§3.4通电导线在磁场中受到的力(教案)

2024-06-15

§3.4通电导线在磁场中受到的力(教案)（通用3篇）

§3.4通电导线在磁场中受到的力(教案) 篇1

选修3-1第三章

3.4通电导线在磁场中受到的力

教材分析

安培力的方向和大小是本节内容的重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是难点。安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。

教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.2、会推导安培力公式F=BILsinθ，并会用安培力公式F=BILsinθ解答有关问题。知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。

（二）过程与方法通过演示实验归纳、总结。通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则和大小的计算。培养学生的间想像能力。

（三）情感、态度与价值观

1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。

3、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.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。

教学重点

安培力的大小计算和方向的判定。

教学难点

用左手定则判定安培力的方向（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。计算安培力大小时，导体有效长度的确定。

学情分析

空间想象能力对本节学习至关重要，为方便对问题的分析和便于列方程，在分析时将立体图画成平面图，即画成俯视图、剖面图或侧视图等。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，对此学生常常混淆，需要一定的巩固训练。

教学方法

实验观察法、逻辑推理法、讲解法

课前准备

强调：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。

2、安培力的大小

教师：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=ILB。当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为0。

思考：当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？

教师投影图3.4-4，引导学生推导：

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Bsin B//Bcos

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ILBILBsin

例

2、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。

§3.4通电导线在磁场中受到的力(教案) 篇2

在磁场和电磁感应的学习过程中,经常遇到要判断通电导线或线圈所受安培力的方向或在安培力作用下的运动方向,常用的方法有以下几种:

一、电流元分析法

把整段电流分成很多小段直线电流。其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向,再判断整段电流所受安培力的方向,从而确定导体的运动方向。

例1:如右图所示。把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近。磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图方向的电流后,判断线圈如何运动?

解:可以把圆形线圈分成很多小段。每一小段可以看作一段直线电流。取其中的上下两小段分析,其截面图和受安培力的情况如下图所示。根据其中心对称性可知。线圈所受安培力的合力水平向左。故线圈向磁铁运动。

二、特殊位置分析法

根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向,判断其运动方向。然后推广到一般位置

例2:如下图所示,把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方。导线可以自由转动,当导线中通入如图所示方向的电流I时。导线的运动情况是(从上往下看)

A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升

C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升

解:首先我们可以根据下图所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况。将导线AB从N、S极的中间O分成两段。AO、BO段所处的磁场方向如图1所示,由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向外,BO段受安培力方向垂直纸面向里。可见从上向下看,导线AB将绕O点逆时针转动。然后再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况,如图2所示,导线AB此时受力方向竖直向下,导线将向下运动。

由上述两个特殊位置的判断可知,导线实际是连续的运动,是在安培力作用下使AB逆时针转动同时还要向下运动。因此答案为C。

三、等效分析法

环形电流可等效为小磁针或小磁针也可等效为环形电流。通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。

例如:对例1中所举的例子还可以用等效分析法来分析。将图中环形电流根据安培定则可等效为一个小磁针,如图3所示,所以磁铁和线圈相互吸引,线圈将向磁铁运动,我们还可以将图中的吸引,线圈将向磁铁运动。

四、推论分析法

1、两电流相互平行时无转动趋势。同向电流互相吸引;反向互相排斥。

2、两电流不平行时,有转动到相互平行且方向相同的趋势。

3、在电磁感应中,还可用安培力阻碍磁体(场)与导线间的相对运动。

例如:对例1中的线圈不通电,而是磁铁向导线环靠近,则线圈受到有安培力就向右,线圈也就向右运动,即阻碍靠近。

4、在电磁感应现象中,还可用阻碍磁通量变化来判断安培力的方向。即磁通量增大,安培力的方向是使线圈向磁通量减小的方向运动。

例如:例1图中,若线圈不通电,而是磁铁远离线圈运动,使通过线圈的磁通量减小,则安培力指向磁铁,向磁铁方向运动,进而阻碍磁通量减小;同时磁铁在线圈处的磁感应强度减小,安培力向外,使线圈面积扩大,阻碍磁通量减小。在匀强磁场中,若磁场增强,则安培力有使线圈面积增大的作用。

通电导线在磁场中作用力说课教案篇3

山河一中

赵广峰

教材分析: 本节课是在了解磁场概念的基础上对磁场基本特性应用的一节课；安培力是高考重点之一，也是磁场基本特性的应用之一为今后学习“电磁感应”及力电综合问题打下基础。

学情分析

左手定则是判断电流或运动电荷在磁场中受力方向的有用手段，要求学生掌握左手定则，所以，本课教学时应当给学生提供足够的练习机会，让学生通过反复的练习予以掌握。

安培力的大小计算也常出理在力电平衡中.安培力的应用以力磁电式电流表典型应用，要结合磁电式电流表的教学，对学生进行技术教育。让学生从中看到，在电流表中通过怎样的技术处理，使电流表线圈受力偏转之后能保持平衡状态，使磁场始终保持与线圈平行，以使磁场力仅与电流大小成正比，从而保证电流表的刻度均匀了解电流表的工作原理.课标基本要求：

通过实验认识安培力，会判断安培力的方向；会计算匀强磁场中安培力的大小,会用矢量分解方法，推导导线与磁场不垂直时的安培力公式,了解磁电式电流表的工作原理.结合本节的内容和要求确定如下教学目标

知识与技能

1．知道什么是安培力。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。

2．会用安培力公式F＝BIL解答有关问题．知道不垂直时安培力的求解方法。

3．了解磁电式电流表的内部构造的原理。过程与方法通过实验，经历探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程，认识科学探究的意义。.体会控制变量法、等效替代法，等思想方法潜移默化的熏陶,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。

情感态度与价值对

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．并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识与实践应用之间的联系。

教学重点难点

重点：安培力的方向确定和大小的计算。

难点：左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时)确定力方向。教学用具

磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。

在新课教学过程中先是让学生回忆通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。