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磁场对电流的作用 左手定则 松江二中物理组 朱红兵 教学目标： 知识与技能 （1）知道磁场对电流有力的作用——磁场力。 （2）理解磁场、电流、磁场力方向三者之间的关系； （3）能用左手定则判断磁场力的方向。 2、过程与方法： 能通过实验归纳和空间想象来判断通电导体所受磁场力、磁场和电流的方向，经历科学探究的一般过程。 3、情感、态度和价值观： （1）通过实验探究活动，提高学生的自我探究能力，体验合作交流的学习乐趣； (2)通过实例帮助学生开拓视野，养成良好的科学思维品质和开拓创新的欲望。 教学重点和难点： 得出磁场力方向、磁感线方向和电流方向三者间的关系。 教具和实验器材准备： 教具准备：磁电式电表、电脑课件、蹄型磁铁、电键、导体棒、学生电源、导线、框架、平行直导线演示仪、实物投影仪等。 学生实验仪器：蹄型磁铁、框架、导线、学生电源（每两人一套）； 学生准备：纸和笔。 教学过程： 情景引入：前面我们已知道磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流能施加力的作用，现在讲台上有一个磁电式电表，中间有一个磁场和一个带指针可转动的线圈，现在我给线圈通电，看看发生什么情况？（指针发生了偏转） 教师：指针发生偏转说明线圈受到了力的作用，这种磁场对电流的作用力，我们把它叫做磁场力。（板书）磁场力：磁场对电流的作用力。 教师：现在我们再看一遍。（通以反方向电流）指针发生了偏转，方向怎么变了？ 学生：电流的方向发生了改变。 说明：电流方向改变，磁场力的方向也发生了改变，那么电流方向和磁场力的方向之间是一种怎样的关系呢？另外，磁场也是有方向的（即磁感线的方向），磁场方向的变化是不是也会影响磁场力的方向？（学生猜想会）如果会，那么它们又是一种怎样的关系？接下来我们通过实验来探究它们之间的相互关系。 （板书）实验探究：磁场力和电流、磁场方向间的关系。 学生实验探究。装置如图所示，介绍实验装置，说明如何看磁场力的方向，如何改变电流和磁场的方向。 说明：研究三者之间的相互关系，可用控制变量法。 磁场方向不变，改变电流方向； 电流方向不变，改变磁场方向。 学生把实验出现的几种情景画在纸上，实物投影仪展示交流。（教师应适当引导，如何在纸上画磁场、电流和磁场力的方向。可在黑板上先画好四种情形，让学生到黑板上画出。） 问题：磁场力的方向和磁场方向及电流方向之间有怎样的关系？ 学生讨论后：磁场力的方向和磁场方向垂直，也和电流方向垂直，或者说磁场力的方向总是垂直于磁感线和电流所组成的平面。 教师：在前面电流产生磁场的学习中，我们用右手很方便地得到了电流方向和磁场方向间的关系，现在我们能不能再用灵巧的手来表示磁场力、磁场和电流三者之间的空间关系？ 学生尝试。（可能用右手、左手、手心、手背） 教师引导：因为磁场力方向和电流及磁场是垂直的，没有弯曲的，所以螺旋好象不行。同学们说了很多种方法，为了统一，我们规定左手手心是磁场的穿入方向，那么怎么来描述磁场力、磁场和电流三者的关系？ 学生讨论总结规律，得出左手定则。 左手定则：伸出左手，让拇指与其余四指垂直并且与手掌在同一平面，让磁感线垂直穿过手掌，四指指向电流方向，大拇指所指就是导线所受磁场力方向。如图所示： 请学生用左手来比划上面四张图。 检验学生对左手定则的应用：指出下图电流I所受磁场力的方向。（即教材P87页图10—19） 教师引导：我们应首先确定电流I在谁产生的磁场中，通过导线的磁场方向是怎么样的。 两根互相平行的通电直导线的相互作用，如图所示。 问题：两根通电平行直导线C、D，它们之间存在相互作用力吗?如果存在，作用力的方向如何?（可先类比两个点电荷间的相互作用） 学生讨论说明：相吸。（教师在黑板上作图，分别从电流在磁场中的受力和作反力两个方面来说明）然后教师演示实验。 问题：如果在两根平行导线中通以反向电流，那么两者之间的相互作用力又怎样呢？ 学生：相斥。（教师演示） 学生活动，着重介绍思想方法。 如图（a）所示，把轻质通电导线悬挂在条形磁铁的N级附近，磁铁的轴线垂直线圈平面并穿过圆心，当线圈中电流如图示方向时，线圈如何运动？（微元法和等效法） （b）图：环电流等效成磁铁（小磁针）； （c）图：磁铁等效成环电流。 教师：还有没有其他的方法？前面我们讨论的都是磁场对直导线的作用，现在是环行电流，怎么办？ 学生：微元法。 学生分析讨论。教师课件演示。 小结左手定则。实例应用如电磁炮（教材10—15图片展示）、电动机（实物介绍）。 问题：前面我们涉及的磁场力、磁场和电流方向三者互相垂直的情况？若磁场方向和电流方向不垂直，则受不受磁场力的作用，若受，则磁场力的方向如何？（若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直电流方向，同时也垂直磁场