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視頻標簽：磁場對通電,導線的作用力
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修3-1第三章第四節《磁場對通電導線的作用力》江蘇省 - 徐州
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《通電導線在磁場中受到的力》教學設計
一、教學目標 （一）知識與技能
1.知道什么是安培力。觀察安培力與哪些因素有關的實驗，觀察現象，知道安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向有關；
2.知道安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向有關構成的平面垂直，會用左手定則判斷安培力的方向；
3.會推導勻強磁場中安培力大小的一般表達式，會計算勻強磁場中安培力的大小； 4.知道磁電式電流表的基本構造及工作原理。 （三）情感態度與價值觀
1.培養學生的動手能力、歸納能力和空間想象能力。
2.學生通過對實際問題的解答逐步養成發現問題，主動解決問題的習慣理論聯系實際，開拓學生視野，樹立科學的世界觀。 二、教學重點、難點
教學重點：判定安培力的方向、計算安培力的大小 教學難點：安培力、電流、磁感應強度三者方向的空間關系 三、使用器材：
干電池、磁鋼、銅線圈、導線、左手定則演示器、三種不同顏色的彩色吸管、粘土、安培力演示器、磁電式電流表、小黑板、多媒體 四、教學過程 教學環節
教學內容
設計思路
（二）過程與方法
通過探究、分析、歸納、應用，使學生理解安培力的方向和大小的計算，體會控制變量法的研究方法，認識科學探究的意義。
情 景 引 入
師：介紹“旋轉的線圈”實驗的器材，觀察并記錄線圈轉動情況。 生：觀察并描述實驗現象。
師：由線圈轉動的原因引出本節課的課題，由線圈轉動方向不同引出安培力的方向。
學生觀看演示實驗
激發學生的學習興趣
科 學
探 究
一、實驗探究——安培力的方向與哪些因素有關 師：請同學們大膽猜想安培力方向可能與哪些因素有關？ 生：學生思考猜想安培力方向與電流方向、磁場的方向有關。 師：怎樣驗證大家的猜想是否正確呢？ 生：實驗。
師：該實驗涉及到三個物理變量，所以我們在探究過程中時應該采用什么樣的科學方法？ 生：控制變量法。
師：很好，控制其中一個量，觀察剩下一個量對安培力方向的影響。 鑒于此做三點思考：
1.怎樣改變電流方向？——正負極互換位置 2.怎樣改變磁場方向？——改變磁體的位置 3.導線的受力方向如何判斷？——導線偏轉的方向
實驗探究——探究安培力的方向
師：指導學生觀察實驗現象并利用彩色吸管記錄安培力、磁場及電流方向。 生：觀察實驗，記錄現象。
師：請一組同學展示模型成果，引導學生旋
轉觀看模型，得出安培力方向與磁場方向、電流方向構成的平面垂直。
師：當電流方向和磁場方向不垂直時，這個結論還成立嗎？請同學
們思考一下，當兩者不垂直時，可以怎么處理？
生：將磁感應強度B沿平行于電流方向和垂直于電流方向進行分解，
其中平行分量對電流無作用力，垂直分量對電流的安培力還是與磁
場方向、電流方向構成的平面垂直。
師：實際應用時，有沒有簡便的方法幫助我們判斷安培力的方向？
尋找身體上的關系。
通過實驗探究，培養學生觀察、實驗設計、分析歸納能力以及嚴謹的科學思維和創新的探究思路。
學生一般能得到安培力方向既與磁場方向垂直又與電流方向垂直。即垂直于磁場方向與電流方
向所在的平面這一結論。
學生通過實驗探究總結
歸納出安培力方向與電
流方向、磁場方向之間的
關系。
師生：左手定則
伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內;讓磁感應線從掌心進入,并使四指指向電流的方向，這時大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。 學以致用
師：每小組一個小黑板，請每組同學合作完成
例1：各圖中已經標明了電流和磁感應強度的方向，試判斷安培力的方向。每組將答案展示在小黑板上
師：我們大家都知道同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引；同名磁極間相互排斥、異名磁極相互吸引。我們大家還知道電流之間是有相互作用的，那么，同向電流之間、反向電流之間的作用力又有什么特點呢？大家先來猜一猜。
生：同向電流相互排斥、反向電流相互吸引。 師：大家的猜想是否正確呢？
【演示】通電平行直導線間作用力的特點
介紹實驗器材：裝置中是兩根平行直導線，老師給它們加入反向電流，大家看到了什么現象？ 生：反向電流相互排斥。
師：為什么會出現這樣的現象呢？請用剛剛學習過的知識解釋反向電流中左邊導線所受的安培力的方向。
生：先用右手螺旋定則判斷右邊導線產生的磁場方向，再用左手定則判斷左邊導線所受安培力的方向向左。
師：很好，根據牛頓第三定律可知導線1所受安培力方向向右。 請大家課后解釋同向電流安培力的方向。
科 學 探 究
二、安培力的大小
師：研究完安培力的方向，下面我們來研究安培力的大小。我們在第2節已經知道：
（1）通電導線與磁場方向垂直時，F=ILB。
（2）通電導線與磁場方向平行時，F=0。
（3）請同學們思考：當通電導線與磁場方向既不垂直也不平行，安培力的大小又將如何計算呢？
生：將B正交分解，分解為與電流垂直的分量B=Bsinθ，與電流平行的分量∥B=Bcosθ
F=ILB，得F=ILBsinθ（θ為B與I的夾角） 請同學們想一想，當θ=90º，F為何值？若θ=0º或180º，F又為何值？由此可以看出，這個表達式不僅適用于磁場和導線斜交的情況，同樣適用于兩者平行和垂直的情況，因此這個表達式為安培力的一般表達式，這個表達式也說明了我們前面用實驗的方法得出的安培力方向是正確的。在中學階段，僅適用于勻強磁場。 學以致用
例2：如圖所示，長為L=0.5m 的導體棒靜止于光滑的水平軌道上，開關閉合后回路中的電流I=2A，勻強磁場的磁感應強度B=0.02T，
方向豎直向上，求開關閉合后導體棒所受安培力的大小和方向。
在學習完安培力的方向之后，緊接著研究安培力的大小，因為有前面的學習基礎，此問題難度不大，可放手讓學生去討論探究，培養學生的自主學習能力。
三：磁電式電流表
目前，安培力與電流的關系已經應用在工業、軍事、科研等各個領域，我們實驗室中使用的磁電式電流表就是利用了安培力與電流的關系。
師：請同學們閱讀教材，結合實物，觀看PPT中磁電式電流表的構造和工作原理。
通過實物及ppt中flash 解釋磁電式電流表的構造及原理，易于學生理解與接受。
小 結
小 結
一、安培力：通電導線在磁場中受到的力 二、安培力的方向
1.安培力方向垂直于磁場方向、電流方向構成的平面 2.左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向。 三、安培力的大小
F=ILBsinθ（θ為磁場方向與電流方向的夾角） 三、磁電式電流表
1、構造 2、原理
作業
課本P94問題與練習1-4
五、板書設計
§3.4通電導線在磁場中受到的力
一．安培力
二．安培力的方向
1.安培力垂直于磁場、電流方向構成的平面 2.左手定則
三．安培力的大小
F=ILBsinθ（θ為磁場方向與導線方向的夾角） 四．磁電式電流表 1.結構 2.原理
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