人教版高中物理选择性必修第二册教案设计：1.1《磁场对通电导线的作用力》

第一章　安培力与洛伦兹力第1节　磁场对通电导线的作用力安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。正确应用左手定则也是本章的难点之一。物理观念：知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直。科学思维：推导匀强磁场中安培力的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式，计算匀强磁场中安培力的大小科学探究：观察安培力与哪些因素有关的实验， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 实验现象并得出相关结论。科学态度与责任：通过实验演示、动手操作仪器，让学生体验安培力的特点，将理论联系实际。1、教学重点：安培力的方向和大小2、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系多媒体、视频片断一、新课引入初次见面也没有什么礼物送给大家，我做了一个小爱心，送给大家，希望大家喜欢。(播放动图、音频）问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？通过前面的学习我们知道了磁场对通电导线会有力的作用。安培在这方面有杰出的贡献，为了纪念他，我们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。电流的单位是A，说的就是他。大家应该熟悉了吧。我们高一学习力的时候，知道力的三要素是力的大小，力的方向和作用点。通电导线在磁场中所受的作用力作用点肯定在导线上。那么问题：安培力的大小和方向是怎么样的呢？二、新课教学一、知识回顾如何描述磁场强弱？在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度BSKIPIF1<0安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampèreforce），把电流的单位定为安培安德烈-马里安培（法语∶André-MarieAmpere，FRS，1775年1月20日-1836年6月10日）是法国物理学家、数学家，经典电磁学的创始人之一。（一）安培力的方向实验探究组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。2.改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。众多实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直实验结果分析试画出下述两实验结果的正视图：安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面很难观察到具体的关系，换成立体图就更加清晰。通过用立方体的方式简单描述F、B、I的关系，比较之后，你能用简洁的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 表达F、B、I方向的关系？注意观察我们看到力的方向与电流方向是垂直的，而磁感线的方向从N到s，力也与它垂直。即安培力的方向与导线、磁感应强度方向都垂直。也就是说，安培力的方向总是垂直于导线和磁感应强度方向所在的平面。问题：如何更加精确的判断安培力的方向呢?左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流的方向，这时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课堂练习：例1利用左手定则，判断受力方向。在这里普及一下打叉打点的知识，打点表示垂直纸面向外，好比如弓箭从纸面出来，我们看到的只有箭头的一个点，打叉表示垂直纸面向里，好比如弓箭进入纸面我们看到的只有箭尾的打叉图样。通电导线电流可以产生磁场，我们在上面的实验基础上把磁铁换掉，用通电导线来替代，它们之间的作用力是怎么样的呢？利用左手定则对实验进行简单的分析。演示：平行通电直导线之间的相互作用（阅读）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？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。通过观察动图得出结论①同向电流相互吸引，②反向电流相互排斥。（二）安培力的大小研究一个力除了方向还有大小。（播放动图）通过前面的学习我们已经知道：垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为：F=ILBIL是电流元，相当于电场中的q，磁感应强度B和电场强度E对应，那么整个 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 就和F=qE相对应了。①当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时F=ILB②当磁感应强度B的方向与导线方向平行时F=0.问题：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？磁感应强度B是一个矢量，可以进行分解，把磁感应强度B分解为两个分量：①一个分量与导线垂直B1=Bsinθ，②另一分量与导线平行B2=Bcosθ，其中平行方向的B2不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B1产生，由此又得：F=ILBsinθ（F依然垂直与BI组成的平面）其中I是通过导体的电流，L是通电导线的长度，B为磁感应强度。这里要注意公式中“L”的理解。分析：如图所示的通电导线在磁场中，利用左手定则我们知道水平方向的导线受力相互抵消，只有竖直方向的导线受力，所以有效长度L：从起点到终点的长度。（当然BI不垂直时，要进行矢量分解）课堂练习：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：A、适当增大电流IB、将电流反向并适当改变大小C、适当增大磁场D、将磁场反向并适当改变大小巩固练习11、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2、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（　）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近ab3、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()SKIPIF1<0A．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4、如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，AC=40cm，SKIPIF1<0，求三角形框架各边所受的安培力。5.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象是()A.弹簧向上收缩B.弹簧被拉长C.弹簧上下振动D.弹簧仍静止不动（三）磁电式电流表（播放动图线圈的转动和电流表的指针偏转）磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。图是线圈在磁场中受力情况的图示。当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用。由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。磁电式电流表最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。线圈在磁场中受力的情况如图所示。当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用。由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动线圈转动时，图1.1-6中的螺旋弹簧变形，以反抗线圈的转动。电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小从前面的分析可知，安培力总与磁感应强度的方向垂直。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，如图1.1-8所示。线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈左右两边所在之处的磁感应强度的大小都相等电流表的特点1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；2、电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；3、电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。回顾导入：你知道我的“心”为什么在动了吗？利用左手定则知道左边电流受到安培力向里，右边的向外，不断变换，我的“心”就动起来了。巩固训练1、一根长为0.2m的电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（）A、0.4NB、0.2NC、0.1ND、02.试画出下列各图中安培力的方向：3、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一个垂直磁感线的环形线圈，通有顺时针电流I，如图所示，则下列叙述中正确的是A、环形线圈所受的磁力的合力为零B、环形线圈所受的磁力的合力不为零C、环形线圈有收缩的趋势D、环形线圈有扩张的趋势4、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()A、受到竖直向上的安培力B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力D、受到由西向东的安培力5、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长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用6、如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)作业：课后问题与练习：第3题[来源:学&科&网Z&X&X①学生在电流和磁场是否垂直上缺乏空间想象力，要让他们学会用手去判断，让学生通过练习中体会。②教学中，制造悬念，科学方法教育一直处于教学的主线隐含中。通过信息技术的融合，更加清晰形象的展示了通电导线在磁场受力情况，有助于学生分析问题和解决问题。③几何磁电式电流表教学，对学生进行技术教育，加强了物理与现实生活的联系。