)過(guò)的位置磁場(chǎng)強(qiáng)弱都相同，從而使表盤(pán)的刻度均勻。（4）磁電式儀表的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱（幾十微安到幾毫安）。如果通過(guò)的電流超過(guò)允許值，很容易把它燒壞。（四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)課堂訓(xùn)練作業(yè) 1、課下閱讀課本第98頁(yè)，做一做用小磁針估測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度或旋轉(zhuǎn)的液體小實(shí)驗(yàn)。2、完成P99“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2、4題。書(shū)面