通电导线教案（优秀）_通电导线和指南针教案

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磁场对通电导线的作用

教学目标:

(一)知识与技能

1、知道什么是安培力,掌握分析安培力的方法。会用F=BIL进行安培力的简单计算。

2、理解磁感应强度B的定义式、物理意义,知道磁感应强度的单位是特斯拉。

3、会用左手定则判断安培力方向。

4、了解电动机的工作原理。知道电动机在生产、生活中的应用。

(二)过程与方法

1、通过探究磁场对电流的作用,使学生进一步掌握控制变量法。培养学生总结、归纳、分析问题、解决问题的能力。

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,培养学生空间想象能力

(三)情感与价值

通过对安培力的探究,培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。

教学重点:理解磁感应强度的概念、影响安培力大小的因素,掌握电流与磁场垂直时安培力的大小计算公式

教学难点:磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系。

一、课堂导入

大家看一下屏幕上的图片,有没有同学认出这是什么?(电动机)对,这是一张电动机的图片,我们生活中有很多电器都要用到电动机,我们都知道,电动机的转轴是能转动的。那么同学们有没有想过,转轴为什么能转动?它的工作原理是怎么样的?也许现在这些问题我们还回答不出来,但是我相信在这节课下课后,大家都能给出一个完美的答案了。下面我们开始上今天的课程。

【板书】磁场对通电导线的作用

上节课我们已经学过,通电的导体能够产生磁场。给你一根通电导线,我们怎么来判断它的磁场方向?(用安培定则)右手握住导线,让伸直的拇指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。我们知道,磁体能够产生磁感线,放入磁场中时会受到力的作用,现在,我们的通电导体也能产生磁感线,那么大家来猜想一下,通电的导体在磁场中是不是也会受到力的作用呢?(会)我们可以用实验来验证一下。

二、演示实验——观察安培力(1)器材:垫底木盒、大磁铁、支撑台、细短金属棒、电池四节、导线两根

【介绍实验仪器】支撑台上一对可以改变间距的导轨,放上一个匀强磁场,小金属棒放在导轨上,接上电源形成通路。

实验及现象:把细短金属棒放到磁场中,当导体中有电流通过时,原来静止的导体发生运动。

(做两遍实验,力求实验现象明显)

三、衔接

我们可以看到,通电金属棒在磁场中受到力的作用而运动起来了。我们把这种通电导体在磁场中受到的力称为安培力。

【板书】

一、安培力:通电导体在磁场中受到的力

由于法国科学家安培最早研究了磁场对通电导线的作用,所以后人以他的名字命名这种力,以此来纪念这位伟大的物理学家。

从刚才的实验中,我们看到通电导体在磁场中受到了力的作用。那么,是不是通电导体在磁场中一定会受到安培力的作用呢?(是/不是)我们同学有了不同的答案,有的同学说是,有的同学说不是,同样的,让我们用事实来说话。大家来看接下来的实验。

四、演示实验——观察安培力(2)器材:垫底木盒、大磁铁、支撑台、细短金属棒、电池四节、导线两根

实验及现象:磁场横置,把细短金属棒放到磁场中,当导线中有电流通过时,导体仍然静止不动。(实验现象很难看到,叫两个同学依次上来看现象)

五、解说

在这个实验里,我们看到了,通电导体在磁场中并没有受到安培力的作用。那么同样是通电导体,同样处在磁场中,为什么会出现不同的现象?两个实验我们改变了什么条件? 我们改变了磁场的方向。第一个实验中,导体的方向与磁场的方向垂直,导体受到了安培力F。第二个实验,导体方向与磁场方向平行,导体不受安培力。其实这里我们可以猜想到,当导体方向与磁场方向斜交时,导体也受到安培力,但是这个力的大小介于F和0之间。

【板书】导体方向与磁场方向垂直——安培力F 导体方向与磁场方向平行——受力为0 导体方向与磁场方向斜交——安培力介于F与0之间

对于我们来说,重点要求掌握安培力最大的情形,也就是导线方向与磁场方向垂直的情形。那么,在导线方向与磁场方向垂直的情况下,安培力的大小与什么因素有关呢?大家来猜想一下。(学生讨论回答:磁场中通电导体的长度、电流的大小)好,下面我们通过实验来观察一下磁场中通电导体的长度L、电流的大小I这两个因素对安培力的影响。

【板书】影响安培力大小的因素

磁场中通电导体的长度 L 电流的大小 I(准备实验)我们现在要检验的是安培力F和磁场中通电导体的长度L、电流的大小I这两个因素之间的关系,我们可以让这两个因素同时变化来研究吗?(不能)那么我们应该怎么做呢?(我们应该控制变量,保持其中一个量不变,只改变一个量。)这就是我们所说的控制变量法,即我们要研究一个量和几个变量的关系时,我们需要保持其他的量相同,从而知道所求得的结果是由某一个量的变化引起的。

【板书】控制变量法

我们这里看安培力F的大小关键就是看金属导体运动的快慢。安培力越大,产生的加速度就越大,金属棒运动的也越快。

六、演示实验——影响安培力大小的因素

器材:垫底木盒、大磁铁、支撑台、细长金属棒、电池四节、导线两根

实验及现象:

①研究安培力F与磁场中通电导体的长度L的关系: 把细长金属棒放到磁场中,选用支撑台间距较小的一档,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,运动速度较缓慢。改用支撑台间距较大的一档,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,但是运动速度相对较快。说明电流一定时,磁场中通电导体的长度L越长,安培力F越大。F与L成正比。

【板书】I不变,L变大,F∝L ②研究安培力F与电流的大小I的关系: 把细长金属棒放到磁场中,选用一节一号电池,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,运动速度较缓慢。电动势越大,电流越大。改用六节一号电池,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,但是运动速度相对较快。说明磁场中通电导体的长度L一定时,电流I越大,安培力F越大。F与I成正比。【板书】L不变,I变大,F∝I

七、总结归纳

通过上面两个实验我们可以知道,安培力F的大小既与磁场中通电导体的长度L成正比,又与电流的大小I成正比,即F∝IL。加上比例系数B,写成公式是F=BIL。

【板书】F∝IL F=BIL 如果我们在不同的磁场中做上面的实验,将会发现:在同一磁场中,不管磁场中通电导体的长度L、电流的大小I怎样改变,比值B总是确定的。但是在不同的磁场中,比值B一般是不同的。可见,B是由磁场本身决定的。在磁场中通电导体的长度L、电流的大小I相同的情况下,F越大,比值B越大,表示磁场越强。B反映了磁场的强弱,叫做磁感应强度,它的定义式为。磁感应强度B的单位由安培力F、磁场中通电导体长度L和电流I的单位决定的,在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T。我们可以得出。