３.４《磁場對通電導線的作用力》教案
三維目標：
（一）知識與技能
1、知道什麼是安培力，會推導安培力公式f=bilsinθ。
2、知道左手定則的內容，並會用它判斷安培力的方向。
3、了解磁電式電流錶的工作原理。
（二）過程與方法
通過演示實驗歸納、總結安培力的方向與電流、磁場方向的關係——左手定則。
（三）情感、態度與價值觀
1、通過推導一般情況下安培力公式f=bilsinθ，使學生形成認識事物規律要抓住一般性的科學方法。
2、通過了解磁電式電流錶的工作原理，感受物理知識在生活和生產中的應用。
教學重點：安培力的大小計算和方向的判定。
教學難點：用左手定則判定安培力的方向。
教學方法：實驗觀察法、邏輯推理法、講解法
教學用具：蹄形磁鐵多個、導線和開關、電源、鐵架臺、兩條平行通電直導線、多**輔助教學裝置
教學過程：
（一）引入新課
教師：通過第二節的學習，我們已經初步了解磁場對通電導線的作用力。安培在這方面的研究做出了傑出的貢獻，為了紀念他，人們把通電導線在磁場中所受的作用力叫做安培力。
這節課我們對安培力作進一步的討論。
（二）新課教學
1、安培力的方向
教師：安培力的方向與什麼因素有關呢？
演示：如圖所示，連線好電路。
實驗（1）改變電流的方向，觀察發生的現象。
［現象］導體向相反的方向運動。
（2）調換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向，觀察發生的現象。
［現象］導體又向相反的方向運動。
［教師引導學生分析得出結論］
（1）安培力的方向和磁場方向、電流方向有關係。
（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於磁感線和通電導線所在的平面。
教師：如何判斷安培力的方向呢？
通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關係，可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其餘四個手指垂直，並且都和手掌在乙個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，並使伸開的四指指向電流的方向，那麼，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。如右圖所示。
例：判斷下圖中導線a所受磁場力的方向。
學生解答：
（垂直於紙面向裡）
教師：通電平行直導線間的作用力方向如何呢？
演示：如圖所示，連線好電路。
實驗（1）電流的方向相同時，觀察發生的現象。
［現象］兩平行導線相互靠近。
實驗（2）電流的方向相反時，觀察發生的現象。
［現象］兩平行導線相互遠離。
教師：為什麼會這樣呢？請大家用所學知識加以分析。
如圖，兩根靠近的平行直導線通入方向相同的電流時，它們相互間的作用力的方向如何?
解析：兩根導線的電流間的相互作用力是通過電流產生的磁場而作用的，要分析ab受力，必須先畫出cd產生的磁場方向（如圖），由左手定則可判知ab受到的磁場力指向cd；用同樣方法先畫出ab產生的磁場方向，可判知cd受到的磁場力指向ab，因而兩同向電流是互相吸引。
請大家不妨根據上述分析方法，確定一下當ab和cd兩根導線中通過反向電流時，它們間相互作用力的方向如何?
說明：分析通電導線在磁場中的受力時，要先確定導線所在處的磁場方向，然後根據左手定則確定通電導線的受力方向。
2、安培力的大小
教師：通過第二節課的學習，我們已經知道，垂直於磁場b放置的通電導線l，所通電流為i時，它在磁場中受到的安培力 f=bil
教師：當磁感應強度b的方向與導線平行時，導線受力為零。
［問題］當磁感應強度b的方向與導線方向成夾角θ時，導線受的安培力多大呢？
教師投影圖3.4-4，引導學生推導：
將磁感應強度b分解為與導線垂直的分量和與導線平行的分量，則，
因不產生安培力，導線所受安培力是產生的，故
此即為一般情況下的安培力公式。
3、磁電式電流錶
教師：中學實驗室裡使用的電流錶是磁電式電流錶，下面我們來學習磁電式電流錶的工作原理。
教師引導請同學們閱讀課文，然後回答問題。
［問題］電流錶主要由哪幾部分組成的？
學生回答：電流錶由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指標、刻度盤等六部分組成。
［問題］什麼電流錶可測出電流的強弱和方向？
學生答：磁場對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，線圈和指標偏轉的角度就越大，因此，根據指標偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。當線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指標的偏轉方向也隨著改變，所以，根據指標的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。
［問題］電流錶中磁場分布有何特點呢？為何要如此分布？
［教師講解］電流錶中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖所示，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，不管線圈處於什麼位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度。該磁場並非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應強度b的大小是相等的。
這樣的磁場，可使線圈轉動時，它的兩個邊所經過的位置磁場強弱都相同，從而使表盤的刻度均勻。
［問題］磁電式儀表的優缺點是什麼？
學生答：磁電式儀表的優點是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點是繞制線圈的導線很細，允許通過的電流很弱（幾十微安到幾毫安）。如果通過的電流超過允許值，很容易把它燒壞。
（三）課堂小結
讓學生概括總結本節的內容。請乙個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然後請同學評價黑板上的小結內容。
（四）例項**
1.安培力的方向
例1：如圖所示，蹄形磁體用懸線懸於o點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導線，當導線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是_______。
a．靜止不動 b．向紙外平動
c．n極向紙外，s極向紙內轉動
d．n極向紙內，s極向紙外轉動
解析：要判斷磁體的轉動情況，就要知道通電導線對蹄形磁鐵的作用力，而要判斷磁體的作用力較為困難，我們可以假設磁鐵不動，來考慮導線的受力的情況，然後根據牛頓第三定律判斷磁鐵的受力情況。
首先畫出導線所在位置的磁感線分布情況如圖所示，導線左邊與右邊的磁場方向不同，故把導線分為左右兩部分.由左手定則可知左邊的導線受到向內的作用力，右邊的導線受到向左的作用力，所以導線左邊向內轉動，右邊向外轉動，現在導線固定，蹄形磁鐵可以自由轉動，磁鐵的轉動方向與導線的轉動方向相反，所以蹄形磁鐵的n極向外轉動，s極向內轉動，本題選c。
2.安培力的大小
例2：將長度為20cm、通有0.1a電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1t。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向。
解析：由左手定則和安培力的計算公式得：（1）因導線與磁感線平行，所以安培力為零；（2）由左手定則知：
安培力方向垂直導線水平向右，大小f=bil=１×0.1×0.2n=0.
02n；（3）安培力的方向在紙面內垂直導線斜向上，大小f=bil=0.02n。
答案：（1）0；導線與磁感線平行 （2）0.02 n；安培力方向垂直導線水平向右
（3）0.02 n；安培力的方向在紙面內垂直導線斜向上
說明：求安培力的大小時，要注意公式f=bil中b與i要垂直；用左手定則判定安培力的方向時，要注意安培力既與導線垂直又與磁感線垂直，但b與i可以成任意夾角。
（五）作業布置
1、閱讀課本第98頁，做一做《用小磁針估測磁感應強度》小實驗。
2、完成p99「問題與練習」第2、3題。
教學反思：
學生在電流和磁場是否垂直上缺乏空間現象力，要讓他們學會用手去判斷，左手定則是乙個難點，涉及三個物理量的方向，涉及三維空間，而學生的空間想像力還不強，所以教師應引導學生如何將三維圖形用二維圖形表達(側檢視、俯檢視和剖面圖等等)，還要引導學生如何將二維圖形想像成三維圖形。可將右圖從側檢視、俯檢視和剖面圖一一引導學生展示。教師通過引導學生自己總結所學內容，從而構建他們自己的知識框架。
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水。
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14.5 磁場對通電導線的作用力序號29 1 導學目標 1 知道磁場對電流有力的作用 2 知道磁場對電流作用力的方向與什麼因素有關 3 掌握左手定則 4 了解動圈式揚聲器的構造和原理 二 導學過程 1 磁場對通電導線的作用 1 演示實驗 把一段導線放在磁場裡，接通電源，讓電流通過導線，觀察它的情況。...