物理:沪科版 选修3-1 5.4 探究安培力 (教案)

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1、探究安培力  一、教学目标  (一)知识目标  1、理解磁感应强度B的定义及单位.  2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.  3、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.  4、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.  5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.  (二)能力目标  1、通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.  2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生

2、空间想象能力.  (三)情感目标  通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.  二、重点与难点  1、重点  (1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:  (2)掌握左手定则.  2、难点:对左手定则的理解.尤其是磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.  4、突破方法:以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的

3、决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.  三、课时安排:1课时  四、教学用具:铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.  五、课堂总体设计:教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力.  公式,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解公式的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.  六、教学步骤  本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义B描述磁场的强弱,用

4、磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小,再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.  1、磁场对电流的作用  用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的  钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱.  2、决定安培力大小的因素有哪些?  利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关  (1)与电流的大小有关.  保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器  触头改变导线中电流的大小.  请学生观察实

5、验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.  实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.  (2)与通电导线在磁场中的长度有关.  保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.  实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.  (3)

6、与导线在磁场中的放置方向有关.  保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于和最大值之间.  3、磁感应强度  总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL  用B表示这一比值,有.B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大

7、小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度.  定义:磁感应强度  单位:特斯拉,符号为T    常见的地磁场磁感应强度大约是,永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是  用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.  在非匀强磁场中,用量度磁感应强度时,导线长L应很

8、短,电流近似处在匀强磁扬中.  4、安培力的大小和方向.  根据磁感应强度的定义式,可得通电导

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