31通电导线在磁场中受到的力教案解读_通电导线在磁场中的力

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《通电导线在磁场中受到的力》教案

一．教学目标：

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F = B I L sinθ。

2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。

（二）过程与方法

通过演示、分析、归纳、运用等方法使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的空间想象能力。

（三）情感、态度与价值观

通过推导一般情况下安培力的公式F = B I L sinθ，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．技术的两面性。二．教学重点与难点：

（一）教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。

（二）教学难点：用左手定则判定安培力的方向。三．教学过程：

（一）复习旧知识：

磁感应强度的表达形式、安培定则的内容是什么。

（二）引入新课

通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用

力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，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。通过给学生放电磁炮图片、磁电式仪表让学生知道安培力随处可见，感受安培力

在我们生活中的重要作用。这节课我们对安培力作进一步的讨论。

（三）进行新课

1、安培力的方向

猜想：由F = B I L 猜想，F的方向可能和谁有关？

学生答：可能与B和I 的方向有关

教师：如何设计实验去证明F的方向与B和I的方向有关？ 教师引导学生用“控制变量法”设计实验

在原有实验的基础上进行探究，学生思考讨论。演示实验：

（1）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象：导体向相反的方向运动。（2）改变电流的方向

现象：导体又向相反的方向运动。教师引导学生分析得出结论：

（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流 方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于 磁感线和通电导线所在的平面。左手定则：

通电直导线所受安培力的方向和磁

场方向、电流方向之间的关系，可以用的方向就是：伸开左手，是大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；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。特别提醒：

无论通电导线与磁感线的夹角如何，安培力的方向一定可以用左手定则来判断，当导线和磁感线不垂直时，把导线所在处的磁感应强度B分解为跟导线平行的分量B∥和跟导线垂直的分量B⊥，让B⊥垂直穿过掌心，不管怎样，安培力一定垂直于导线与磁感线所决定的平面． 典型例题：

例题1：判定以下通电导线所受安培力的方向

练习1：如下图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是()练习2.试画出下列各图中通电导体棒ab所受安培力的方向：

小结：安培力的三维立体空间构建，寻找合适平面画出安培力所在平面，并能标出电流方向以及磁场方向。

合作探究：我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。（先学生回答，然后实验演示，再引导学生回答原因。）

教师进一步提示学生：分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。例题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ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab2、安培力的大小 通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力 F = B I L 当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。

问题：如果 B 既不平行也不垂直 I(或 L)时，导线受的安培力有多大呢？ 教师投影图，引导学生自行推导：

（投影展示学生推导过程，规范学生分析思路和步骤。）

将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B//，则，B⊥=Bsinθ B//=Bcosθ

因B//不产生安培力，导线所受安培力是B⊥产生的，故安培力计算的一般公式为： F = B I L sinθ(θ为B与L的夹角)适用于匀强磁场

例题3：如图，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m 的光滑平行导轨，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属 棒ab，电源电动势E ＝12V，内阻r ＝0.3Ω，磁场方向垂直 轨道所在平面，B ＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑 动变阻器的使用电阻R应为多大？

教师投影分析思路：确定研究对象进行受力分析、确定安培力，侧视图的画法，正交分解，利用牛顿第二定律求解。确定电流I需用闭合电路的欧姆定律。综合以上方程求解。

（四）巩固练习

练习3：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬在水 平位置上，已知金属棒长为 L= 0.5 m,质量 m = 0.01kg,B = 0.4 T,欲使 悬线的张力为零，求金属棒中的电流的大小与方向？（g=10m/s2)

（五）作业：

1、预习磁电式电流表，课外活动兴趣小组做一做《旋转的液体》小实验。

2、完成“问题与练习”第1、2、3、4题。四．板书设计： 1．安培力的方向（1）左手定则

（2）区别安培定则与左手定则 2．安培力的大小：

（1）B⊥L时：F=BIL（2）B∥L时：F=0（3）B与L成θ角时：F = B I L sinθ(θ为B与L的夹角)匀强磁场