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《探究安培力》教案1
一、教学内容
本节课选自《普通高中物理课程标准》选修31第二章第五节《磁场对电流的作用》。详细内容为:安培力的定义、安培力大小的计算、安培力方向的判定、左手定则的应用。
二、教学目标
1.让学生理解安培力的概念,掌握安培力大小的计算公式和方向的判定方法。
2.培养学生运用左手定则解决实际问题的能力。
3.引导学生通过实验探究,理解安培力与电流、磁场的关系,培养学生的实践能力和科学思维。
三、教学难点与重点
难点:安培力大小的计算和方向的判定。
重点:安培力的概念、左手定则的应用、安培力与电流、磁场的关系。
四、教具与学具准备
教具:电流表、磁铁、导线、电源、实验器材等。
学具:左手定则图示、计算器、笔记本等。
五、教学过程
1.实践情景引入
通过展示电流表指针偏转的现象,引导学生思考电流受到磁场力的作用。
2.知识讲解
(1)安培力的定义:电流在磁场中受到的力。
(2)安培力大小的计算:F=BILsinθ(其中,B为磁感应强度,I为电流强度,L为导线长度,θ为导线与磁场的夹角)。
(3)安培力方向的判定:左手定则。
3.例题讲解
例题1:一根长直导线,电流方向从上往下,磁感应强度方向垂直纸面向里。求导线受到的安培力方向。
解答:根据左手定则,将左手伸出,让拇指、食指和中指相互垂直,拇指指向电流方向,食指指向磁场方向,中指所指方向即为安培力方向。在本题中,安培力方向为垂直导线向左。
例题2:一根长直导线,电流强度为2A,长度为0.5m,在磁感应强度为0.4T的磁场中,求导线受到的安培力大小。
解答:F=BILsinθ=0.4×2×0.5×sin90°=0.4N。
4.随堂练习
让学生运用左手定则判断安培力方向,并计算安培力大小。
5.实验探究
(1)探究安培力与电流强度的关系。
(2)探究安培力与磁感应强度的关系。
六、板书设计
1.安培力的定义、计算公式、方向的判定。
2.左手定则图示。
3.例题解答过程。
七、作业设计
1.作业题目:
(1)一根长直导线,电流方向从左往右,磁感应强度方向垂直纸面向里。求导线受到的安培力方向。
(2)一根长直导线,电流强度为3A,长度为0.6m,在磁感应强度为0.5T的磁场中,求导线受到的安培力大小。
2.答案:
(1)安培力方向为垂直导线向下。
(2)F=BILsinθ=0.5×3×0.6×sin90°=0.9N。
八、课后反思及拓展延伸
本节课通过讲解、实验、练习等多种方式,让学生掌握了安培力的相关知识。课后可以让学生进一步探究安培力在电动机、发电机等实际应用中的重要作用,培养学生的科学素养和创新能力。同时,教师应关注学生对左手定则的理解程度,加强个别辅导,确保学生能够熟练运用左手定则解决实际问题。
重点和难点解析
1.安培力的大小计算公式和方向判定方法。
2.左手定则的应用。
3.实验探究安培力与电流、磁场的关系。
4.作业设计中安培力方向的判断和大小计算。
详细补充和说明:
一、安培力的大小计算公式和方向判定方法
安培力的大小计算公式为:F=BILsinθ。其中,B为磁感应强度,I为电流强度,L为导线长度,θ为导线与磁场的夹角。
1.磁感应强度B:磁感应强度是指磁场对单位长度导线产生的力。其单位为特斯拉(T)。
2.电流强度I:电流强度是指单位时间内通过导线截面的电荷量。其单位为安培(A)。
3.导线长度L:导线长度是指电流所在的导线段长度。其单位为米(m)。
4.夹角θ:导线与磁场的夹角。当导线与磁场方向垂直时,sinθ=1,此时安培力最大。
安培力方向的判定采用左手定则:
1.将左手伸出,让拇指、食指和中指相互垂直。
2.拇指指向电流方向。
3.食指指向磁场方向。
4.中指所指方向即为安培力方向。
二、左手定则的应用
1.左手定则适用于直导线在均匀磁场中的情况。
2.学生需熟练掌握左手定则,能够快速判断安培力方向。
3.在实际应用中,若导线不是直的或者磁场不均匀,左手定则不再适用,需要采用其他方法计算安培力。
三、实验探究安培力与电流、磁场的关系
1.探究安培力与电流强度的关系:
(1)保持磁场强度和导线长度不变,改变电流强度。
(2)测量不同电流强度下导线受到的安培力。
(3)分析实验数据,得出安培力与电流强度成正比的结论。
2.探究安培力与磁感应强度的关系:
(1)保持电流强度和导线长度不变,改变磁感应强度。
(2)测量不同磁感应强度下导线受到的安培力。
(3)分析实验数据,得出安培力与磁感应强度成正比的结论。
四、作业设计中安培力方向的判断和大小计算
1.安培力方向的判断:要求学生根据左手定则,正确判断安培力方向。
2.安培力大小计
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