高中物理 磁场对通电导线的作用-安培力教案 教科版选修3-1.doc

磁场对通电导线的作用 安培力 ‎ 一、教学目标 ‎ （一）知识与技能 ‎ 1、知道什么是安培力；电流方向与磁场方向垂直时，安培力等于BIL；电流方向与磁场方向平行时，安培力等于零。‎ ‎ 2、掌握左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。‎ ‎ 3、知道电动机的工作原理。‎ ‎ （二）过程与方法 ‎ 通过演示、观察结合控制变量法去探究安培力的大小和方向。‎ ‎ （三）情感、态度与价值观 ‎ 1、通过实验去培养学生科学探究的精神。。‎ ‎ 2、通过了解电动机的工作原理，感受物理知识的相互联系。‎ 二、教学重点难点 ‎ 教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。‎ ‎ 教学难点：用左手定则判定安培力的方向。‎ 大拇指 三、教学过程 ‎（一）复习检查、做好铺垫 其余弯曲的四指 ‎ 安培定则(右手螺旋定则)‎ ‎ 直线电流的磁场 ‎ ‎ ‎ 环形电流的磁场 ‎ 通电螺旋管的磁场 ‎（二）新课引入、展示目标 由奥斯特试验我们知道,通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用,那么磁铁产生的磁场对通电导线时否也有力的作用呢?在这节课,我们就自己动手做实验,看看能发现什么规律。‎ 5‎ ‎（三）合作探究、精讲点拨 一、安培力 ‎1、定义：磁场对通电导线的作用力称为安培力 ‎2、猜想：磁场对通电导线的作用力可能与哪些因素有关呢？‎ 实验探究：控制变量法 当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：‎ ‎①当其它因素不变，电流增大时，安培力增大 ‎②当其它因素不变，导线长度增大时，安培力增大 ‎③当其它因素不变，与导线放在磁场中的位置有关，导线所在处磁场越强，安培力越大 ‎3、大小 导线在磁场中的有效长度 ‎（1）导线与磁场方向垂直时, F=BIL 与导线所在位置的磁场强弱有关 ‎（2）导线与磁场方向平行时，F=0‎ ‎如果既不平行也不垂直呢？ ‎ ‎ ‎ ‎4、安培力的方向 ‎ 师生共探：安培力的方向与什么因素有关呢？ ‎ ‎①改变电流的方向 现象： 导体向相反的方向运动 。‎ ‎②调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象： 导体又向相反的方向运动 。‎ 总结归纳：安培力的方向和 磁场方向 、 电流方向 有关。‎ ‎（1）方向判定：左手定则 手心——磁感线垂直穿入手心 伸出左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。‎ 左手 四 指——指向电流的方向 大拇指——指向安培力的方向 ‎(2)特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于_B和I_共同__决定的平面．‎ 试一试 ‎ 判断下图中通电导线受力的方向 5‎ ‎[典例1]判断下图中通电导线所受安培力力的方向。‎ D C B A θ B G I θ B F I E θ B H I ‎ ‎ ‎[师生交流活动]‎ 如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？‎ 演示实验：‎ ‎（1）电流的方向相同时 ，现象：两平行导线相互靠近。‎ ‎（2）电流的方向相反时 ，现象：两平行导线相互远离。‎ F A B C D I1‎ I2‎ I1‎ I2‎ A B C D 引导学生利用已有的知识进行分析：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 二、电动机—安培力的重要应用 ‎（1）组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源 ‎（2）原理：利用安培力 ‎(四)、当堂检测、总结提升 ‎1.如图所示，用两根相同的细绳悬挂一段均匀水平载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F。为使F＝0，可能达到要求的方法是（ C ）‎ 5‎ A．施加水平向右的磁场 B．施加水平向左的磁场 C．施加垂直纸面向里的磁场 D．施加垂直纸面向外的磁场 ‎ a b c d ‎2.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I沿顺时针方向，则小线框的运动情况是 （ C ）‎ A．向右运动 B．静止不动 C．向左运动 D．发生转动，同时向远离直导线方向运动 ‎3．如图所示为电动机的简化模型，线圈abcd可绕轴O1O2自由转动。当线圈中通入如图所示的电流时，顺着O1O2的方向看去，线圈将（ A ）‎ A．顺时针转动 B．逆时针转动 C．仍然保持静止 D．可能顺时针转动，也可能逆时针转动 ‎4、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则：( A )‎ A. 磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用 ‎【变式训练】若导线偏磁铁中央的右侧，结果又怎样？‎ ‎5、(2011·江苏徐州模拟)如图8－1－9所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是(　 A 　)． ‎ A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动 ‎6*(选作)、如图8－1－8所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是 (　 C 　)．‎ A．顺时针方向转动，同时下降 5‎ B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 ‎7*、如图所示，两平行光滑金属导轨相距‎0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为‎0.1kg，处在竖直向上的匀强磁场中，MN处于静止状态，求：金属棒所受安培力的大小和方向？(g=‎10m/s2)‎ B ‎先画出导轨和金属棒的正视图 再对金属进行受力分析 根据共点力平衡的条件求出F安 ‎ ‎【答案】 F安=1N 方向：水平向右 ‎ 磁场取什么方向时，安培力最小？‎ ‎（五）、布置作业 ‎1、课下阅读课本第88页。‎ ‎2、完成P87“练习与评价”第1、2题。‎ 板书设计 一、安培力 ‎ 1、定义，磁场对通电导线的作用力称为安培力 ‎ 2、大小（1）导线与磁场方向垂直时 F=BIL ‎ （2）导线与磁场方向平行时，F=0‎ ‎3、安培力的方向 ‎ ‎ 判定：左手定则 ‎ 特点：F⊥B，F⊥L，即F垂直于_B和L__决定的平面．‎ 二、电动机—安培力的重要应用 ‎（1）组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源 ‎（2）原理：利用安培力 教学反思 本节课可以通过实物投影仪放大演示实验的效果；观察线框的摆角时可设一参照物,有利于学生观察。本节课着重于左手定则的掌握与应用,并注意和安培定则的结合使用。电动机的结构与原理宜在实物模型的基础上让学生去观察分析。一开始安培定则的复习时间要短，检查回顾一下即可，节约时间用于安培力的课堂练习。‎ 5‎