第四节 磁场对通电导线的作用力2.doc

第四节 磁场对通电导线的作用力 三维教学目标 1、知识与技能 （1）知道什么是安培力，知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断--左手定则，知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向并会用它解答有关问题； （2）利用安培力公式F=BIL解答有关问题，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL； （3）了解磁电式电流表的内部构造和原理。 2、过程与方法：通过演示、分析、归纳、运用，使学生理解安培力的方向和大小的计算，培养学生的空间想像力。 3、情感、态度与价值观：由个别事物的个性来认识一般事物的共性。 教学重点：安培力的方向确定和大小计算。 教学难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。 教学教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。 教学过程： 第4节 磁场对通电导线的作用力 （一）复习引入 在第二节中，通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。过渡：本节我们将对安培力做进一步的讨论。 （二）新课讲解 安培力：磁场对电流的作用力。安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献。 1、安培力的方向 演示演示答：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，把手放人磁场中，让磁感线垂直穿人手心，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（如图）。 【说明】 1、左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所以引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面)，还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形侧视图、俯视图和剖面 【演示引导学生区别安培定则和左手定则，并且用这两个定则去解释“平行通电导线之间的相安培力的大小 F = ILBsinθ。 当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，通电导线所受的安培力的大小：F = 0(I∥B)。【】在推导公时，要明确两点：一是矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替代还应该注意的是：尽管公式FILB是从公式B变形而得的，但两者的物理意义却B=F/IL是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况，F=ILB则是在已 （2）提醒学生注意安培力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，BIL，一般情况下的安培力大于零，小于BIL，方向与磁场方向垂直。 磁电式电流表 b、蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场； c、观察——铁芯转动时螺旋弹簧会形变。 观察课本图3.4-5 问题1：电流表中磁场分布有何特点呢？ 讲：电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。 问题2：什么是均匀辐向分布呢？ 讲解：所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度，该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的。 （2）电流表的工作原理---引导学生弄清楚以下几点：（并请学生自己归纳P93） 1、线圈的转动是怎样产生的?？ 2、线圈为什么不一直转下去？为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向使用时要特别注意什么例1：如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（ ） A.静止不动 B.向纸外平动 C.N极向纸外，S极向纸内转动 D.N极向纸内，S极向纸外转动 解析：要判断磁体的转动情况，就要知道通电导线对蹄形磁铁的作用力，而要判断磁体的作用力较为困难，我们可以假设磁铁不动，来考虑导线的受力的情况，然后根据牛顿第三定律判断磁铁的受力情况。 首先画出导线所在位置的磁感线分布情况如图所示，导线左边与右边的磁场方向不同，故把导线分为左右两部分，由左手定则可知左边的导线受到向内的作用力，右边的导线受到向左的作用力，所以导线左边向内转动，右边向外转动，现在导线固定，蹄形磁铁可以自由转动，磁铁的转动方向与导线的转动方向相反，所以蹄形磁铁的N极向外转动，S极向内转动，本题选C。 安培力的大小 例2：将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。 解析：由左手定则和安培力的计算公式得：（1）因导线与磁感线平行，所以安培力为零 （2）由左手定则知：安培