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1、2022年高三物理總復(fù)習(xí) 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力教案
課題
磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力
學(xué)習(xí)
目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時(shí),它的方向的判斷----左手定則。知道左手定則的內(nèi)容,會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向,并會(huì)用它解答有關(guān)問題.
2、會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題. 知道電流方向與磁場方向平行時(shí),電流受的安培力最小,等于零;電流方向與磁場方向垂直時(shí),電流受的安培力最大,等于BIL.
3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。
(二)過程與方法
通過演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培
2、力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法.并通過對(duì)磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解,感受物理知識(shí)之間的聯(lián)系。
重點(diǎn)
安培力的方向確定和大小的計(jì)算
難點(diǎn)
左手定則的運(yùn)用(尤其是當(dāng)電流和磁場不垂直時(shí),左手定則如何變通使用)
教學(xué)
課時(shí)
1.5
教具
器材
磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、滑動(dòng)變阻器、多媒體
教學(xué)
流程
活動(dòng)記錄
復(fù)備欄
提問復(fù)習(xí)
引入新課
演示
PPT展示
引導(dǎo)畫
3、圖
PPT展示
作業(yè)布置
復(fù)習(xí)引入
讓學(xué)生回憶在在第二節(jié)中通電導(dǎo)線在磁場中受力大小與什么因素有關(guān)。
過渡:本節(jié)我們將對(duì)安培力做進(jìn)一步的討論。
(二)新課講解
安培力:磁場對(duì)電流的作用力.
安培力是以安培的名字命名的,因?yàn)樗芯看艌鰧?duì)電流
4、的作用力有突出的貢獻(xiàn).
1.安培力的方向
【演示】按照P81圖3.1—3所示進(jìn)行演示。
(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改變磁場方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象.
[現(xiàn)象]導(dǎo)體又向相反的方向運(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方向、電流方向有關(guān)系.
(2)、安培力的方向既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直,也就是說,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.(P91圖3.4-1)
如何判斷安培力的方向呢?
人們通過大量的實(shí)驗(yàn)研究,總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方
5、向存在著一個(gè)規(guī)律一一左手定則.
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),把手放人磁場中,讓磁感線垂直穿人手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向.(如圖)。
【說明】左手定則是一個(gè)難點(diǎn),涉及三個(gè)物理量的方向,涉及三維空間,而學(xué)生的空間想像力還不強(qiáng),所以教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如何將三維圖形用二維圖形表達(dá)(側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖等等),還要引導(dǎo)學(xué)生如何將二維圖形想像成三維圖形。---可將右圖從側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖一一引導(dǎo)學(xué)生展示。
*一般情形的安培力方向法則介紹…
結(jié)論:電流和磁場可以不垂直,但安培力必然和電
6、流方向垂直,也和磁場方向垂直,用左手定則時(shí),磁場不一定垂直穿過手心,只要不從手背傳過就行。
*至于大小法則,如果電流和磁場不垂直,則將磁場進(jìn)行分解,取垂直分量代入公式即可;從這個(gè)角度不難理解——如果電流和磁場平行,那么安培力是多少?[學(xué)生]為零。
引導(dǎo)學(xué)生分析判斷P94第一題
補(bǔ)充練習(xí):判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向.
(垂直于紙面向外)
【演示】平行通電直導(dǎo)線之間的的相互作用(P92圖3.4—3)。
引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別安培定則和左手定則,并且用這兩個(gè)定則去解釋“平行通電導(dǎo)線之間的相互作用”這一演示實(shí)驗(yàn),解釋時(shí)應(yīng)明白左邊的通電導(dǎo)線受到的安培力是右邊的通電導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場施加的,
7、反之亦然。
2、安培力的大小
通電導(dǎo)線(電流為I、導(dǎo)線長為L)和磁場(B)方向垂直時(shí),通電導(dǎo)線所受的安培力的大小:F = BIL(最大)
兩種特例:即F = ILB(I⊥B)和F = 0(I∥B)。
一般情況:當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線成θ角時(shí),有F = ILBsinθ
【注意】在推導(dǎo)公式時(shí),要讓學(xué)生明確兩點(diǎn):一是矢量的正交分解體現(xiàn)兩個(gè)分量與原來的矢量是等效替代的關(guān)系,二是從特殊到一般的歸納的思維方法。(具體推導(dǎo)見P92)
還應(yīng)該注意的是:盡管公式F=ILB是從公式B=F/IL變形而得的,但兩者的物理意義卻
有不同。①公式B=F/IL是根據(jù)放置于給定磁場中的給定
8、點(diǎn)上的檢驗(yàn)電流(電流元)受力情況,來確定這一位置的磁場的性質(zhì),它對(duì)任何磁場中的任何點(diǎn)都是適用的。②公式F=ILB則是在已知磁場性質(zhì)的基礎(chǔ)上,確定在給定位置上給定的一小段通電直導(dǎo)線的受力情況,在中學(xué)階段,它只適用于勻強(qiáng)磁場。教師應(yīng)該給學(xué)生指出:物理公式在作數(shù)學(xué)的等價(jià)變形時(shí),其物理意義和適用范圍將會(huì)發(fā)生變化。這是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題時(shí)所要引起注意的問題,但卻往往被人們所忽視。
應(yīng)該提醒學(xué)生注意安培力與庫侖力的區(qū)別。電荷在電場中某一點(diǎn)受到的庫侖力是一定的,方向與該點(diǎn)的電場方向要么相同,要么相反。而電流在磁場中某處受到的磁場力,與電流在磁場中放置的方向有關(guān),電流方向與磁場方向平行時(shí),電流
9、受的安培力最小,等于零;電流方向與磁場方向垂直時(shí),電流受的安培力最大,等于BIL,一般情況下的安培力大于零,小于BIL,方向與磁場方向垂直。
3、磁電式電流表
(1)電流表的組成及磁場分布
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文,讓學(xué)生先看清楚磁鐵、鋁框、線圈、螺旋彈簧、極靴、指針、鐵質(zhì)圓柱等構(gòu)件,了解它們之中哪些是固定的,哪些是可動(dòng)的。然后回答.:電流表主要由哪幾部分組成的?
數(shù)分鐘后,教師出示實(shí)物投影并課件演示---圖1
[學(xué)生答]電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六部分組成.
電流表的組成:永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤.(最基本的是磁鐵和線圈)
教師提示注意
10、:a、鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體;b、蹄形磁鐵內(nèi)置軟鐵是為了(和鐵芯一起)造就輻向磁場;c、觀察——鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺旋彈簧會(huì)形變。
[實(shí)物投影課本圖2]
[問題]電流表中磁場分布有何特點(diǎn)呢?
[教師講解]電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.
[問題]什么是均勻輻向分布呢?
[教師進(jìn)一步講解]所謂均勻輻向分布,就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心,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.該磁場并非勻強(qiáng)磁場,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.
(2)電流表的工作原理-------引導(dǎo)學(xué)生弄清楚以下幾點(diǎn):(并請(qǐng)學(xué)生自己歸納P98)
①線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的?
②線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去?
③為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強(qiáng)弱?
④如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向?
⑤使用時(shí)要特別注意什么?
(三)對(duì)本節(jié)要點(diǎn)做簡要小結(jié).
(四)鞏固新課:1、復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容
2、做一做(P93)
3、完成“問題與練習(xí)”2、4練習(xí),3作業(yè)。
教后
反思