第三章第三节-探究安培力.doc

第三节 探究安培力一、教学目标（一）知识目标1、理解磁感应强度B的定义及单位2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小3、知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况4、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小 5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向（二）能力目标1、通过演示磁场对电流的作用的实验，培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力2、通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力（三）情感目标通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应，说明科学家之所以能取得辉煌的成就，除了本身所具有的聪明才智外，刻苦勤奋地学习和工作，善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要，鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习，将来为国家做贡献二、重点与难点1、重点（1）理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为： （2）掌握左手定则2、难点：对左手定则的理解尤其是磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系4、突破方法：以演示实验为突破口，直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验，来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景三、课时安排：1课时四、教学用具：铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线五、课堂总体设计：教师先通过实验，学生观察分析、讨论、总结出安培力公式 ，再引入磁感强度B的定义式，通过讲解类比电场强度，启发学生理解公式 的意义，借助墙角（或桌角）帮助学生建立三维坐标空间，理解掌握左手定同六、教学步骤本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上，进一步认识磁场的强弱性质，根据磁场力的性质用定义法定义B描述磁场的强弱，用磁感线形象地反映磁场的强弱，同时利用定义式来计算安培力的大小 ，再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向1、磁场对电流的作用用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块，巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块，表明磁场有强有弱，如何表示磁场的强弱呢？我们利用磁场对电流的作用力安培力来研究磁场的强弱2、决定安培力大小的因素有哪些？利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关（1）与电流的大小有关保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小请学生观察实验现象导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小（2）与通电导线在磁场中的长度有关保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度学生观察实验现象导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小（3）与导线在磁场中的放置方向有关保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到90的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力大小介于 和最大值之间3、磁感应强度总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL用B表示这一比值，有 B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱因而我们可以用比值 来表示磁场的强弱把它叫做磁感应强度定义：磁感应强度 单位：特斯拉，符号为T 常见的地磁场磁感应强度大约是 ，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是 用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布在非匀强磁场中，用 量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中4、安培力的大小和方向根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为： 举例计算安培力的大小安培力的方向如何呢？还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系人们通过大量的实验研究，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则左手定则：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，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，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向5、总结、扩展本节课我们学习了磁场对电流的作用安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量磁感应强度 ，同时，我们可以据此求解安培力的大小 ，安培力的方向用左手定则来确定如果磁场方向不与电流方向垂直，安培力的大小 ，方向仍可用左手定则判定