2019 2020 年滬科版 3 1 選修三 5 4 探究安培力 WORD 教案 1 一 教學(xué)目標(biāo) 一 知識(shí)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)度的大小 3 知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng) 知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)方向平行時(shí) 電流受的安培力為零 電流 方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí) 電流受安培力的大小 5 會(huì)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(guò)演示磁場(chǎng)對(duì)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(guò)學(xué)習(xí)左手定則 理解磁場(chǎng)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 三 情感目標(biāo) 通過(guò)閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng) 說(shuō)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(lì)和激發(fā)學(xué)生從現(xiàn)在開(kāi)始更加發(fā)奮地學(xué)習(xí) 將來(lái)為國(guó)家做貢獻(xiàn) 二 重點(diǎn)與難點(diǎn) 1 重點(diǎn) 1 理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決定因素 掌握電流與磁場(chǎng)垂直時(shí) 安培力大小 為 2 掌握左手定則 2 難點(diǎn) 對(duì)左手定則的理解 尤其是磁場(chǎng)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(chǎng)中所受安培力大 小的決定因素 反復(fù)地借助實(shí)驗(yàn) 來(lái)理解左手定則 建立磁場(chǎng)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(shí)安排 1 課時(shí) 四 教學(xué)用具 鐵架臺(tái) 三個(gè)相同的蹄形磁鐵 電源 滑動(dòng)變阻器 電鍵 導(dǎo)線 五 課堂總體設(shè)計(jì) 教師先通過(guò)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(guò)講解類(lèi)比電場(chǎng)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(chǎng)的概念及方向性的基礎(chǔ)上 進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱性 質(zhì) 根據(jù)磁場(chǎng)力的性質(zhì)用定義法定義 B 描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 用磁感線形象地反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 同時(shí)利用定義式來(lái)計(jì)算安培力的大小 再用左手定則來(lái)確定磁場(chǎng)方向 電流方向和安培力 的方向 1 磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng)有強(qiáng)有弱 如何表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢 我們利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力 安培力來(lái)研究磁場(chǎng)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) 1 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(chǎng)方向不變這兩個(gè)條件下 通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器 觸頭改變導(dǎo)線中電流的大小 請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 導(dǎo)線擺動(dòng)的角度大小隨電流的改變而改變 電流大 擺角大 電流小 擺角小 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線 受到磁場(chǎng)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 作用力也小 2 與通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)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(zhǎng) 度 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 導(dǎo)線擺動(dòng)的角度大小隨通電導(dǎo)線長(zhǎng)度而改變 導(dǎo)線長(zhǎng) 擺角大 導(dǎo)線短 擺角小 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線 受到的磁場(chǎng)的作用力的大小限通電導(dǎo)線在 磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān) 導(dǎo)線長(zhǎng) 作用力大 導(dǎo)線短 作用力小 3 與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的放置方向有關(guān) 保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度不變 改變導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向的夾角 當(dāng)夾角為 0 時(shí) 導(dǎo)線不動(dòng) 即電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)不受安培力作用 當(dāng)夾角增大到 90 的過(guò)程中 導(dǎo)線擺角不斷增大 即電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí) 所受安培力最大 不平行也不垂直時(shí) 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(zhǎng)度 I 表示電流 保持電流和磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)本身的位置決 定為 對(duì)于電流和長(zhǎng)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(chǎng) 強(qiáng) 放在 B 值小的位置受的安培力 F 也小 表明磁場(chǎng)弱 因而我們可以用比值 來(lái)表示磁場(chǎng) 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(hào)為 T 常見(jiàn)的地磁場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 磁感線越密處 磁感應(yīng)強(qiáng)度大 磁場(chǎng) 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(chǎng) 根據(jù)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的特點(diǎn) 請(qǐng)同學(xué)們 畫(huà)出勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的空間分布 在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 用 量度磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí) 導(dǎo)線長(zhǎng) 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(chǎng)方向放置時(shí)所受的安培力大小為 舉例計(jì)算安培力的大小 安培力的方向如何呢 還過(guò)前面的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培 力方向跟導(dǎo)線中的電流方向 磁場(chǎng)方向都有關(guān)系 人們通過(guò)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(chǎng)方向存在著一個(gè)規(guī)律 左手定則 左手定則 伸開(kāi)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) 把手放入磁場(chǎng)中 讓磁感線垂直穿入手心 并使伸開(kāi)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(chǎng)中的受力方向 應(yīng)該注意的是 若電流方向和磁場(chǎng)方向垂直 則磁場(chǎng)力的方向 電流方向 磁場(chǎng)方向 三者互相垂直 若電流方向和磁場(chǎng)方向不垂直 則磁場(chǎng)力的方向仍垂直于電流方向 也同 時(shí)垂直于磁場(chǎng)方向 5 總結(jié) 擴(kuò)展 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 安培力 通過(guò)研究安培力的大小 我們定義 了反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量 磁感應(yīng)強(qiáng)度 同時(shí) 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(lái)確定 如果磁場(chǎng)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