資源簡介

(共24張PPT)
磁場對通電導(dǎo)線的作用力
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 通過實驗認(rèn)識安培力的方向及大小，生成安培力的概念，了解安培力在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用，會用左手定則判斷安培力的方向。（物理觀念）
2. 通過安培力方向及大小的學(xué)習(xí)，體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用(科學(xué)思維)
3.經(jīng)歷得出安培力、磁感強(qiáng)度和電流三者方向關(guān)系的過程，體會歸納推理的方法，經(jīng)歷一般情況下安培力表達(dá)式得出過程，體會矢量分析的方法(科學(xué)探究)
4.掌握研究安培力的方向和大小的方法，能在具體問題中恰當(dāng)?shù)挠^察磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，知道磁電式電流表工作的原理，體會物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）
教學(xué)重點： 安培力的大小計算和方向判定。
教學(xué)難點： 用左手定則判定安培力的方向。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 通過實驗認(rèn)識安培力的方向及大小，生成安培力的概念，了解安培力在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用，會用左手定則判斷安培力的方向。（物理觀念）
2. 通過安培力方向及大小的學(xué)習(xí)，體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用(科學(xué)思維)
3.經(jīng)歷得出安培力、磁感強(qiáng)度和電流三者方向關(guān)系的過程，體會歸納推理的方法，經(jīng)歷一般情況下安培力表達(dá)式得出過程，體會矢量分析的方法(科學(xué)探究)
4.掌握研究安培力的方向和大小的方法，能在具體問題中恰當(dāng)?shù)挠^察磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，知道磁電式電流表工作的原理，體會物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）
教學(xué)活動準(zhǔn)備任務(wù)專題設(shè)計
任務(wù)一 安培力的方向
活動 1.影響安培力方向的因素
活動 2.探究安培力、磁場、電流三者之間方向的關(guān)系
活動 3.左手定則
活動 4.應(yīng)用左手定則判斷安培力方向
任務(wù)二 安培力的大小
任務(wù)三 磁電式電流表
教學(xué)過程設(shè)計
實驗探究——觀察通電導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動
定性研究——從實驗分析歸納安培力的方向
定量研究——安培力的大小
實際應(yīng)用——磁電式電流表
問題引入——指出研究方向和研究方法
問題引領(lǐng)
【實驗方案設(shè)計】
實驗方法：控制變量法
1.保持磁場方向不變，改變電流方向，觀察金屬棒的受力。
2.保持電流方向不變，改變磁場方向，觀察金屬棒的受力。
實驗探究 觀察通電導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動
實驗次數(shù) 磁場方向 電流方向 安培力方向
1 向下 垂直直面向外
2 垂直直面向內(nèi)
3 向上 垂直直面向內(nèi)
4 垂直直面向外
【學(xué)生活動】學(xué)生分組實驗，記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果，說明安培力的方向與磁場方向、電流方向有怎樣的關(guān)系？體驗物理規(guī)律的得出過程。
定性研究 安培力的方向
【學(xué)生活動】
小組討論，探究安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的關(guān)系。
I
B
F
一、安培力的方向
1.判斷方法---左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。
練習(xí)1、畫出安培力的方向
注意：安培力F與B、I都垂直，但B和I可以不相互垂直。
情境引入
在必修第三冊中我們已經(jīng)學(xué)習(xí),在勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時,通電導(dǎo)線受到的安培力大小F=ILB。那么通電導(dǎo)線在磁場中一定受到力的作用嗎
1、當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向垂直時：
2、當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向平行時：
思考：如果通電導(dǎo)線與磁場方向既不平行也不垂直時呢？
定量研究 安培力的大小
F＝BIL
F＝0
二、安培力的大小
①一個分量與導(dǎo)線垂直 B⊥=Bsinθ
②另一分量與導(dǎo)線平行 B//=Bcosθ
其中平行方向的B//不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受的安培力只是垂直方向的B⊥產(chǎn)生，由此得到：
F=ILB⊥=ILBsinθ
θ=0時
平行：F＝0
θ=90°時
垂直：F＝BIL
I
B
B//
B⊥
θ
練習(xí)2　如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中放有下列各種形狀的通電導(dǎo)線,電流為I,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求各導(dǎo)線所受到的安培力。
歸納總結(jié)
①公式F＝ILB中L指的是“有效長度”．
當(dāng)B與I垂直時，F(xiàn) 最大，F(xiàn)＝ILB；當(dāng)B與I平行時，F(xiàn)＝0.
②彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點直線的長度，相應(yīng)的
電流沿L由始端向末端．
應(yīng)用探究
實際應(yīng)用—磁電式電流表
情境引入
圖1是幾種常見的磁電式電表,雖然它們外觀不同,但它們的核心結(jié)構(gòu)都相似,如圖2所示。
極靴
線圈
引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實物，看課本回答問題
1線圈的轉(zhuǎn)動是怎么產(chǎn)生的？
2.極靴之間的磁場是勻強(qiáng)磁場嗎
3.電流表中的螺旋彈簧起什么作用？
4.觀察電流表的刻度是否均勻
仔細(xì)觀察磁電式電流表結(jié)構(gòu)，思考電流表的指針為什么最終能穩(wěn)定的指向某一刻度，且偏轉(zhuǎn)角度大小能反映電流大小？
磁電式電流表的結(jié)構(gòu)
線圈通電時，安培力使線圈轉(zhuǎn)動
變形
產(chǎn)生彈力阻礙轉(zhuǎn)動
安培力與彈力力矩平衡，指針停止轉(zhuǎn)動
電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度也越大
工作原理：通電線圈受安培力作用而轉(zhuǎn)動
優(yōu)點：靈敏度高，能測出很弱的電流
缺點：線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱
磁電式電流表
練習(xí)3 如圖，是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．則（　　）
A.該磁場是勻強(qiáng)磁場 B.線圈平面總與磁場方向垂直
C.線圈將逆時針方向轉(zhuǎn)動 D.a、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為IlB
安培力的方向
安培力的大小：
通電導(dǎo)線在磁場中受到的力
應(yīng)用：磁電式電流表
判定方法：左手定則
特點：總垂直于B 和I 確定的平面
構(gòu)造：
原理：
F=ILBsinθ
通電線圈受安培力作用而轉(zhuǎn)動
課堂小結(jié)
三、板書設(shè)計
1.1 磁場對通電導(dǎo)線的作用力
（一）安培力的方向
1、影響因素：B的方向I的方向
2、左手定則
3、通電直導(dǎo)線之間的相互作用力
（二）安培力的大小
I ⊥B,F=ILB
I// B,F=0
F =ILB sinθ
（三）磁電式電流表工作原理
I
B
B//
B⊥
θ
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