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        1.          高中物理課堂教學(xué)教案       年   月    日

          § 3. 磁場對通電導(dǎo)線的作用力

          新授課

          2課時

             學(xué)     標(biāo)

          (一)知識與技能

          1、知道什么是安培力,會推導(dǎo)安培力公式F=BILsinθ。

          2、知道左手定則的內(nèi)容,并會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)過程與方法

          通過演示實驗歸納、總結(jié)安培力的方向與電流、磁場方向的關(guān)系――左手定則。

          (三)情感、態(tài)度與價值觀

          1、通過推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=BILsinθ,使學(xué)生形成認(rèn)識事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)方法。

          2、通過了解磁電式電流表的工作原理,感受物理知識的相互聯(lián)系。

           

          教學(xué)重點、難點

          教學(xué)重點

          安培力的大小計算和方向的判定。

          教學(xué)難點

          用左手定則判定安培力的方向。

           

          學(xué)

          實驗觀察法、邏輯推理法、講解法

           

           

            學(xué)

            蹄形磁鐵多個、導(dǎo)線和開關(guān)、電源、鐵架臺、兩條平行通電直導(dǎo)線、

          投影片,多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

           

                           教學(xué)活動

          (一)引入新課

          通過第二節(jié)的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)初步了解磁場對通電導(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)線在磁場中所受的作用力叫做安培力。這節(jié)課我們對安培力作進(jìn)一步的討論。

          (二)進(jìn)行新課

          1、安培力的方向

          演示實驗:                        

          (1)改變電流的方向               現(xiàn)象:導(dǎo)體向相反的方向運動。

          (2)調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向  現(xiàn)象:導(dǎo)體又向相反的方向運動。

          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方向、電流方向有關(guān)系。

          (2)安培力的方向既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直,也就是說,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方向、電流方向之間的關(guān)系,可以用左手定則來判定:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且都和手掌在一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開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)線在磁場中所受安培力的方向。

          例:判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向。

                         

           

          通電平行直導(dǎo)線間的作用力方向如何呢?

          演示實驗:

          (1)電流的方向相同時             現(xiàn)象:兩平行導(dǎo)線相互靠近。

          (2)電流的方向相反時             現(xiàn)象:兩平行導(dǎo)線相互遠(yuǎn)離。

          引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識進(jìn)行分析

          如圖,兩根靠近的平行直導(dǎo)線通入方向相同的電流時,它們相互間的作用力的方向如何?

                         

          說明:分析通電導(dǎo)線在磁場中的受力時,要先確定導(dǎo)線所在處的磁場方向,然后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。

          2、安培力的大小

          通過第二節(jié)課的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線L,所通電流為I時,它在磁場中受到的安培力

          F=BIL

          當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線平行時,導(dǎo)線受力為零。

          問題:當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成夾角θ時,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,則,

                        

          不產(chǎn)生安培力,導(dǎo)線所受安培力是產(chǎn)生的,故安培力計算的一般公式為:

                                                       板書

          3、磁電式電流表

          中學(xué)實驗室里使用的電流表是磁電式電流表,下面我們來學(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、刻度盤等六部分組成。

          (2)什么電流表可測出電流的強(qiáng)弱和方向?

          磁場對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,可以知道被測電流的強(qiáng)弱。當(dāng)線圈中的電流方向改變時,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,可以知道被測電流的方向。

          (3)電流表中磁場分布有何特點呢?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,就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心,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。該磁場并非勻強(qiáng)磁場,但在以鐵芯為中心的圓圈上,各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的。這樣的磁場,可使線圈轉(zhuǎn)動時,它的兩個邊所經(jīng)過的位置磁場強(qiáng)弱都相同,從而使表盤的刻度均勻。

          (4)磁電式儀表的優(yōu)缺點是什么?

          磁電式儀表的優(yōu)點是靈敏度高,可以測出很弱的電流;缺點是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很弱(幾十微安到幾毫安)。如果通過的電流超過允許值,很容易把它燒壞。

          課堂訓(xùn)練

          1、如圖所示,蹄形磁體用懸線懸于O點,在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時,蹄形磁鐵的運動情況將是_______。

          A.靜止不動

          B.向紙外平動

          C.N極向紙外,S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動

          D.N極向紙內(nèi),S極向紙外轉(zhuǎn)動

           

          2、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中,電流與磁場的方向如圖所示,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向。

           

           

          3、如圖所示,一根長為L的細(xì)鋁棒用兩個倔強(qiáng)系數(shù)為k的彈簧水平地懸吊在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于紙面向里,當(dāng)棒中通以向右的電流I時,彈簧縮短Δy;若通以向左的電流,也是大小等于I時,彈簧伸長Δy,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為_______

           

           

           

           

          學(xué)

           

           

           

           

           

           

           

           

           

          學(xué)生觀測實驗現(xiàn)象

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

          請同學(xué)們閱讀課文,然后回答

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

             業(yè)

          1、課下閱讀課本第98頁,做一做《用小磁針估測磁感應(yīng)強(qiáng)度》或《旋轉(zhuǎn)的液體》小實驗。

          2、完成P99“問題與練習(xí)”第1、2、4題。書面完成第3題。

           

                設(shè)  

                         教學(xué)過程中字體加粗部分為板書

          學(xué)

           

           


          同步練習(xí)冊答案