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2019-2020年高中物理 5.4《探究安培力》教案 滬科版選修3-1 　　一、教學(xué)目標(biāo) 　?。ㄒ唬┲R目標(biāo) 　　1、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位． 　　2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 　　3、知道什么叫勻強(qiáng)磁場，知道勻強(qiáng)磁場的磁感線的分布情況． 　　4、知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受安培力的大小 ． 　　5、會用左手定則熟練地判定安培力的方向． 　　（二）能力目標(biāo) 　　1、通過演示磁場對電流的作用的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力． 　　2、通過學(xué)習(xí)左手定則，理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力． 　?。ㄈ┣楦心繕?biāo) 　　通過閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，說明科學(xué)家之所以能取得輝煌的成就，除了本身所具有的聰明才智外，刻苦勤奮地學(xué)習(xí)和工作，善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要，鼓勵和激發(fā)學(xué)生從現(xiàn)在開始更加發(fā)奮地學(xué)習(xí)，將來為國家做貢獻(xiàn)． 　　二、重點(diǎn)與難點(diǎn) 　　1、重點(diǎn) 　?。?）理解磁場對電流的作用力大小的決定因素，掌握電流與磁場垂直時，安培力大小為： 　?。?）掌握左手定則． 　　2、難點(diǎn)：對左手定則的理解．尤其是磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關(guān)系． 　　4、突破方法：以演示實(shí)驗(yàn)為突破口，直觀地引導(dǎo)學(xué)生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素；反復(fù)地借助實(shí)驗(yàn)，來理解左手定則，建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關(guān)系的正確圖景． 　　三、課時安排：1課時 　　四、教學(xué)用具：鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線． 　　五、課堂總體設(shè)計(jì)：教師先通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察分析、討論、總結(jié)出安培力． 　　公式 ，再引入磁感強(qiáng)度B的定義式，通過講解類比電場強(qiáng)度，啟發(fā)學(xué)生理解公式 的意義，借助墻角（或桌角）幫助學(xué)生建立三維坐標(biāo)空間，理解掌握左手定同． 　　六、教學(xué)步驟 　　本節(jié)教學(xué)是在上一節(jié)學(xué)習(xí)了磁場的概念及方向性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步認(rèn)識磁場的強(qiáng)弱性質(zhì)，根據(jù)磁場力的性質(zhì)用定義法定義B描述磁場的強(qiáng)弱，用磁感線形象地反映磁場的強(qiáng)弱，同時利用定義式來計(jì)算安培力的大小 ，再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向． 　　1、磁場對電流的作用 　　用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質(zhì)量的鐵塊，巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的 　　鋼塊，表明磁場有強(qiáng)有弱，如何表示磁場的強(qiáng)弱呢？我們利用磁場對電流的作用力——安培力來研究磁場的強(qiáng)弱． 　　2、決定安培力大小的因素有哪些？ 　　利用演示實(shí)驗(yàn)裝置，研究安培力大小與哪些因素有關(guān) 　?。?）與電流的大小有關(guān)． 　　保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下，通過移動滑動變阻器 　　觸頭改變導(dǎo)線中電流的大?。? 　　請學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．導(dǎo)線擺動的角度大小隨電流的改變而改變，電流大，擺角大；電流小，擺角?。? 　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到磁場的作用力的大小眼導(dǎo)線中電流的大小有關(guān)，電流大，作用力大；電流小，作用力也?。? 　?。?）與通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān)． 　　保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及方向不變，電流大小也不變，改變通電電流部分的長度．學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．導(dǎo)線擺動的角度大小隨通電導(dǎo)線長度而改變，導(dǎo)線長、擺角大；導(dǎo)線短，擺角?。? 　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場的作用力的大小限通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān)，導(dǎo)線長、作用力大；導(dǎo)線短，作用力?。? 　　（3）與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有關(guān)． 　　保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長度不變，改變導(dǎo)線與磁場方向的夾角，當(dāng)夾角為0時，導(dǎo)線不動，即電流與磁場方向平行時不受安培力作用；當(dāng)夾角增大到90的過程中，導(dǎo)線擺角不斷增大，即電流與磁場方向垂直時，所受安培力最大；不平行也不垂直時，安培力大小介于 和最大值之間． 　　3、磁感應(yīng)強(qiáng)度 　　總結(jié)歸納以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用L表示通電導(dǎo)線長度，I表示電流，保持電流和磁場方向垂直，通電導(dǎo)線所受的安培力大小FIL 　　用B表示這一比值，有 ．B的物理意義為：通電導(dǎo)線垂直置于磁場同一位置，B值保持不變；若改變通電導(dǎo)線的位置，B值隨之改變．表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為．對于電流和長度相同的導(dǎo)線，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁場強(qiáng)．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁場弱．因而我們可以用比值 來表示磁場的強(qiáng)弱．把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度． 　　定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度 　　單位：特斯拉，符號為T 　　 　　常見的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是 ，永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是 ． 　　用磁感線也可直觀地反映磁場的強(qiáng)弱和方向，磁感線越密處，磁感應(yīng)強(qiáng)度大、磁場強(qiáng)．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同，稱為勻強(qiáng)磁場．根據(jù)勻強(qiáng)磁場的特點(diǎn)，請同學(xué)們畫出勻強(qiáng)磁場的磁感線的空間分布． 　　在非勻強(qiáng)磁場中，用 量度磁感應(yīng)強(qiáng)度時，導(dǎo)線長L應(yīng)很短，電流近似處在勻強(qiáng)磁揚(yáng)中． 　　4、安培力的大小和方向． 　　根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，可得通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為： 　　 　　舉例計(jì)算安培力的大?。? 　　安培力的方向如何呢？還過前面的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場方向都有關(guān)系．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、磁場方向存在著一個規(guī)律——左手定則． 　　左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且跟手掌在同一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，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． 　　應(yīng)該注意的是：若電流方向和磁場方向垂直，則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直；若電流方向和磁場方向不垂直，則磁場力的方向仍垂直于電流方向，也同時垂直于磁場方向． 　　5、總結(jié)、擴(kuò)展 　　本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用——安培力，通過研究安培力的大小，我們定義了反映磁場強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度 ，同時，我們可以據(jù)此求解安培力的大小 ，安培力的方向用左手定則來確定． 　　如果磁場方向不與電流方向垂直，安培力的大小 ，方向仍可用左手定則判定．