联系本站客服加+微信号15139388181 或QQ：983228566 |
视频标签：磁场对通电导线,作用力
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：人教版高中物理选修3-1第三章第四节《磁场对通电导线的作用力》重庆
本视频配套资料的教学设计、课件 /课堂实录及教案下载可联本站系客服
人教版高中物理选修3-1 第三章第四节《磁场对通电导线的作用力》重庆市松树桥中学校
3.4通电导线在磁场中受到的力
1.教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时,它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容,会用左手定则熟练地判定安培力的方向,并会用它解答有关问题.
2、会推导安培力公式F=BILsinθ,并会用安培力公式F=BILsinθ解答有关问题。知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零；电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL。
(二)过程与方法 通过演示实验归纳、总结。
通过演示实验、对实验现象的分析归纳、实际运用,使学生理解安培力的方向与电流、磁场方向的关系即左手定则。同时也通过控制变量的实验探究出安培力大小的计算公式及应用条件。培养学生的空间想像能力。 (三)情感、态度与价值观
1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BIL,使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。 2、使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
2.学情分析
空间想象能力对本节学习至关重要,为方便对问题的分析和便于列方程,在分析时将立体图画成平面图,即画成俯视图、剖面图或侧视图等。要使学生能够看懂立体图,熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图,对此学生常常混淆,需要一定的巩固训练。
刚学磁感应强度,对电流与磁场的方向关系的认识主要停留在垂直这种特殊情况上，另外安培力是导线的总体长度在磁场中收到的力的总和,这一点可以缓一步提醒,不要急于求成。
3.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: 1、用左手定则判定安培力的方向 2、计算安培力大小时,导体有效长度的确定。
4.教学方法
实验观察法、逻辑推理法、讲解法
5.课前准备
（1）学生的准备：认真预习课本及学案内容
（2）教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案
演示实验：蹄形磁铁多个、导线和开关、细铜棒、电源、带支架的刻度盘（自制）、线圈、带箭头的彩色棒（演示方向）、多媒体辅助教学设备等。
- 2 -
6.课时安排：2课时，本节课所学习内容为第一课时 7.教学过程
7.1通电导线在磁场中受到的力——第一学时 7.1.1教学活动
活动1【导入】视频引入——【介绍电磁轨道炮】 【提出问题】 人造卫星是用什么来发射的? 学生猜想：用火箭。
教师引导：对，非常好！近年来也有人提出能否用电磁炮来发射呢？什么是电磁炮呢？ 通过视频让学生体验到电磁炮的威力巨大，威力如此之大的电磁炮，其内部又有什么玄机呢？从而引入安培力实验的探究。
活动2【导入】魔术——同样的左右手，为何右手靠近线圈没反应，左手靠近线圈竟然摆动了？ 将磁铁藏在左手手套里，引发学生的好奇，培养学生的学习兴趣和观察能力，总结出是磁铁给了线圈力，从而引出安培力！
【介绍安培力】安培在研究磁场对通电导线的作用力方面做出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
介绍学习目标:这节课我们将对安培力的方向与大小作进一步的探讨。
点评:军事信息强化了问题的提出,激发了学生的好奇心,把他们的注意力一下子吸引到了课题上。用科学家的名字命名力,感染学生。 活动3 小小科学家——类比研究
科学家为什么会想到去研究磁场对电流的作用力？通过类比电场对点和有力的作用，思考磁场对电荷是否有力的作用，而运动的电荷形成电流，磁场对电流是否有力的作用呢？ 活动4【活动4.1】实验探究——安培力的大小有哪些决定因素？定性认识！
【探究的目标1】安培力的大小受哪些因素影响,并且与这些因素之间有什么样的关系? 器材:学生电源、带支架的刻度盘、线圈、蹄形磁铁（大小各一个）、导线等 方法:观察线圈在磁场中的运动导致指针偏转的幅度大小。
探索(1)——控制其他量不变，对比大小磁铁对线圈的作用强度，观察指针偏转幅度。 探索(2)——控制其他量不变，对比学生电源电压不同的情况下对线圈的作用强度，观察指针偏转幅度。
学生总结：磁场越强，安培力越大， 电流越大，安培力越大。
【活动4.2】实验探究——安培力的大小有哪些决定因素？定量认识！
探索(1)：控制其他量不变，改变接入磁场的有效长度，依次为1L、2L、3L，观察指针偏转角度。
- 3 -
探索(2)：控制其他量不变，改变学生电源电压，依次为2V、4V、6V，观察指针偏转角度。 学生总结：安培力与有效长度L成正比，与电流成正比。结合定性和定量研究得到安培力的大小为F=KBIL。
老师点评：当F、B、I、L均取国际单位时，k=1.F=BIL.这个公式只适用于B与I垂直时，此时F最大；当B与I平行时，F=0； 当B与I不垂直时，F=BILsinθ。（下个课时来研究） 反馈练习：如图所示，两根相距2m的平行光滑金属导轨，水平放置在竖直向上的磁感应强度为3T的匀强磁场中，ab棒垂直于导轨水平放置，当通过它的电流为2A时，棒沿导轨作匀加速直线运动。问：ab棒受到的安培力大小? 活动5安培力的方向与哪些因素有关呢？ 学生猜想：电流、磁场。
器材:学生电源、U形磁铁、安培力导轨、铜棒、开关、导线等
实验序号
磁场方向 电流方向
安培力
1 向上 2 向上 3 向下 4
向下
【引导提问】记录金属棒的受力?如何做图?
【学生讨论】把三维图形转换成二维图形,可以选金属棒的横截面来画图。
点评:左手定则是一个难点,涉及三个物理量的方向,涉及三维空间,而学生的空间想象力还不强。为了解决这问题,教学中先设置一个应用问题,将画二维受力图的应用价值显现出来,引起学生的学习欲望,再引导学生如何将三维图形转换成二维图形。
【引导归纳】如何将这么多种情况下的磁场、电流和安培力的方向统一在一个规律里边呢? 用带箭头的彩色小棒在橡皮泥上比出三者之间的方向关系。
【左手定则】伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么:拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向。 活动6应用：电动机、简易电动机。
练习：下列表示磁场B、电流I和安培力F三者方向之间相互关系的图中，其中正确的是( )
活动7阅读材料：美国福特级航母的电磁弹射系统模型
F
I
B
F
I
F
I
B
- 4 -
2016年7月11日,第50届范堡罗国际航展在英国范堡罗机场开幕。在航展现场,国外厂商展出了美国福特级航母的电磁弹射系统模型,这艘世界最强航母的一些内部结构也随之曝光。据介绍,福特号航母所采用的电磁弹射系统较现在的蒸汽弹射系统有很多优点。首先,电磁弹射所需要的准备时间更短,弹射机构能够在很短时间内完成能量充填,大大提升了舰载机的出动频率。其次,电磁弹射可以根据不同机型的需求设置不同的弹射力度,如此一来无论是重型战斗机还是轻型无人机,都可以使用弹射起飞的方式升空,而不需要担心弹射力度过大对起落架造成损伤。不过,电磁弹射对于航母整体的电力功率输出有较高的要求。建造排水量10万吨的福特级航母采用核动力驱动,内部搭载双反应堆,为的就是能够给舰载设备提供充足的电力。 活动8【作业】巩固练习，开拓视野。 【作业】
1、试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
2、利用已有的知识分析,如图所示,两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时,它们相互间的作用力的方向如何?
课本94页 课后作业2、3、4。
板书设计
3.4 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向： 1、用左手定则判定
2、左手定则的内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，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。
二、安培力的的大小： 1、特殊情形：
导线方向与磁感应强度B方向垂直时：ILBF
导线方向与磁感应强度B方向平行时：0F 2、一般情况：
导线方向与磁感应强度B方向的夹角为时： sinILBF
任务一：通过实验记录安培力在四种情况下的方向。
| 实验序号 | 磁场方向 | 电流方向 | 安培力方向 |
| 1 |
 |
 |
|
| 2 |
 |
 |
|
| 3 |
 |
 |
|
| 4 |
 |
 |
序号1： 序号2：
 |
|||
|
|||
 |
|||
 |
|||
 |
 |
||||
 |
|||||
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
