小學(xué)探究教案
發(fā)表時間:2020-11-02探究安培力。
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“探究安培力”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
3.3探究安培力學(xué)案(粵教版選修3-1)
一、安培力的方向
1.磁場對電流的作用力稱為________.
2.通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關(guān)系,可以用__________定則來判斷:伸開__________手使大拇指跟其余四指______,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),把手放入磁場中讓__________垂直穿入手心,并使伸開的四指指向________的方向,那么大拇指所指的方向就是______________________________的方向.
二、安培力的大小
1.物理學(xué)規(guī)定,當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向______時,通電導(dǎo)線所受安培力F跟________和______的乘積的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度;用B表示,則B=________.
2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位是____________,符號是____.其方向為______,是____量.
3.如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫做______.
4.在勻強(qiáng)磁場中,在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下,電流所受安培力F=________.
三、磁通量
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的______叫做穿過這個面的磁通量,用Φ表示,則有Φ=________,其中S為垂直______方向的面積.
2.磁通量的單位是________,符號是______.
一、安培力的方向
[問題情境]
通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道磁場對電流有力的作用,為了表彰和紀(jì)念安培在這方面作出的杰出貢獻(xiàn),人們把磁場對電流的作用力稱為安培力.
1.通電直導(dǎo)線與磁場平行時,導(dǎo)線受安培力嗎?
2.通過課本實驗與探究得到通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直時,安培力沿什么方向?安培力的方向與哪些因素有關(guān)?
[要點提煉]
______手定則——安培力的方向判斷
伸開______手,使大拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌處在同一個平面內(nèi);把手放入磁場中讓______垂直穿入掌心,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.
[問題延伸]
安培定則又稱______手螺旋定則,是判斷電流產(chǎn)生的磁場方向的;左手定則是判斷電流在磁場中所受安培力方向的.
二、安培力的大小
[問題情境]
1.當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時、平行時、斜交時,所受安培力相同嗎?何時最大?何時最小?
2.本節(jié)中我們只研究什么情況下的安培力的大???
3.回顧描述電場強(qiáng)弱的物理量是什么?它是怎樣定義的?能否用類似的方法來定義一個描述磁場強(qiáng)弱的物理量?
4.類比于“勻強(qiáng)電場”來描述一下“勻強(qiáng)磁場”.
5.勻強(qiáng)磁場中的安培力的表達(dá)式是怎樣的?
[要點提煉]
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式:B=________,單位________,此公式的成立條件是________.
2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向:________.
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁感線的關(guān)系:磁感線上______方向都與該點磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致,磁感線的________表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br>
4.勻強(qiáng)磁場:磁感應(yīng)強(qiáng)度的________和________處處相同的磁場.
5.安培力大小的公式表述:(1)當(dāng)B與I垂直時,F(xiàn)=______.(2)當(dāng)B與I成θ角時,F(xiàn)=BILsinθ,θ是B與I的夾角.
[問題延伸]
圖1
1.彎曲導(dǎo)線的有效長度L,等于連接兩端點直線的長度(如圖1所示);相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端.
2.公式F=BILsinθ中的Lsinθ也可以理解為垂直于磁場方向的“有效長度”.
三、磁通量
[問題情境]
1.什么是磁通量?
2.為什么要引入磁通量?
3.什么是磁通密度?
[要點提煉]
1.磁通量的定義式:________________,適用條件:磁場是勻強(qiáng)磁場,且磁場方向與平面______.
2.公式理解:在勻強(qiáng)磁場B中,若磁感線與平面不垂直,磁通量可表示為Φ=BS⊥=BScosθ,式中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向的投影面積,θ是線圈平面與投影面間的夾角.
3.在國際單位制中磁通量的單位為________,符號是Wb.1Wb=1______.
4.磁通密度即磁感應(yīng)強(qiáng)度B=________,1T=1______=1______.
5.磁通量的另一種定義方式:若穿過某一平面的磁感線有Φ條,我們就稱穿過這個平面的磁通量為Φ.即穿過某一平面的磁感線的條數(shù)稱為該面的磁通量.用磁感線條數(shù)定義時,面積和磁場不必垂直.
[問題延伸]
1.磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù),如何理解磁通量的正負(fù)?
2.若有兩個方向相反的磁場穿過某一面積,則此時的磁通量應(yīng)如何計算?
例1在勻強(qiáng)磁場中的P處放一個長度為L=20cm,通電電流I=0.5A的直導(dǎo)線,測得它受到的最大磁場力F=1.0N,其方向豎直向上,現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場中撤走,則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為()
A.0
B.10T,方向沿豎直方向向上
C.0.1T,方向沿豎直方向向上
D.10T,方向肯定不沿豎直方向向上
聽課記錄:
變式訓(xùn)練1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法中,正確的是()
A.某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向
B.某處小磁針N極所受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
C.垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
D.磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點的磁場方向
例2將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中,電流與磁場的方向如圖(1)~(4)所示.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T,試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向.
變式訓(xùn)練2如圖2所示,其中A、B圖已知電流方向及其所受磁場力的方向,試判斷并在圖中標(biāo)出磁場方向.C、D圖已知磁場方向及其對電流作用力的方向,試判斷電流方向并在圖中標(biāo)出.
圖2
圖3
例3如圖3所示,線圈平面與水平方向夾角θ=60°,磁感線豎直向下,線圈平面面積S=0.4m2,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6T,則穿過線圈的磁通量Φ為多少?
圖4
變式訓(xùn)練3如圖4所示,線框面積為S,線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直,則穿過線框平面的磁通量為________.若使線框繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°,則穿過線框平面的磁通量為______;若從初始位置轉(zhuǎn)過90°,則穿過線框平面的磁通量為________;若從初始位置轉(zhuǎn)過180°,則穿過線框平面的磁通量變化為______.
【即學(xué)即練】
1.把一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場方向放入一勻強(qiáng)磁場中,下列圖中能正確反映各量間關(guān)系的是()
2.有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,下列說法正確的是()
A.B的方向就是小磁針N極所指方向
B.B的方向與小磁針在任何情況下N極受力方向一致
C.B的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向
D.B的方向就是該處磁場的方向
3.關(guān)于磁通量,下列說法中正確的是()
A.磁通量不僅有大小而且有方向,所以是矢量
B.磁通量越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大
C.穿過某一面積的磁通量為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零
D.磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度
4.請畫出在圖5所示的甲、乙、丙三種情況下,導(dǎo)線受到的安培力的方向
圖5
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、
1.安培力
2.左手左垂直磁感線電流通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力
二、
1.垂直電流I導(dǎo)線長度LFIL
2.特斯拉T該處的磁場方向矢
3.勻強(qiáng)磁場
4.BIL
三、
1.乘積BS磁場2.韋伯Wb
核心知識探究
一、
[問題情境]
1.不受
2.安培力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān),安培力的方向由左手定則判定.
[要點提煉]
左左磁感線
[問題延伸]
右
二、
[問題情境]
1.不同,垂直時最大,平行時最小
2.只研究通電導(dǎo)線與磁場垂直時的安培力
3.電場強(qiáng)度E;采用比值定義法,E=Fq;能磁感應(yīng)強(qiáng)度B,B=FIL
4.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場.
5.F=BIL
[要點提煉]
1.FIL特斯拉導(dǎo)線與磁場方向垂直
2.該處磁場的方向(小磁針N極指向)
3.每一點的切線疏密程度
4.大小方向5.(1)BIL
三、
[問題情境]
1.(見課本)在勻強(qiáng)磁場中有一個與磁場方向垂直的平面,我們把磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場的平面的面種S的乘積叫穿過這個面的磁通量.
2.在以后研究電磁感應(yīng)等其他電磁現(xiàn)象時,常常需要討論穿過某一面積的磁場及它的變化.
3.磁通密度是垂直于磁場方向單位面積上的磁通量.
[要點提煉]
1.Φ=BS垂直3.韋伯Tm24.ΦSWbm2NAm
[問題延伸]
1.磁通量也有“正、負(fù)”,磁通量的正、負(fù)號并不表示磁通量的方向,它的符號僅表示磁感線的貫穿方向.一般來說,如果設(shè)磁感線從線圈的某面穿過,線圈的磁通量為“+”,那么磁感線的反面穿過線圈的磁通量就為“-”,反之亦然.
2.穿過這一面積的磁通量應(yīng)為正、負(fù)相互抵消后合磁場的磁通量.
解題方法探究
例1D[由公式B=FIL,把數(shù)值代入可以得到B=10T,公式中B是與L垂直的,方向肯定不沿豎直方向向上,故選D.]
變式訓(xùn)練1BD
例2(1)0(2)0.02N;安培力方向垂直導(dǎo)線水平向右;(3)0.02N;安培力的方向在紙面內(nèi)垂直導(dǎo)線斜向上;
(4)1.732×10-2N,方向垂直紙面向里.
解析由左手定則和安培力的計算公式得:(1)因?qū)Ь€與磁感線平行,所以導(dǎo)線所受安培力為零.(2)由左手定則知:安培力方向垂直導(dǎo)線水平向右,大小F2=BIL=1×0.1×0.2N=0.02N.(3)安培力的方向在紙面內(nèi)垂直導(dǎo)線斜向上,大小F3=BIL=0.02N.(4)安培力的方向垂直紙面向里,大小F4=BILsin60°=1.732×10-2N
變式訓(xùn)練2A圖磁場方向垂直紙面向外;B圖磁場方向在紙面內(nèi)垂直F向下;C、D圖電流方向均垂直于紙面向里.
例30.12Wb
解析方法一:把S投影到與B垂直的方向,則Φ=BScosθ=0.6×0.4×cos60°Wb=0.12Wb.
方法二:把B分解為平行于線圈平面的分量B∥和垂直于線圈平面的分量B⊥,B∥不穿過線圈,且B⊥=Bcosθ,則Φ=B⊥S=BcosθS=0.6×0.4×cos60°Wb=0.12Wb.
變式訓(xùn)練3BS12BS02BS
即學(xué)即練
1.BC2.BD
3.C[磁通量盡管有正負(fù)之分,但卻是標(biāo)量,A錯誤;磁通量等于平面垂直于磁場時磁感應(yīng)強(qiáng)度與面積的乘積,則同一線圈在同一磁場的同一位置,因放置方向不同,磁通量不同,當(dāng)面與磁場方向平行時,磁通量為零,故C正確,B、D錯誤.]
4.見解析
解析運用左手定則判定安培力的方向時,注意圖形的轉(zhuǎn)化,將抽象的立體圖形轉(zhuǎn)化為便于受力分析的圖形.
運用左手定則時,無論B、I是否垂直,一定要讓磁感線穿入手心,四指指向電流的方向,則拇指所指即為安培力的方向.
畫出甲、乙、丙三種情況的側(cè)面圖,利用左手定則判定在甲、乙、丙三種情況下,導(dǎo)線所受安培力的方向如圖所示.
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相關(guān)閱讀
安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3、知道什么叫勻強(qiáng)磁場,知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況.
4、知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大?。?/p>
5、會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
能力目標(biāo)
1、通過演示磁場對電流作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2、通過學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力.
情感目標(biāo)
通過對安培定則的學(xué)習(xí),使得學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不僅需要勤奮的努力,還需要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)密的科學(xué)態(tài)度.
教學(xué)建議
教材分析
關(guān)于安培力這一重要的內(nèi)容,需要強(qiáng)調(diào):
1、安培力的使用條件:磁場均勻,電流方向與磁場方向垂直。
2、電流方向與磁場方向平行時,安培力具有最小值。電流方向與磁場方向垂直時,安培力具有最大值。
教法建議
由于前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過電場的有關(guān)知識,講解時可以將磁場和電場進(jìn)行類比,以加深學(xué)生對磁場的有關(guān)知識的理解。例如:電場和磁場相互對比,電場線與磁感線相互對比,磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度進(jìn)行對比等等。
在上一節(jié)的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生回憶電場強(qiáng)度的定義,對比說明引入磁場強(qiáng)度的定義的思路是通過磁場對電流的作用力的研究得出的。為了讓學(xué)生更好的理解磁場,可以在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。
教學(xué)設(shè)計方案
安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
一、素質(zhì)教育目標(biāo)
(一)知識教學(xué)點
1、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.
3、知道什么叫勻強(qiáng)磁場,知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況.
4、知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大?。?/p>
5、會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
(二)能力訓(xùn)練點
1、通過演示磁場對電流的作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2、通過學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力.
(三)德育滲透點
通過閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng),說明科學(xué)家之所以能取得輝煌的成就,除了本身所具有的聰明才智外,刻苦勤奮地學(xué)習(xí)和工作,善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要,鼓勵和激發(fā)學(xué)生從現(xiàn)在開始更加發(fā)奮地學(xué)習(xí),將來為國家做貢獻(xiàn).
(四)美育滲透點
通過介紹物理學(xué)家安培取得輝煌成就的原因是靠勤奮自學(xué)、刻苦鉆研的頑強(qiáng)意志,讓學(xué)生感受物理學(xué)家們的人格美、情操美.
二、學(xué)法引導(dǎo)
1、教師通過演示實驗法直觀教學(xué),決定安培力大小的因素,通過啟發(fā)講解,幫助學(xué)生歸納總結(jié)公式及B的定義式.結(jié)合練習(xí)法使學(xué)生掌握左手定則使用.
2、學(xué)生認(rèn)真觀察實驗,在教師啟發(fā)的指導(dǎo)下總結(jié)規(guī)律,積極動手動腦理解公式,掌握左手定則的應(yīng)用.
三、重點·難點·疑點及解決辦法
1、重點
(1)理解磁場對電流的作用力大小的決定因素,掌握電流與磁場垂直時,安培力大小為:
(2)掌握左手定則.
2、難點
對左手定則的理解.
3、疑點
磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關(guān)系.
4、解決辦法
以演示實驗為突破口,直觀地引導(dǎo)學(xué)生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素;反復(fù)地借助實驗,來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關(guān)系的正確圖景.
四、課時安排
1課時
五、教具學(xué)具準(zhǔn)備
鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線.
六、師生互動活動設(shè)計
教師先通過實驗,學(xué)生觀察分析、討論、總結(jié)出安培力.
公式,再引入磁感強(qiáng)度B的定義式,通過講解類比電場強(qiáng)度,啟發(fā)學(xué)生理解公式的意義,借助墻角(或桌角)幫助學(xué)生建立三維坐標(biāo)空間,理解掌握左手定同.
七、教學(xué)步驟
(一)明確目標(biāo)
(略)
(二)整體感知
本節(jié)教學(xué)是在上一節(jié)學(xué)習(xí)了磁場的概念及方向性的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步認(rèn)識磁場的強(qiáng)弱性質(zhì),根據(jù)磁場力的性質(zhì)用定義法定義B描述磁場的強(qiáng)弱,用磁感線形象地反映磁場的強(qiáng)弱,同時利用定義式來計算安培力的大小,再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向.
(三)重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
1、磁場對電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質(zhì)量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場有強(qiáng)有弱,如何表示磁場的強(qiáng)弱呢?我們利用磁場對電流的作用力——安培力來研究磁場的強(qiáng)弱.
2、決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實驗裝置,研究安培力大小與哪些因素有關(guān)
(1)與電流的大小有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下,通過移動滑動變阻器觸頭改變導(dǎo)線中電流的大?。?/p>
請學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角?。?/p>
實驗結(jié)論:垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到磁場的作用力的大小眼導(dǎo)線中電流的大小有關(guān),電流大,作用力大;電流小,作用力也?。?/p>
(2)與通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長度.學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動的角度大小隨通電導(dǎo)線長度而改變,導(dǎo)線長、擺角大;導(dǎo)線短,擺角?。?/p>
實驗結(jié)論:垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到的磁場的作用力的大小限通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān),導(dǎo)線長、作用力大;導(dǎo)線短,作用力?。?/p>
(3)與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān).
保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長度不變,改變導(dǎo)線與磁場方向的夾角,當(dāng)夾角為0°時,導(dǎo)線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當(dāng)夾角增大到90°的過程中,導(dǎo)線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介于和最大值之間.
3、磁感應(yīng)強(qiáng)度
總結(jié)歸納以上實驗現(xiàn)象,用L表示通電導(dǎo)線長度,I表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導(dǎo)線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值,有.B的物理意義為:通電導(dǎo)線垂直置于磁場同一位置,B值保持不變;若改變通電導(dǎo)線的位置,B值隨之改變.表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為.對于電流和長度相同的導(dǎo)線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場強(qiáng).放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場弱.因而我們可以用比值來表示磁場的強(qiáng)弱.把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度.
定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度
單位:特斯拉,符號為T
常見的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是,永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是.
用磁感線也可直觀地反映磁場的強(qiáng)弱和方向,磁感線越密處,磁感應(yīng)強(qiáng)度大、磁場強(qiáng).若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同,稱為勻強(qiáng)磁場.根據(jù)勻強(qiáng)磁場的特點,請同學(xué)們畫出勻強(qiáng)磁場的磁感線的空間分布.
在非勻強(qiáng)磁場中,用量度磁感應(yīng)強(qiáng)度時,導(dǎo)線長L應(yīng)很短,電流近似處在勻強(qiáng)磁揚中.
4、安培力的大小和方向.
根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,可得通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為:
舉例計算安培力的大小.
安培力的方向如何呢?還過前面的演示實驗現(xiàn)象可知,通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場方向都有關(guān)系.人們通過大量的實驗研究,總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律——左手定則.
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向.
應(yīng)該注意的是:若電流方向和磁場方向垂直,則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直;若電流方向和磁場方向不垂直,則磁場力的方向仍垂直于電流方向,也同時垂直于磁場方向.
(四)總結(jié)、擴(kuò)展
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用——安培力,通過研究安培力的大小,我們定義了反映磁場強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度,同時,我們可以據(jù)此求解安培力的大小,安培力的方向用左手定則來確定.
如果磁場方向不與電流方向垂直,安培力的大小,方向仍可用左手定則判定.
八、布置作業(yè)
P150(1)(2)(3)(4)(5)
九、板書設(shè)計
第三節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
1、磁場對電流有力的作用
2、決定安培力大小的因素
(1)與電流大小有關(guān).
(2)與導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān).
(3)與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān).
3、磁感應(yīng)強(qiáng)度
定義:
單位:特斯拉(T)
4、安培力的大小
當(dāng)電流方向垂直磁場方向時,安培力大小
5、安培力方向
左手定則.
安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?以下是小編為大家收集的“安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度”希望能對您有所幫助,請收藏。
安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2.知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3.知道什么叫勻強(qiáng)磁場,知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況.
4.知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大?。?/p>
5.會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
能力目標(biāo)
1.通過演示磁場對電流作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2.通過學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力.
情感目標(biāo)
通過對安培定則的學(xué)習(xí),使得學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不僅需要勤奮的努力,還需要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)密的科學(xué)態(tài)度.
教材分析
關(guān)于安培力這一重要的內(nèi)容,需要強(qiáng)調(diào):
1.安培力的使用條件:磁場均勻,電流方向與磁場方向垂直。
2.電流方向與磁場方向平行時,安培力具有最小值。電流方向與磁場方向垂直時,安培力具有最大值。
教法建議
由于前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過電場的有關(guān)知識,講解時可以將磁場和電場進(jìn)行類比,以加深學(xué)生對磁場的有關(guān)知識的理解。例如:電場和磁場相互對比,電場線與磁感線相互對比,磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度進(jìn)行對比等等。
在上一節(jié)的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生回憶電場強(qiáng)度的定義,對比說明引入磁場強(qiáng)度的定義的思路是通過磁場對電流的作用力的研究得出的。為了讓學(xué)生更好的理解磁場,可以在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。
--方案安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
一素質(zhì)教育目標(biāo)
(一)知識教學(xué)點
1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2.知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.
3.知道什么叫勻強(qiáng)磁場,知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況.
4.知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大小.
5.會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
(二)能力訓(xùn)練點
1.通過演示磁場對電流的作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2.通過學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力.
(三)德育滲透點
通過閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng),說明科學(xué)家之所以能取得輝煌的成就,除了本身所具有的聰明才智外,刻苦勤奮地學(xué)習(xí)和工作,善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要,鼓勵和激發(fā)學(xué)生從現(xiàn)在開始更加發(fā)奮地學(xué)習(xí),將來為國家做貢獻(xiàn).
(四)美育滲透點
通過介紹物理學(xué)家安培取得輝煌成就的原因是靠勤奮自學(xué)、刻苦鉆研的頑強(qiáng)意志,讓學(xué)生感受物理學(xué)家們的人格美、情操美.
二學(xué)法引導(dǎo)
1.教師通過演示實驗法直觀教學(xué),決定安培力大小的因素,通過啟發(fā)講解,幫助學(xué)生歸納總結(jié)公式及B的定義式.結(jié)合練習(xí)法使學(xué)生掌握左手定則使用.
2.學(xué)生認(rèn)真觀察實驗,在教師啟發(fā)的指導(dǎo)下總結(jié)規(guī)律,積極動手動腦理解公式,掌握左手定則的應(yīng)用.
三重點、難點、疑點及解決辦法
1.重點
(1)理解磁場對電流的作用力大小的決定因素,掌握電流與磁場垂直時,安培力大小為:
(2)掌握左手定則.
2.難點
對左手定則的理解.
3.疑點
磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關(guān)系.
4.解決辦法
以演示實驗為突破口,直觀地引導(dǎo)學(xué)生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素;反復(fù)地借助實驗,來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關(guān)系的正確圖景.
四課時安排
1課時
五教具學(xué)具準(zhǔn)備
鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線.
六師生互動活動設(shè)計
教師先通過實驗,學(xué)生觀察分析、討論、總結(jié)出安培力.
公式,再引入磁感強(qiáng)度B的定義式,通過講解類比電場強(qiáng)度,啟發(fā)學(xué)生理解公式的意義,借助墻角(或桌角)幫助學(xué)生建立三維坐標(biāo)空間,理解掌握左手定同.
七教學(xué)步驟
(一)明確目標(biāo)
(略)
(二)整體感知
本節(jié)教學(xué)是在上一節(jié)學(xué)習(xí)了磁場的概念及方向性的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步認(rèn)識磁場的強(qiáng)弱性質(zhì),根據(jù)磁場力的性質(zhì)用定義法定義描述磁場的強(qiáng)弱,用磁感線形象地反映磁場的強(qiáng)弱,同時利用定義式來計算安培力的大小,再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向.
(三)重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
1.磁場對電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質(zhì)量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場有強(qiáng)有弱,如何表示磁場的強(qiáng)弱呢?我們利用磁場對電流的作用力──安培力來研究磁場的強(qiáng)弱.
2.決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實驗裝置,研究安培力大小與哪些因素有關(guān)
(1)與電流的大小有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下,通過移動滑動變阻器觸頭改變導(dǎo)線中電流的大?。?/p>
請學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角?。?/p>
實驗結(jié)論:垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到磁場的作用力的大小眼導(dǎo)線中電流的大小有關(guān),電流大,作用力大;電流小,作用力也?。?/p>
(2)與通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長度.學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動的角度大小隨通電導(dǎo)線長度而改變,導(dǎo)線長、擺角大;導(dǎo)線短,擺角?。?/p>
實驗結(jié)論:垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到的磁場的作用力的大小限通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān),導(dǎo)線長、作用力大;導(dǎo)線短,作用力?。?/p>
(3)與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān).
保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長度不變,改變導(dǎo)線與磁場方向的夾角,當(dāng)夾角為0°時,導(dǎo)線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當(dāng)夾角增大到90°的過程中,導(dǎo)線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介于和最大值之間.
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
總結(jié)歸納以上實驗現(xiàn)象,用L表示通電導(dǎo)線長度,I表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導(dǎo)線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值,有.B的物理意義為:通電導(dǎo)線垂直置于磁場同一位置,B值保持不變;若改變通電導(dǎo)線的位置,B值隨之改變.表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為.對于電流和長度相同的導(dǎo)線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場強(qiáng).放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場弱.因而我們可以用比值來表示磁場的強(qiáng)弱.把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度.
定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度
單位:特斯拉,符號為T
常見的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是,永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是
用磁感線也可直觀地反映磁場的強(qiáng)弱和方向,磁感線越密處,磁感應(yīng)強(qiáng)度大、磁場強(qiáng).若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同,稱為勻強(qiáng)磁場.根據(jù)勻強(qiáng)磁場的特點,請同學(xué)們畫出勻強(qiáng)磁場的磁感線的空間分布.
在非勻強(qiáng)磁場中,用量度磁感應(yīng)強(qiáng)度時,導(dǎo)線長L應(yīng)很短,電流近似處在勻強(qiáng)磁揚中.
4.安培力的大小和方向.
根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,可得通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為:
舉例計算安培力的大?。?/p>
安培力的方向如何呢?還過前面的演示實驗現(xiàn)象可知,通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場方向都有關(guān)系.人們通過大量的實驗研究,總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律──左手定則.
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向.
應(yīng)該注意的是:若電流方向和磁場方向垂直,則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直;若電流方向和磁場方向不垂直,則磁場力的方向仍垂直于電流方向,也同時垂直于磁場方向.
(四)總結(jié)、擴(kuò)展
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用──安培力,通過研究安培力的大小,我們定義了反映磁場強(qiáng)弱的物理量──磁感應(yīng)強(qiáng)度,同時,我們可以據(jù)此求解安培力的大小,安培力的方向用左手定則來確定.
如果磁場方向不與電流方向垂直,安培力的大小,方向仍可用左手定則判定.
八布置作業(yè)
九板書設(shè)計
第三節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
1.磁場對電流有力的作用
2.決定安培力大小的因素
(1)與電流大小有關(guān).
(2)與導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān).
(3)與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān).
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
定義:
單位:特斯拉(T)
4.安培力的大小
當(dāng)電流方向垂直磁場方向時,安培力大小
5.安培力方向
左手定則.
第二節(jié)安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以保證學(xué)生們在上課時能夠更好的聽課,幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?下面是小編精心為您整理的“第二節(jié)安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度”,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
第二節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)
1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2.知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3.知道什么叫勻強(qiáng)磁場,知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況.
4.知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大?。?/p>
5.會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
能力目標(biāo)
1.通過演示磁場對電流作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2.通過學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力.
情感目標(biāo)
通過對安培定則的學(xué)習(xí),使得學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不僅需要勤奮的努力,還需要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)密的科學(xué)態(tài)度.
教材分析
關(guān)于安培力這一重要的內(nèi)容,需要強(qiáng)調(diào):
1.安培力的使用條件:磁場均勻,電流方向與磁場方向垂直。
2.電流方向與磁場方向平行時,安培力具有最小值。電流方向與磁場方向垂直時,安培力具有最大值。
教法建議
由于前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過電場的有關(guān)知識,講解時可以將磁場和電場進(jìn)行類比,以加深學(xué)生對磁場的有關(guān)知識的理解。例如:電場和磁場相互對比,電場線與磁感線相互對比,磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度進(jìn)行對比等等。
在上一節(jié)的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生回憶電場強(qiáng)度的定義,對比說明引入磁場強(qiáng)度的定義的思路是通過磁場對電流的作用力的研究得出的。為了讓學(xué)生更好的理解磁場,可以在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。
--方案安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
一素質(zhì)教育目標(biāo)
(一)知識教學(xué)點
1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2.知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3.知道什么叫勻強(qiáng)磁場,知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況.
4.知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大小.
5.會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
(二)能力訓(xùn)練點
1.通過演示磁場對電流的作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2.通過學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力.
(三)德育滲透點
通過閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng),說明科學(xué)家之所以能取得輝煌的成就,除了本身所具有的聰明才智外,刻苦勤奮地學(xué)習(xí)和工作,善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要,鼓勵和激發(fā)學(xué)生從現(xiàn)在開始更加發(fā)奮地學(xué)習(xí),將來為國家做貢獻(xiàn).
(四)美育滲透點
通過介紹物理學(xué)家安培取得輝煌成就的原因是靠勤奮自學(xué)、刻苦鉆研的頑強(qiáng)意志,讓學(xué)生感受物理學(xué)家們的人格美、情操美.
二學(xué)法引導(dǎo)
1.教師通過演示實驗法直觀教學(xué),決定安培力大小的因素,通過啟發(fā)講解,幫助學(xué)生歸納總結(jié)公式及B的定義式.結(jié)合練習(xí)法使學(xué)生掌握左手定則使用.
2.學(xué)生認(rèn)真觀察實驗,在教師啟發(fā)的指導(dǎo)下總結(jié)規(guī)律,積極動手動腦理解公式,掌握左手定則的應(yīng)用.
三重點、難點、疑點及解決辦法
1.重點
(1)理解磁場對電流的作用力大小的決定因素,掌握電流與磁場垂直時,安培力大小為:
(2)掌握左手定則.
2.難點
對左手定則的理解.
3.疑點
磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關(guān)系.
4.解決辦法
以演示實驗為突破口,直觀地引導(dǎo)學(xué)生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素;反復(fù)地借助實驗,來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關(guān)系的正確圖景.
四課時安排
1課時
五教具學(xué)具準(zhǔn)備
鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線.
六師生互動活動設(shè)計
教師先通過實驗,學(xué)生觀察分析、討論、總結(jié)出安培力.
公式,再引入磁感強(qiáng)度B的定義式,通過講解類比電場強(qiáng)度,啟發(fā)學(xué)生理解公式的意義,借助墻角(或桌角)幫助學(xué)生建立三維坐標(biāo)空間,理解掌握左手定同.
七教學(xué)步驟
(一)明確目標(biāo)
(略)
(二)整體感知
本節(jié)教學(xué)是在上一節(jié)學(xué)習(xí)了磁場的概念及方向性的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步認(rèn)識磁場的強(qiáng)弱性質(zhì),根據(jù)磁場力的性質(zhì)用定義法定義描述磁場的強(qiáng)弱,用磁感線形象地反映磁場的強(qiáng)弱,同時利用定義式來計算安培力的大小,再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向.
(三)重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
1.磁場對電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質(zhì)量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場有強(qiáng)有弱,如何表示磁場的強(qiáng)弱呢?我們利用磁場對電流的作用力──安培力來研究磁場的強(qiáng)弱.
2.決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實驗裝置,研究安培力大小與哪些因素有關(guān)
(1)與電流的大小有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下,通過移動滑動變阻器觸頭改變導(dǎo)線中電流的大小.
請學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角?。?/p>
實驗結(jié)論:垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到磁場的作用力的大小眼導(dǎo)線中電流的大小有關(guān),電流大,作用力大;電流小,作用力也小.
(2)與通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長度.學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動的角度大小隨通電導(dǎo)線長度而改變,導(dǎo)線長、擺角大;導(dǎo)線短,擺角小.
實驗結(jié)論:垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到的磁場的作用力的大小限通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān),導(dǎo)線長、作用力大;導(dǎo)線短,作用力小.
(3)與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān).
保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長度不變,改變導(dǎo)線與磁場方向的夾角,當(dāng)夾角為0°時,導(dǎo)線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當(dāng)夾角增大到90°的過程中,導(dǎo)線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介于和最大值之間.
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
總結(jié)歸納以上實驗現(xiàn)象,用L表示通電導(dǎo)線長度,I表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導(dǎo)線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值,有.B的物理意義為:通電導(dǎo)線垂直置于磁場同一位置,B值保持不變;若改變通電導(dǎo)線的位置,B值隨之改變.表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為.對于電流和長度相同的導(dǎo)線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場強(qiáng).放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場弱.因而我們可以用比值來表示磁場的強(qiáng)弱.把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度.
定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度
單位:特斯拉,符號為T
常見的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是,永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是
用磁感線也可直觀地反映磁場的強(qiáng)弱和方向,磁感線越密處,磁感應(yīng)強(qiáng)度大、磁場強(qiáng).若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同,稱為勻強(qiáng)磁場.根據(jù)勻強(qiáng)磁場的特點,請同學(xué)們畫出勻強(qiáng)磁場的磁感線的空間分布.
在非勻強(qiáng)磁場中,用量度磁感應(yīng)強(qiáng)度時,導(dǎo)線長L應(yīng)很短,電流近似處在勻強(qiáng)磁揚中.
4.安培力的大小和方向.
根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,可得通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為:
舉例計算安培力的大?。?/p>
安培力的方向如何呢?還過前面的演示實驗現(xiàn)象可知,通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場方向都有關(guān)系.人們通過大量的實驗研究,總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律──左手定則.
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向.
應(yīng)該注意的是:若電流方向和磁場方向垂直,則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直;若電流方向和磁場方向不垂直,則磁場力的方向仍垂直于電流方向,也同時垂直于磁場方向.
(四)總結(jié)、擴(kuò)展
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用──安培力,通過研究安培力的大小,我們定義了反映磁場強(qiáng)弱的物理量──磁感應(yīng)強(qiáng)度,同時,我們可以據(jù)此求解安培力的大小,安培力的方向用左手定則來確定.
如果磁場方向不與電流方向垂直,安培力的大小,方向仍可用左手定則判定.
八布置作業(yè)
九板書設(shè)計
第三節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
1.磁場對電流有力的作用
2.決定安培力大小的因素
(1)與電流大小有關(guān).
(2)與導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān).
(3)與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān).
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
定義:
單位:特斯拉(T)
4.安培力的大小
當(dāng)電流方向垂直磁場方向時,安培力大小
5.安培力方向
左手定則.
高考物理第一輪總復(fù)習(xí)磁場對電流的作用安培力(左手定則)教案23
散磁場對電流的作用——安培力(左手定則)
基礎(chǔ)知識
一、安培力
1.安培力:通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力叫做安培力.
說明:磁場對通電導(dǎo)線中定向移動的電荷有力的作用,磁場對這些定向移動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力.
實驗:注意條件
①I⊥B時A:判斷受力大小(由偏角大小判斷)改變I大小,偏角改變;I大小不變,改變垂直磁場的那部分導(dǎo)線長度;改變B大小.
B:F安方向與I方向B方向關(guān)系:(改變I方向;改變B方向;同時改變I和B方向)
F安方向:安培左手定則,F(xiàn)安作用點在導(dǎo)體棒中心。(通電的閉合導(dǎo)線框受安培力為零)
②I//B時,F(xiàn)安=0,該處并非不存在磁場。
③I與B成夾角時,F(xiàn)=BILSin(為磁場方向與電流方向的夾角)。
有用結(jié)論:“同向電流相互吸引,反向電流相排斥”。不平行時有轉(zhuǎn)運動到方向相同且相互靠近的趨勢。
2.安培力的計算公式:F=BILsinθ(θ是I與B的夾角);
①I⊥B時,即θ=900,此時安培力有最大值;公式:F=BIL
②I//B時,即θ=00,此時安培力有最小值,F(xiàn)=0;
③I與B成夾角時,00<B<900時,安培力F介于0和最大值之間.
3.安培力公式的適用條件:
①公式F=BIL一般適用于勻強(qiáng)磁場中I⊥B的情況,對于非勻強(qiáng)磁場只是近似適用(如對電流元)但對某些特殊情況仍適用.
如圖所示,電流I1//I2,如I1在I2處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則I1對I2的安培力F=BI2L,方向向左,
同理I2對I1,安培力向右,即同向電流相吸,異向電流相斥.
②根據(jù)力的相互作用原理,如果是磁體對通電導(dǎo)體有力的作用,則通電導(dǎo)體對磁體有反作用力.
兩根通電導(dǎo)線間的磁場力也遵循牛頓第三定律.
二、左手定則
1.安培力方向的判斷——左手定則:
伸開左手,使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿過手心,并使四指指向電流方向,這時手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向.
2.安培力F的方向:F⊥(B和I所在的平面);即既與磁場方向垂直,又與通電導(dǎo)線垂直.但B與I的方向不一定垂直.
3.安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流1三者的關(guān)系
①已知I,B的方向,可惟一確定F的方向;
②已知F、B的方向,且導(dǎo)線的位置確定時,可惟一確定I的方向;
③已知F,1的方向時,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定.
4.由于B,I,F的方向關(guān)系常是在三維的立體空間,所以求解本部分問題時,應(yīng)具有較好的空間想象力,要善于把立體圖畫變成易于分析的平面圖,即畫成俯視圖,剖視圖,側(cè)視圖等.
規(guī)律方法1。安培力的性質(zhì)和規(guī)律;
①公式F=BIL中L為導(dǎo)線的有效長度,即導(dǎo)線兩端點所連直線的長度,相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.
如圖所示,甲中:,乙中:L/=d(直徑)=2R(半圓環(huán)且半徑為R)
如圖所示,彎曲的導(dǎo)線ACD的有效長度為l,等于兩端點A、D所連直線的長度,安培力為:F=BIl
②安培力的作用點為磁場中通電導(dǎo)體的幾何中心;
③安培力做功:做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能.
2、安培力作用下物體的運動方向的判斷
(1)電流元法:即把整段電流等效為多段直線電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷整段電流所受合力方向,最后確定運動方向.
(2)特殊位置法:把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向,從而確定運動方向.
(3)等效法:環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵,條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管,通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析.
(4)利用結(jié)論法:①兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢,同向電流相互吸引,反向電流相互排斥;
②兩電流不平行時,有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢.
(5)轉(zhuǎn)換研究對象法:因為電流之間,電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動的問題,可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受電流作用力,從而確定磁體所受合力及運動方向.
(6)分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運動情況的一般步驟:
①畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況
②用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力
③)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運動情況
(7)磁場對通電線圈的作用:若線圈面積為S,線圈中的電流強(qiáng)度為I,所在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈平面跟磁場的夾角為θ,則線圈所受磁場的力矩為:M=BIScosθ.
3.安培力的實際應(yīng)用