第一篇：c教案 選修3-1 03-04通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

高中物理新課程教案（選修3－1）

第三章

磁場(chǎng)

2011年6月

第四節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、知道什么是安培力，會(huì)推導(dǎo)安培力公式F=BILsinθ。

2、知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它判斷安培力的方向。

3、了解磁電式電流表的工作原理。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：安培力的大小計(jì)算和方向的判定。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：用左手定則判定安培力的方向。【教學(xué)過(guò)程】

安培在研究磁場(chǎng)與電流的相互作用方面作出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱為安培力。

（一）安培力的方向 1．判斷方法：左手定則

2．方向：F安⊥B，F(xiàn)安⊥I。即F安垂直于B和I決定的平面。但B與I的方向不一定垂直。

3．安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流1三者的關(guān)系

①已知I,B的方向，可惟一確定F的方向；

②已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；

③已知F,1的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定．

4．由于B,I,F的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想象力，要善于把立體圖畫變成易于分析的平面圖，即畫成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等．

第4節(jié)

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力 高中物理新課程教案（選修3－1）

第三章

磁場(chǎng)

2011年6月

【例1】如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時(shí)（）A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用 B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用 C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用 D．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用

（二）安培力的大小

1．公式：

2．適用條件

①公式F=BIL中L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．如圖所示，甲中：l/?2l，乙中：L/=d(直徑）＝2R（半圓環(huán)且半徑為R)②安培力的作用點(diǎn)為磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體的幾何中心；

③安培力做功:做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能．

（三）電流表的工作原理

蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的，如圖所示．不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行．當(dāng)電流通過(guò)線圈的時(shí)候，線圈上跟鐵芯的軸平行的兩邊都受安培力作用，如圖所示，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大而增大．當(dāng)這種阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩增大到同安培力產(chǎn)生的使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)．即：Kθ=NBIS 安培力F∝I，所以I越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度θ就越大．當(dāng)線圈中的電流方向改變時(shí)，安培力F的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變．所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向．

第4節(jié)

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力 高中物理新課程教案（選修3－1）

第三章

磁場(chǎng)

2011年6月

安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的判斷

（1）電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向．（2）特殊位置法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向．

（3）等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析．

（4）利用結(jié)論法：①兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)．

（5）轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣，定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向．

（6）分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的一般步驟 ①畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況 ②用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力 ③)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況 【作業(yè)】

1．關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力(安培力)，下列說(shuō)法正確的是()A．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用

B．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一定跟磁場(chǎng)的方向垂直 C．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直

D．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面

2．(2009年高考海南卷)一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定．導(dǎo)線中通有電流，方向如圖3－4－18中箭頭所示．當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)；當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是()

圖3－4－18 3．要想提高磁電式電流表的靈敏度，可采用的辦法有()A．增加線圈匝數(shù)

B．增加永久性磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度

C．換用彈性較強(qiáng)的游絲，增大反抗力矩 D．增加線圈面積

4.直導(dǎo)線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，線圈可以自由運(yùn)動(dòng)．當(dāng)通過(guò)如圖3－4－19所示的電流時(shí)(同時(shí)通電)，從左向右看，線圈將()A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線AB

第4節(jié)

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

高中物理新課程教案（選修3－1）

第三章

磁場(chǎng)

2011年6月

B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開直導(dǎo)線AB C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線AB D．不動(dòng)

5．(2011年廈門一中高二檢測(cè))如圖3－4－20所示，在同一水平面上的兩根導(dǎo)軌相互平行，并處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為3.6 kg，有效長(zhǎng)度為2 m的金屬棒放在導(dǎo)軌上．當(dāng)金屬棒中的電流為5 A時(shí)，金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金

2屬棒中的電流增加到8 A時(shí)，金屬棒的加速度為2 m/s，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>

6．如圖3－4－28所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m．質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線，電流I＝1 A，方向垂直紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場(chǎng)中，設(shè)t＝0，B＝0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間斜面

2對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s)

7.(2011年洛陽(yáng)市高二檢測(cè))如圖3－4－29所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距1 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m＝0.2 kg，導(dǎo)體棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體質(zhì)量M＝0.3 kg，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在導(dǎo)體棒中通入多大的電流？方向如何？

8．如圖3－4－30所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)＝20 cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m＝10 g，電阻R＝8 Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T，方向豎直向下，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，MN恰好平衡，求變阻器R1的取值為多少？設(shè)θ2＝45°，g取10 m/s.第4節(jié)

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

第二篇：3-1通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力教案

《通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》第2課時(shí)教案

靈臺(tái)一中

熊學(xué)海

一．教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、理解安培力的方向與電流方向、磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系。

2、靈活應(yīng)用公式F = B I L sinθ計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用等方法使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算，使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)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．技術(shù)的兩面性。二．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

（一）教學(xué)重點(diǎn)：安培力的大小計(jì)算和方向的判定。

（二）教學(xué)難點(diǎn)：安培力作用下物理運(yùn)動(dòng)情況的判斷。三．教學(xué)過(guò)程

（一）利用左手定則判斷安培力的方向（深化理解）

1．探究——分層設(shè)問(wèn)，破解疑難

學(xué)生回答：根據(jù)左手定則，安培力的方向和電流的方向、磁場(chǎng)的方向具有什么關(guān)系？

學(xué)生思考討論：

①磁場(chǎng)方向、電流方向及安培力的方向是否一定要兩兩垂直？ ②電流方向及磁場(chǎng)方向確定后，安培力的方向是否唯一？ 2．結(jié)論——自我總結(jié)，素能培養(yǎng)

①安培力方向的特點(diǎn)：安培力的方向既垂直于電流的方向，又垂直于磁場(chǎng)的方向，即安培力垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向決定的平面。

②電流方向、磁場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向三者的因果關(guān)系：電流方向和磁場(chǎng)方向之間沒有必然聯(lián)系，這兩個(gè)方向共同決定的安培力的方向；一旦電流方向、磁場(chǎng)方向確定，安培力的方向是唯一的；但已知安培力方向和磁場(chǎng)的方向，電流方向是不確定的，同樣，已知安培力的方向和電流的方向，磁場(chǎng)的方向也是不確定的。3．精選練習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化

①關(guān)于通電導(dǎo)線所受的安培力的方向，磁場(chǎng)的方向和電流的方向之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）

A． F、B、I三者必須保持相互垂直

B． F必須垂直于B、I，但B、I不必相互垂直 C． B必須垂直于F、I，但F、I不必相互垂直 D． I必須垂直于F、B，但F、B不必相互垂直 ②完成《學(xué)業(yè)質(zhì)量模塊測(cè)評(píng)》P81第4步1、2題。4．典例印證，思維深化

講解《學(xué)業(yè)質(zhì)量模塊測(cè)評(píng)》P81第3步例1題。

（二）安培力的大小（深化理解）

1．探究——分層設(shè)問(wèn)，破解疑難 學(xué)生回答：

①安培力大小的計(jì)算公式是什么？

②該公式適用于什么情況下安培力大小的計(jì)算？ 2．結(jié)論——自我總結(jié)，素能培養(yǎng) ①對(duì)安培力公式F =B I L sinθ的理解

θ是B和I的夾角，當(dāng)θ=0時(shí)，即平行，F(xiàn)=0；

當(dāng)θ=90°時(shí)，F(xiàn)=ILB，此時(shí)安培力最大；

當(dāng)B和I成時(shí)，F(xiàn) = I L B sinθ

②公式F =B I L sinθ中：

B是對(duì)放入的通電導(dǎo)體來(lái)說(shuō)是外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，不必考慮導(dǎo)線自身產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響。

L是導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。

③的適用條件：導(dǎo)線所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式僅適用于很短的導(dǎo)線。

3．例證——典例印證，思維深化

講解《學(xué)業(yè)質(zhì)量模塊測(cè)評(píng)》P82第3步例2題。4．巧練——精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化

學(xué)生完成《學(xué)業(yè)質(zhì)量模塊測(cè)評(píng)》P82第4步3、4題。

（三）安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的判斷 1．方法規(guī)律總結(jié)

分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的常用方法有：電流元法、等效法、特殊位置法、結(jié)論法、轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法等。

2．例證——典例印證，思維深化 講解《學(xué)業(yè)質(zhì)量模塊測(cè)評(píng)》P82例題 3．巧練——精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化

學(xué)生完成《學(xué)業(yè)質(zhì)量模塊測(cè)評(píng)》P82〔再應(yīng)用演練〕

（四）總結(jié)

1．安培力的方向。2．安培力的大小。

3．安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷。

（五）布置作業(yè)

課時(shí)作業(yè)23中“全員參與”中的的全部題目，與“超越自我”部分9、10題，11、12題選做。

第三篇：3-1通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力教案解讀

《通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》教案

一．教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識(shí)與技能

1、知道什么是安培力，會(huì)推導(dǎo)安培力公式F = B I L sinθ。

2、知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它判斷安培力的方向。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用等方法使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F = B I L sinθ，使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)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．技術(shù)的兩面性。二．教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：

（一）教學(xué)重點(diǎn)：安培力的大小計(jì)算和方向的判定。

（二）教學(xué)難點(diǎn)：用左手定則判定安培力的方向。三．教學(xué)過(guò)程：

（一）復(fù)習(xí)舊知識(shí)：

磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)形式、安培定則的內(nèi)容是什么。

（二）引入新課

通過(guò)第二節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用

力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們

把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的作用力叫做安培力。通過(guò)給學(xué)生放電磁炮圖片、磁電式儀表讓學(xué)生知道安培力隨處可見，感受安培力

在我們生活中的重要作用。這節(jié)課我們對(duì)安培力作進(jìn)一步的討論。

（三）進(jìn)行新課

1、安培力的方向

猜想：由F = B I L 猜想，F(xiàn)的方向可能和誰(shuí)有關(guān)？

學(xué)生答：可能與B和I 的方向有關(guān)

教師：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明F的方向與B和I的方向有關(guān)？ 教師引導(dǎo)學(xué)生用“控制變量法”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行探究，學(xué)生思考討論。演示實(shí)驗(yàn)：

（1）調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)方向 現(xiàn)象：導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)。（2）改變電流的方向

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(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系。（2）安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流 方向垂直，也就是說(shuō)，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。左手定則：

通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁

場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用的方向就是：伸開左手，是大拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。特別提醒：

無(wú)論通電導(dǎo)線與磁感線的夾角如何，安培力的方向一定可以用左手定則來(lái)判斷，當(dāng)導(dǎo)線和磁感線不垂直時(shí)，把導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為跟導(dǎo)線平行的分量B∥和跟導(dǎo)線垂直的分量B⊥，讓B⊥垂直穿過(guò)掌心，不管怎樣，安培力一定垂直于導(dǎo)線與磁感線所決定的平面． 典型例題：

例題1：判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向

練習(xí)1：如下圖所示，F(xiàn)是磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力，其中正確的示意圖是()練習(xí)2.試畫出下列各圖中通電導(dǎo)體棒ab所受安培力的方向：

小結(jié)：安培力的三維立體空間構(gòu)建，尋找合適平面畫出安培力所在平面，并能標(biāo)出電流方向以及磁場(chǎng)方向。

合作探究：我們?cè)岬絻蓷l互相平行的通電直導(dǎo)線，當(dāng)通以同向電流時(shí)互相吸引，而通以反向電流時(shí)會(huì)互相排斥，試用剛學(xué)的知識(shí)解釋。（先學(xué)生回答，然后實(shí)驗(yàn)演示，再引導(dǎo)學(xué)生回答原因。）

教師進(jìn)一步提示學(xué)生：分析通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。例題2：兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ab B.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開ab C.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開ab D.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ab

2、安培力的大小 通過(guò)第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場(chǎng)B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時(shí)，它在磁場(chǎng)中受到的安培力 F = B I L 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線平行時(shí)，導(dǎo)線受力為零。

問(wèn)題：如果 B 既不平行也不垂直 I(或 L)時(shí)，導(dǎo)線受的安培力有多大呢？ 教師投影圖，引導(dǎo)學(xué)生自行推導(dǎo)：

（投影展示學(xué)生推導(dǎo)過(guò)程，規(guī)范學(xué)生分析思路和步驟。）

將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量B⊥和與導(dǎo)線平行的分量B//，則，B⊥=Bsinθ B//=Bcosθ

因B//不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受安培力是B⊥產(chǎn)生的，故安培力計(jì)算的一般公式為： F = B I L sinθ(θ為B與L的夾角)適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)

例題3：如圖，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m 的光滑平行導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m＝0.2kg的金屬 棒ab，電源電動(dòng)勢(shì)E ＝12V，內(nèi)阻r ＝0.3Ω，磁場(chǎng)方向垂直 軌道所在平面，B ＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑 動(dòng)變阻器的使用電阻R應(yīng)為多大？

教師投影分析思路：確定研究對(duì)象進(jìn)行受力分析、確定安培力，側(cè)視圖的畫法，正交分解，利用牛頓第二定律求解。確定電流I需用閉合電路的歐姆定律。綜合以上方程求解。

（四）鞏固練習(xí)

練習(xí)3：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒ab懸在水平位置上，已知金屬棒長(zhǎng)為 L= 0.5 m,質(zhì)量 m = 0.01kg,B = 0.4 T,欲使 懸線的張力為零，求金屬棒中的電流的大小與方向？（g=10m/s2)

（五）作業(yè)：

1、預(yù)習(xí)磁電式電流表，課外活動(dòng)興趣小組做一做《旋轉(zhuǎn)的液體》小實(shí)驗(yàn)。

2、完成“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2、3、4題。四．板書設(shè)計(jì)： 1．安培力的方向（1）左手定則

（2）區(qū)別安培定則與左手定則 2．安培力的大小：

（1）B⊥L時(shí)：F=BIL（2）B∥L時(shí)：F=0（3）B與L成θ角時(shí)：F = B I L sinθ(θ為B與L的夾角)勻強(qiáng)磁場(chǎng)

第四篇：§3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力(教案)

選修3-1第三章

3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

教材分析

安培力的方向和大小是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)，弄清安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是難點(diǎn)。安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，安培力最大。

教學(xué)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(chǎng)中所受安培力的方向與電流、磁場(chǎng)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(wèn)題.2、會(huì)推導(dǎo)安培力公式F=BILsinθ，并會(huì)用安培力公式F=BILsinθ解答有關(guān)問(wèn)題。知道電流方向與磁場(chǎng)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(chǎng)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(guò)程與方法 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)歸納、總結(jié)。通過(guò)演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向的關(guān)系——左手定則和大小的計(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

1、通過(guò)推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=BILsinθ，使學(xué)生形成認(rèn)識(shí)事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)方法。

2、通過(guò)了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識(shí)的相互聯(lián)系。

3、使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)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(guò)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。

教學(xué)重點(diǎn)

安培力的大小計(jì)算和方向的判定。

教學(xué)難點(diǎn)

用左手定則判定安培力的方向（尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左手定則如何變通使用）。計(jì)算安培力大小時(shí)，導(dǎo)體有效長(zhǎng)度的確定。

學(xué)情分析

空間想象能力對(duì)本節(jié)學(xué)習(xí)至關(guān)重要，為方便對(duì)問(wèn)題的分析和便于列方程，在分析時(shí)將立體圖畫成平面圖，即畫成俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等。要使學(xué)生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖，對(duì)此學(xué)生常?；煜枰欢ǖ撵柟逃?xùn)練。

教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)觀察法、邏輯推理法、講解法

課前準(zhǔn)備

強(qiáng)調(diào)：分析通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。

2、安培力的大小

教師：通過(guò)第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道垂直于磁場(chǎng)B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時(shí)，它在磁場(chǎng)中受到的安培力F=ILB。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線平行時(shí)，導(dǎo)線受力為0。

思考：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成夾角θ時(shí)，導(dǎo)線受的安培力多大呢？

教師投影圖3.4-4，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：

將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量B?和與導(dǎo)線平行的分量B//，則，B??Bsin? B//?Bcos?

因B//不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受安培力是B?產(chǎn)生的，故安培力計(jì)算的一般公式為：

F?ILB??ILBsin?

例

2、將長(zhǎng)度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向。

第五篇：《通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》教學(xué)設(shè)計(jì)范文

3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

一、教材分析

安培力和下一節(jié)的洛倫茲力是本章的核心內(nèi)容，這些知識(shí)不僅在學(xué)習(xí)《物理選修3-2》各章要用到，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和高新科技發(fā)展中都有廣泛的應(yīng)用。安培力的方向和大小是本節(jié)的重點(diǎn)，弄清安培力，電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度三者的空間關(guān)系是本節(jié)的難點(diǎn)。安培力的方向一定與電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以成任意的角度，當(dāng)電流的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，安培力最大。對(duì)此學(xué)生常?；煜?。例如，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，誤以為安培力，電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定是兩兩垂直的等，另外，空間想象能力對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。要使學(xué)生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的側(cè)視圖，俯視圖和剖面圖，需要一定的訓(xùn)練鞏固。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、會(huì)推導(dǎo)磁場(chǎng)中安培力的表達(dá)式，會(huì)計(jì)算磁場(chǎng)中安培力的大小。

2、知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它判斷安培力的方向。

3、了解磁電式電流表的工作原理。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)歸納、總結(jié)安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向的關(guān)系——左手定則。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過(guò)推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=ILBsinθ，使學(xué)生形成認(rèn)識(shí)事物規(guī)律要抓住

一般性的科學(xué)方法。

2、通過(guò)了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識(shí)的相互聯(lián)系。

三、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)

安培力的方向和大小是本節(jié)的重點(diǎn)，弄清安培力，電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度三者的空間關(guān)系是本節(jié)的難點(diǎn)。

四、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)觀察法、邏輯推理法、歸納總結(jié)法、討論探究法、講解法。

五、學(xué)情分析

學(xué)生通過(guò)前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的相關(guān)知識(shí)，已經(jīng)知道通電導(dǎo)線 在磁場(chǎng)中會(huì)受到的力的作用，通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)一步知道這個(gè)力是安培力，會(huì)判斷方向，會(huì)計(jì)算大小。本節(jié)需要學(xué)生有一定的空間想象能力，通過(guò)一定的訓(xùn)練鞏固。

六、教學(xué)用具：

蹄形磁鐵、導(dǎo)線和開關(guān)、電源、鐵架臺(tái)、線圈、視頻展臺(tái)，白板等多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

七、教學(xué)過(guò)程：

【復(fù)習(xí)】復(fù)習(xí)引導(dǎo)、創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)興趣

通過(guò)本章的第一節(jié)學(xué)習(xí)，我們知道通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到的力的作用，這節(jié)課我們來(lái)具體研究一下這個(gè)力?！臼谛抡n】

【演示實(shí)驗(yàn)】引出課題

準(zhǔn)備蹄形磁鐵、導(dǎo)線和開關(guān)、電源、鐵架臺(tái)、線圈等用具。把線圈通過(guò)兩根比較柔軟的導(dǎo)線先掛在鐵架臺(tái)上，線圈底邊穿過(guò)蹄形磁鐵。這時(shí)讓同學(xué)觀察，線圈的情況。

提起同學(xué)注意觀察：現(xiàn)在給線圈通電，線圈情況又會(huì)怎樣呢？

線圈動(dòng)了，實(shí)驗(yàn)效果很明顯。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為什么力，同學(xué)們自己閱讀教材91頁(yè)第一段，找出答案。

【

一、安培力】明確知識(shí)、突出重點(diǎn)、解決難點(diǎn)

1、安培力的方向：

猜想：由F = B I L 猜想，F(xiàn)的方向可能和誰(shuí)有關(guān)？

學(xué)生答：可能與B和I 的方向有關(guān)

教師：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明F的方向與B和I的方向有關(guān)？

教師引導(dǎo)學(xué)生用“控制變量法”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行探究，學(xué)生思考討論。

演示實(shí)驗(yàn)：

（1）調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)方向

現(xiàn)象：導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)。

（2）改變電流的方向

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(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系。

（2）安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，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。

左手定則：通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用的方向就是：伸開左手，是大拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。

特別提醒：

1.無(wú)論通電導(dǎo)線與磁感線的夾角如何，安培力的方向一定可以用左手定則來(lái)判斷，當(dāng)導(dǎo)線和磁感線不垂直時(shí)，把導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為跟導(dǎo)線平行的分量B∥和跟導(dǎo)線垂直的分量B⊥，讓B⊥垂直穿過(guò)掌心，不管怎樣，安培力一定垂直于導(dǎo)線與磁感線所決定的平面．

2、F、B、I三者關(guān)系：（用正方體演示，演示時(shí)用的線條要醒目，讓同學(xué)看的視角要合適。）

⑴、F、B、I三者關(guān)系為兩兩垂直時(shí)，F(xiàn)、B、I三者關(guān)系示意圖：

⑵、當(dāng)B與I不垂直時(shí)F、B、I的關(guān)系示意圖：

總結(jié)：不管B與I是否垂直，F(xiàn)都垂直與B和I所決定的平面。

【實(shí)戰(zhàn)演練】探討共進(jìn)、總結(jié)提高

常識(shí)準(zhǔn)備：

“⊙”表示電流垂直紙面向外，“

”表示電流垂直紙面向里。

“×”表示磁感線垂直紙 面向里，“●”表示磁感線垂直紙面向外

例

1、利用左手定則判斷下列通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的安培力方向。

例

2、如圖所示磁場(chǎng)中有一條通電導(dǎo)線，其方向與磁場(chǎng)方向垂直。圖甲、乙、丙分別標(biāo)明了電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力三個(gè)量中兩個(gè)量的方向，試畫出第三個(gè)量的方向。

判斷通電導(dǎo)在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法

1.畫出導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向

2.確定電流方向

3.根據(jù)左手定則確定受安培力的方向

4.根據(jù)受力情況判斷運(yùn)動(dòng)情況

【檢驗(yàn)實(shí)效】

現(xiàn)在用實(shí)踐檢驗(yàn)一下我們剛學(xué)過(guò)的知識(shí)。

再次演示實(shí)驗(yàn)：先用剛才學(xué)到的知識(shí)判斷一下線圈動(dòng)的方向，然后通電演示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和我們判斷的是一樣的，說(shuō)明我們學(xué)到的左手定則正確而且非常實(shí)用。（前后呼應(yīng)，一氣呵成，有利于知識(shí)的掌握和理解。）

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，利用這點(diǎn)人類制作出了磁電式儀表，下面我們一起研究一下磁電式電流表。

【

二、磁電式電流表】多媒體演示

1、磁電式電流表的構(gòu)造

（多媒體打開圖一和圖二，展示磁電式電流表的構(gòu)造。一邊展示，一邊講解。）

如圖所示是電流表的構(gòu)造圖，在一個(gè)很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈的兩端分別接在這個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流通過(guò)彈簧流入線圈。

2、磁電式電流表的工作原理

⑴ 同學(xué)們打開課本，根據(jù)課本分小組討論研究磁電式電流表的工作原理。

可以參照以下幾個(gè)問(wèn)題：

線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的？ 線圈為什么不能一直轉(zhuǎn)下去？

為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說(shuō)明被測(cè)電流的強(qiáng)弱？

如何根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向來(lái)確定電路上電流的方向？ ⑵ 媒體打開圖三，展示磁電式電流表的工作原理。

⑶ 組代表根據(jù)圖片講解磁電式電流表的工作原理。如有不全或者欠妥，其他同學(xué)們可以修改補(bǔ)充。

⑴.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

⑵.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。

⑶.當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時(shí)，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。

八、板書設(shè)計(jì)

3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

一、安培力

1、安培力的方向（左手定則）

2、安培力的大小 Ｆ＝ILBsinθ

二、磁電式電流表

1、磁電式電流表的構(gòu)造

2、磁電式電流表的工作原理

九、教學(xué)反思：

對(duì)于這節(jié)課教材課標(biāo)有三個(gè)目標(biāo)，一個(gè)是安培力的方向，會(huì)用左手定則判斷安培力的方向；二個(gè)推導(dǎo)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力表達(dá)式，計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小；三是知道磁電式電表的基本結(jié)構(gòu)以及運(yùn)用它測(cè)量電流大小和方向的基本原理。

本節(jié)設(shè)計(jì)能夠突出新課程中重過(guò)程、重方法、重體驗(yàn)的理念，始終以情景問(wèn)題為依托，引導(dǎo)學(xué)生去思考、總結(jié)、歸納，凸現(xiàn)了學(xué)生分析能力、思維探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u(píng)價(jià)能力的培養(yǎng)，注重了信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)的結(jié)合。教學(xué)中盡可能多地讓學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)，加深課堂教學(xué)的實(shí)效，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。從課后作業(yè)等情況來(lái)看，取得了一定的效果。

但仍有幾點(diǎn)反思：

1、知識(shí)層次方面：本節(jié)內(nèi)容含量稍多，需把握演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，完成本節(jié)至少要用一課時(shí)，要求全體學(xué)生參與思考討論，學(xué)習(xí)體會(huì)安培力方向的判斷方法。左手定則是比較抽象的內(nèi)容，學(xué)生不易理解，設(shè)計(jì)時(shí)采用演示實(shí)驗(yàn)的方法，用事實(shí)說(shuō)話，易于幫助學(xué)生理解。

2、學(xué)生方面：個(gè)人認(rèn)為學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的能力欠缺，加強(qiáng)引導(dǎo)是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)應(yīng)把重點(diǎn)放在學(xué)生物理思維的養(yǎng)成上。為了提升學(xué)生分析思考物理問(wèn)題的能力，設(shè)計(jì)中采用了演示實(shí)驗(yàn)和大屏幕相配合，把每步演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及時(shí)記錄下來(lái)，便于實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行思考討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3、教師方面：注意語(yǔ)言的組織，加強(qiáng)教師對(duì)知識(shí)的引導(dǎo)作用。并做好示范作用，了解學(xué)生的知識(shí)層次。盡量照顧全體。

4、不足

1）在學(xué)習(xí)左手定則時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)和定則理論再次結(jié)合活用定則，既驗(yàn)證定則的正確性，又應(yīng)用了定則。兩全其美。

2）時(shí)間安排更合理，留時(shí)間當(dāng)堂檢測(cè)反饋，提高教學(xué)效率。