磁场对通电导线的作用---安培力.docVIP

第2节 磁场对通电导线的作用---安培力 一、教学目标 1、知识与技能 知道什么是安培力；知道安培力与哪些因素有关；掌握安培力的计算公式，会计算匀强磁场中安培力的大小；会用左手定则判断安培力的方向。 2、过程与方法 用控制变量法探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程。认识科学探究的意义。 3、情感态度与价值观 培养学生的观察能力、分析综合能力；认识安培力的应用给我们的生活带来的影响；通过分组探究安培力的大小与哪些因素有关，培养团结协作的团队精神。 二、教学重难点 1、重点：使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定；使学生熟练的利用三视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。掌握磁场的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的力的方 新课引入 [分析与讨论] 小磁针在磁场中受磁场力的作用才会发生偏转，实验结果说明，不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场。通电导线通过周围产生的磁场对磁体有力的作用（电流→磁场→磁体）（磁体→磁场→电流？）磁场对通电导线是否也有力的作用呢 新课教学 当通电导线附近有磁体时，通电导线会受到力的作用。物理学上把磁场对电流的作用力称为安培力。 2、方向的判断——左手定则 [提出问题] 从前面的实验中发现，当通电导线的电流方向改变或磁体的磁极位置交换时，通电导线的受力方向也会发生改变。说明安培力的方向与电流方向 和磁场方向有关。怎样具体确定安培力的方向？ 物理学家安培通过长期的实验总结出通电直导线所受安培力方向的判定方法——左手定则 [Flash演示] 并示范讲授左手定则的内容： 伸开左手，让拇指与其余四个手指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电导线在磁场中的受力方向。 强调：左手定则是用来判断F方向与电流和磁场方向之间的关系。 观察flash并模仿学习左手定则 通过Flasn演示让学生更加容易更加深刻的认识和掌握左手定则，并得到很好的应用 新课教学 应用：用左手定则解释迷你实验室进一步巩固安培力方向判断的方法 [过渡] 安培力是个矢量，之前我们已经研究了它的方向，那么它的大小到底会与哪些因素有哪些？ 3、大小的探究——控制变量法 [提出问题] 请同学们在上述实验的基础上提出猜想，安培力的大小可能与哪些因素有关？ [猜想与假设] 引导学生在上述实验的基础上提出猜想，安培力可能与通电导线的长度（通电导线在磁场中的长度）、电压（电流）以及磁场（磁感应强度）等因素有关。（导线材料？横截面积？） [总结] 基于有些因素前任已经排出了其可能性，今天我们就研究一下安培力与电流大小I、磁场中导线长度L及磁感应强度B的关系 。 (引导学生进行讨论交流设计实验) [研究方法] 从上面的分析可知，影响安培力的因素很多，如果将它们混在一起考虑，无法知道每个因素是怎样影响安培力的。因此，实验中通常只让某个因素(变量)变化，不让其他因素变化(控制变量)，这样便知道这个因素是如何影响安培力的了。这就是物理学中一种重要的思想方法——控制变量法。（类似于探究牛顿第二定律a与F、m的关系 2、应用左手定则判断迷你实验室的实验现象的原因 根据实验事实进行猜想 提出猜想的可能性并进行分析 学生进行讨论交流设计探究实验，并懂得与之前学过的探究牛顿第二定律a与F和m的关系进行类比 通过探究实验掌握探究实验的方法 通过猜想假设，讨论交流提高学生思考问题的能力。 新课教学 ） [设计实验] （1）研究F与I的关系： 控制B、L不变 如何改变I？通过调整滑动变阻器的滑片位置改变电流的大小（一种短路，一种较大电阻） 如何通过现象判断F与I的关系？观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角（安培力越大，摆动角度越大） [实验方案] ①将导体棒用细铜丝悬挂起来，细铜丝与电源相连，导体棒置于蹄形磁铁中，并与磁感线垂直。（蹄形磁铁中间的磁场可以近似认为是匀强磁场） ②在磁感应强度和通电导线在磁场中的长度不变的情况下，合上开关，移动滑片位置改变电流的大小，探究电流的大小对安培力的影响。观察其现象。 [由学生分析现象] 当增大流过通电导线的电流时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。（由力的平衡条件可得，F越大，夹角越大）→（定性研究得出）I越大，F越大；I越小，F越小→（经物理学家的进一步定量研究得出）F与I成正比。 （2）研究F与L的关系： 控制B、I不变 （使滑动变阻器处于被短路状态） 如何改变L？通过并列放置2块磁感应强度磁铁改变磁场中导体的长度。 如何放置2块磁铁？（注意：磁铁的并列放置，N与N同向；如果N与S同向，则2个磁场相互抵消） 如何通过现象判断F与L的关系？观察通电导线摆动后悬线与