3.4 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力

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1、3.4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力★新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能1、知道什么是安培力，會(huì)推導(dǎo)安培力公式F=BILsinθ。2、知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它判斷安培力的方向。3、了解磁電式電流表的工作原理。（二）過(guò)程與方法通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)歸納、總結(jié)安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向的關(guān)系——左手定則。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=BILsinθ，使學(xué)生形成認(rèn)識(shí)事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)方法。2、通過(guò)了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識(shí)的相互聯(lián)系。★教學(xué)重點(diǎn)安培力的大小計(jì)算和方向的判定?！锝虒W(xué)難點(diǎn)用左手定則判定安培力的方向?！锝虒W(xué)方法實(shí)驗(yàn)觀察法、邏輯

2、推理法、講解法★教學(xué)用具：蹄形磁鐵多個(gè)、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)、電源、鐵架臺(tái)、兩條平行通電直導(dǎo)線、投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★教學(xué)過(guò)程（一）引入新課教師：通過(guò)第二節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的作用力叫做安培力。這節(jié)課我們對(duì)安培力作進(jìn)一步的討論。（二）進(jìn)行新課1、安培力的方向教師：安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？演示：如圖所示，連接好電路。實(shí)驗(yàn)（1）改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)。（2）調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］導(dǎo)體又向相反

3、的方向運(yùn)動(dòng)。［教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論］（1）安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系。（2）安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。教師：如何判斷安培力的方向呢？［出示投影片］通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來(lái)判定：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。例：判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場(chǎng)力的方向。解答：（垂直于紙

4、面向里）教師：通電平行直導(dǎo)線間的作用力方向如何呢？演示：如圖所示，連接好電路。實(shí)驗(yàn)（1）電流的方向相同時(shí)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］兩平行導(dǎo)線相互靠近。實(shí)驗(yàn)（2）電流的方向相反時(shí)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］兩平行導(dǎo)線相互遠(yuǎn)離。教師：為什么會(huì)這樣呢？請(qǐng)大家用所學(xué)知識(shí)加以分析。如圖，兩根靠近的平行直導(dǎo)線通入方向相同的電流時(shí)，它們相互間的作用力的方向如何?解析：兩根導(dǎo)線的電流間的相互作用力是通過(guò)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)而作用的，要分析AB受力，必須先畫(huà)出CD產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向（如圖），由左手定則可判知AB受到的磁場(chǎng)力指向CD；用同樣方法先畫(huà)出AB產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，可判知CD受到的磁場(chǎng)力指向

5、AB，因而兩同向電流是互相吸引。請(qǐng)大家不妨根據(jù)上述分析方法，確定一下當(dāng)AB和CD兩根導(dǎo)線中通過(guò)反向電流時(shí)，它們間相互作用力的方向如何?說(shuō)明：分析通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。2、安培力的大小教師：通過(guò)第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場(chǎng)B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時(shí)，它在磁場(chǎng)中受到的安培力F=BIL教師：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線平行時(shí)，導(dǎo)線受力為零。［問(wèn)題］當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成夾角θ時(shí)，導(dǎo)線受的安培力多大呢？教師投影圖3.4-4，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與導(dǎo)線垂直的分

6、量和與導(dǎo)線平行的分量，則，因不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受安培力是產(chǎn)生的，故此即為一般情況下的安培力公式。3、磁電式電流表教師：中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里使用的電流表是磁電式電流表，下面我們來(lái)學(xué)習(xí)磁電式電流表的工作原理。請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，然后回答，電流表主要由哪幾部分組成的？投影圖3.4-5。［學(xué)生答］電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤(pán)等六部分組成。請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，然后回答，為什么電流表可測(cè)出電流的強(qiáng)弱和方向？［學(xué)生答］磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力和電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大，因此，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。

7、當(dāng)線圈中的電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。［問(wèn)題］電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？為何要如此分布？［教師講解］電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖。［教師進(jìn)一步講解］所謂均勻輻向分布，就是說(shuō)所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過(guò)鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度。該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的。這樣的磁場(chǎng)，可使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的兩個(gè)邊所經(jīng)過(guò)的位置磁場(chǎng)強(qiáng)弱都相同，從而使表盤(pán)的刻度均勻。請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，磁電式儀表的優(yōu)

8、缺點(diǎn)是什么