磁場對電流的作用

2023-01-31 11:57:02 字數 4086 閱讀 7857

【目標展示】

一、知識與技能

1. 知道什麼是安培力.

2. 知道左手定則的內容,會用左手定則熟練地判定安培力的方向,並會用它解答有關問題.

3. 會用安培力公式f=bil解答有關問題.

4. 了解磁電式電流錶的內部構造的原理.

二、過程與方法

通過演示、分析、歸納、運用使學生理解安培力的方向和大小的計算.培養空間想像能力.

三、情感態度與價值觀

體驗由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的科學思維方法(由特殊到一般).並通過對磁電式電流錶的內部構造的原理了解,感受物理知識之間的聯絡與實際應用.

【重點難點】

安培力的方向確定和大小的計算.

【教學建議】1. 安培力的方向一定與電流、磁感應強度方向垂直,但電流方向與磁感應強度的方向可以成任意角度;當電流方向與磁感應強度的方向垂直時,安培力最大,對此學生常常混淆.

2. 想象能力對本節學習至關重要、要使學生能夠看懂立體圖,熟悉各種角度的側檢視、俯檢視和剖面圖,需要一定的鞏固訓練.

3. 建議用實驗觀察法、邏輯推理法、講解法等教學方法.

【教學過程】

環節一【複習匯入】

複習提問匯入,多**展示問題

1.磁感應強度是由什麼決定的?

答:磁感應強度是由產生磁場的電流的大小、分布和空間位置確定的.

2.磁感應強度的定義式是什麼?

答:磁感應強度的定義式是

3.磁感應強度的定義式在什麼條件下才成立?

答:只有在通電導線垂直磁場方向放入勻強磁場中才成立.

4.垂直磁場方向放入勻強磁場的通電導線長l=1cm,通電電流強度i=10a,若它所受的磁場力f=5n,求該磁場的磁感應強度b是多少?

答:因通電導線垂直磁場方向放入勻強磁場,所以根據磁感應強度的定義式

5.若上題中通電導線平行磁場方向放入該磁場中,那麼磁場的磁感應強度是多大?通電導線受到的磁場力是多少?

答:當電流仍為i=10a,時,該處磁感應強度不變,仍為b=0.5t,而通電導線所受磁場力f為零.

【設計意圖】通過問題、練習,鞏固複習已有知識,為本節授課做好鋪墊,問題設計要有深度,不能是簡單的概念或者公式的記憶複習.

環節二【新知**】

1.安培力的方向

教師:安培力的方向與什麼因素有關呢?

演示實驗:

(1)改變電流的方向

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

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.

左手定則: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.

例題1:判斷下圖中導線所受磁場力的方向.

通電平行直導線間的作用力方向如何呢?

演示實驗:

(1)電流的方向相同時現象:兩平行導線相互靠近.

(2)電流的方向相反時現象:兩平行導線相互遠離.

引導學生利用已有的知識進行分析

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?

方法點撥: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.

練習:.

與磁場方向垂直的通電直導線,它受到的磁場作用力的方向是

a.跟電流方向垂直,跟磁場方向垂直

b.跟電流方向垂直,跟磁場方向平行

c.跟電流方向平行,跟磁場方向垂直

d.跟磁場方向相同

【設計意圖】在此環節中,教師通過演示實驗,師生共同發現規律,總結利用規律,平行導線的作用力分析難度較大,所以教師要點撥方法,然後再由學生分析,最後對照實驗現象,使學生加深理解左手定則的使用.

2、安培力的大小

教師: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

當磁感應強度b的方向與導線平行時,導線受力為零.

問題:提問:如果通電導線與磁感應強度的夾角為θ時,如圖所示磁場力的大小是多少?怎樣計算?

學生互動討論:(小組內、小組間討論交流)

讓學生討論得出正確的結果。

我們已知,當l⊥b時,通電導線受磁場力最大,f=bil,而當l∥b時f=0,啟發學生將b分解成垂直l的b⊥和平行l的b∥,因平行l的b∥對導線作用力為零,所以實際上磁場b對導線l的作用力就是它的垂直分量b⊥對導線的作用力,如圖所示。即

f=ilb⊥=ilbsinθ

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,故安培力計算的一般公式為:

例題2:下列圖中的通電導線長均為l=20cm,通電電流強度均為i=5a,它們放入磁感應強度均為b=0.8t的勻強磁場中,求它們所受安培力的大小和方向.

學生展示:讓五個同學上黑板做,其他同學在練習本上做.出現錯誤的題目,共同找出錯因,分析正確答案.

練習:關於安培力,下面說法正確的是

a.安培力與通電電流成正比

b.安培力與磁感應強度成正比

c.安培力與通電導線長度成正比

d.安培力與通電電流在磁場的方位有關

【設計意圖】通過學生交流討論,使學生加深認識和對導線作用力的影響,比簡單記憶公式更牢固,理解更深刻;通過練習,強化安培力的計算和方向判斷.

3、磁電式電流錶

教師:展示磁電式電流錶構造.

問題(1):磁電式電流錶主要由哪幾部分組成的?

師生共同觀察、找出電流錶的構造

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(2):什麼電流錶可測出電流的強弱和方向?

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.

(3)電流錶中磁場分布有何特點呢?為何要如此分布?

師生再次觀察磁鐵和鐵芯的構造,並認真觀察教材中的磁場分布圖,思考磁場分布對線圈在不同位置時受力的影響.

電流錶中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.

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.

(4)磁電式儀表的優缺點是什麼?

認真閱讀教材,從教材中找出答案

優點:靈敏度高,可以測出很弱的電流

缺點: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).

【設計意圖】磁電式電流錶非教學重點,但是難理解,通過學生觀察電流錶構造、分析磁場分布及磁場的作用力,讓學生理解磁電式電流錶的工作原理.

環節三【當堂訓練】

1.一根長0.1m通有電流1.8a的導線,放在磁感應強度為0.2t的勻強磁場中,受到的安培力大小可能是

a.0.01n b.0.04n c.0.1n d.0.2n

2.下列圖是一根通電直導線在勻強磁場中的四種放置情況,其中通電直導線所受磁場力為零的是

3. 如圖所示,表示磁感應強度b,電流i,安培力f的相互關係圖,哪個圖不正確

【設計意圖】強化訓練本節重要知識、方法,加深理解安培力的計算、掌握安培力的方向判斷.

環節四【知識小結】

1.通電直導線垂直磁場,安培力最大,f=bil;當通電直導線平行磁場,安培力為零。

2.當通電直導線與磁場方向間的夾角為θ時,安培力。

3.安培力的方向,用左手定則,安培力垂直於b和i決定的平面

4.磁電式電流錶

環節五【課下作業】

1、課下閱讀課本第93頁,做一做《旋轉的液體》小實驗.

2、完成p99「問題與練習」第1、2、4題.書面完成第3題.

【教學反思】空間想象能力對本節學習至關重要、要使學生能夠看懂立體圖,熟悉各種角度的側檢視、俯檢視和剖面圖,需要一定的鞏固訓練.

磁場對電流的作用

知識要點 一 磁場對通電直導線的作用 安培力 1 大小 在勻強磁場中,當導線方向與磁場方向一致時f安 當導線方向與磁場垂直時,f安 2 方向 用 定則 判定。3 注意 f安 bil的適用條件 一般只適用於勻強磁場 l b 如果是彎曲的通電導線,則l是指有效長度,它等於導線兩端點所連直線的長度 如圖所...

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廣洋湖中心初中九年級物理 學思導學 學生學案 導學學生記錄 1 知道磁場對通電導體有力的作用,知道通電導體在磁場中受力方向與電流方向和磁場方向有關 2 通過 磁場對通電線圈的作用 這一活動,了解電動機的工作原理和能量轉化 3 了解直流電動機的構造,了解電動機在電器中的應用,親歷 過程,培養學生的觀察...

磁場的描述磁場對電流的作用

學習目標 1.知道磁場 磁感應強度 磁感線,會使用磁場和磁感線描述磁場。2.知道通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向,會使用安培定則。3.知道安培力 安培力的方向,會使用左手定則。4.掌握勻強磁場中的安培力大小和方向的確定方法。基礎知識 一 磁場的基本性質 1 磁極之間的相互作用是通過發生的。磁極在空...