高中物理 3.4 磁场对通电导线的作用教案 新人教版选修3-1

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1、3.4磁场对通电导线的作用课题第15章2节课时安排：2个课时知识目标：（1）掌握磁场对电流作用力的计算方法．（2）掌握判断安培力方向的左手定则．能力目标：通过观察演示实验，总结出安培力的方向总是既和磁场方向垂直又和电流方向垂直．培养学生的观察、分析能力情感目标：通过磁场方向与电流方向垂直的情况，结合实验，引导学生抓住主要因素，推导出当磁场与电流方向斜交时，安培力的大小和方向重点内容：使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定落实方案：讲练结合难点内容：磁场方向、电流方向、安培力方向之间的关系．磁场方向不一定总与电流方向垂直，但安培力一定垂直于磁感线与电

2、流决定的平面落实方案：讲练结合教师活动教学内容第1课时学生活动一．磁感应强度：1.（1）L不变时，I越大，F越大（2）I不变时，L越大，F越大2.磁感应强度：磁场有方向，也有强弱（类比：电场有方向，也有强弱，用电场强度来表示），我们也可以引入一个物理量来描述磁场的强弱，但是首先我们要清楚一个物体的受力情况才能够来研究这个问题，我们首先要引入磁场对电流的作用力——安培力。一．磁感应强度：1.实验表明：把一段通电导线放在磁场中时，当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向平行时，电流所受安培力为0；当斜交时，力介于0和最大之间。为了简便，我们从导线方向垂直与磁场方向

3、来研究。控制变量研究实验：（1）L不变时，I越大，F越大（2）I不变时，L越大，F越大可以得到结论：F与IL有关F与IL成正比。1.导线放在磁场中，一定会受力吗？（1）定义：（2）B=F/IL（3）单位：T（4）方向：（5）疏密表大小3.匀强磁场二．安培力：1.一般表达式：F=BILsinθ2.说明（1）θ：磁感线方向和电流方向的夹角（2）公式一般只适用于匀强磁场（3）L是指有效长度3.安培力的方向：左手定则：2.磁感应强度：（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值（2）B=F/IL（3）单位：T（4）方向：磁场中某点的磁场方向（5）磁感线的疏

4、密可以表示B的大小3.匀强磁场：距离很近的异名磁极和通电螺线管内部二．安培力：1.一般表达式：F=BILsinθ2.说明（1）θ：磁感线方向和电流方向的夹角（2）公式一般只适用于匀强磁场（3）L是指有效长度3.安培力的方向：左手定则：把手打开，拇指和四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指方向指电流方向，大拇指方向就表示此导线在磁场中所受安培力的方向安培力垂直于B与I所在的平面第二课时：安培力习题课请学生回忆安培力的表达式和安培力的方向：给出磁场方向和电流不垂直的例子由学生分析几何知识：F与B、I垂直吗？例一：如图，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，

5、结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角，求：(1)棒ab受到的摩擦力；(2)棒对导轨的压力.答案：解：棒ab的受力图如图所示，因为棒静止，所以由牛顿第三定律，支持力与压力是作用力与反作用力例二：在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流为I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示，试求：(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向.解：(1)欲使棒静止，则安培力只要能平衡棒重力的斜面分力即可，其受力图如图所示，所以BIL=mgsinα得Bmin=，方向垂直斜面向上.回忆安培力的表达式和方向

6、：(2)欲使棒对斜面无压力，则安培力要平衡棒的重力，其受力图如图所示，所以BIL=mg，得B=，方向水平向左.例三：质量为m，长为L的均匀金属棒通过两根细金属丝悬挂在绝缘架P、Q上后，再由金属丝与已充电的电容器C和开关S相连，如图所示，电容器电容为C，充电电压为U1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现接通S，使电容器放电极短时间后又断开S，电容器剩余电压U2，求金属棒能摆起的最太高度.(金属丝质量不计，棒最大摆角小于90°)答案：解：设电容器放电的极短时间为Δt.则I·Δt=CU1-CU2对棒在△t内，根据动量定理有：BIL·Δt=m·v得v=对棒摆起的过程，根据机械能守

7、恒定律有：=mgH得《名门基训》作业评讲：思考：有没有其他方法？作业布置：《名门基训》