第一篇：高中物理新課標(biāo)版人教版選修3-1優(yōu)秀教案：3.4 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

教學(xué)設(shè)計(jì)

整體設(shè)計(jì)

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)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時(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)問題。

2．會(huì)用安培力公式F＝BIL解答有關(guān)問題．知道電流方向與磁場方向平行時(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)過程與方法

通過演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(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

使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(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)難點(diǎn)

重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小的計(jì)算。

難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用(尤其是當(dāng)電流和磁場不垂直時(shí)，左手定則如何變通使用)。教學(xué)用具

磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、滑動(dòng)變阻器、多媒體。教學(xué)過程 導(dǎo)入新課

讓學(xué)生回憶在第二節(jié)中通電導(dǎo)線在磁場中受力大小與什么因素有關(guān)。過渡：本節(jié)我們將對(duì)安培力作進(jìn)一步的討論。推進(jìn)新課

安培力：磁場對(duì)電流的作用力。

安培力是以安培的名字命名的，因?yàn)樗芯看艌鰧?duì)電流的作用力有突出的貢獻(xiàn)。1．安培力的方向

【演示】 按照P85圖3.13所示進(jìn)行演示。(1)改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。[現(xiàn)象]導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)。

(2)調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。[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方向、電流方向有關(guān)系。

(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于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。(圖3.41)如何判斷安培力的方向呢？ 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(gè)規(guī)律——左手定則。

左手定則：伸開左手，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)，把左手放入磁場中，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。(如圖)【說明】 左手定則是一個(gè)難點(diǎn)，涉及三個(gè)物理量的方向，涉及三維空間，而學(xué)生的空間想象力還不強(qiáng)，所以教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如何將三維圖形用二維圖形表達(dá)(側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖等)，還要引導(dǎo)學(xué)生如何將二維圖形想象成三維圖形?！蓪⑾聢D從側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖一一向?qū)W生展示。

*一般情形的安培力方向法則介紹??

結(jié)論：電流和磁場可以不垂直，但安培力必然和電流方向垂直，也和磁場方向垂直，用左手定則時(shí)，磁場不一定垂直穿過手心，只要不從手背穿過就行。

*至于大小法則，如果電流和磁場不垂直，則將磁場進(jìn)行分解，取垂直分量代入公式即可；從這個(gè)角度不難理解——如果電流和磁場平行，那么安培力是多少？[學(xué)生]為零。

引導(dǎo)學(xué)生分析判斷P94第一題

補(bǔ)充練習(xí)：判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向。

答案：

【演示】平行通電直導(dǎo)線之間的相互作用(圖3.4－3)。引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別安培定則和左手定則，并且用這兩個(gè)定則去解釋“平行通電導(dǎo)線之間的相互作用”這一演示實(shí)驗(yàn)，解釋時(shí)應(yīng)明白左邊的通電導(dǎo)線受到的安培力是右邊的通電導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場施加的，反之亦然。

2．安培力的大小

通電導(dǎo)線(電流為I、導(dǎo)線長為L)和磁場(B)方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受的安培力的大?。篎＝BIL(最大)。

兩種特例：即F＝ILB(I⊥B)和F＝0(I∥B)。

一般情況：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線成θ角時(shí)，有F＝ILBsinθ。

【注意】 在推導(dǎo)公式時(shí)，要讓學(xué)生明確兩點(diǎn)：一是矢量的正交分解體現(xiàn)兩個(gè)分量與原來的矢量是等效替代的關(guān)系，二是從特殊到一般的歸納的思維方法。

還應(yīng)該注意的是：盡管公式F＝ILB是從公式B＝F/IL變形而得的，但兩者的物理意義卻有不同。①公式B＝F/IL是根據(jù)放置于給定磁場中的給定點(diǎn)上的檢驗(yàn)電流(電流元)受力情況，來確定這一位置的磁場的性質(zhì)，它對(duì)任何磁場中的任何點(diǎn)都是適用的。②公式F＝ILB則是在已知磁場性質(zhì)的基礎(chǔ)上，確定在給定位置上給定的一小段通電直導(dǎo)線的受力情況，在中學(xué)階段，它只適用于勻強(qiáng)磁場。教師應(yīng)該給學(xué)生指出：物理公式在作數(shù)學(xué)的等價(jià)變形時(shí)，其物理意義和適用范圍將會(huì)發(fā)生變化。這是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題時(shí)所要引起注意的問題，但卻往往被人們所忽視。

應(yīng)該提醒學(xué)生注意安培力與庫侖力的區(qū)別。電荷在電場中某一點(diǎn)受到的庫侖力是一定的，方向與該點(diǎn)的電場方向要么相同，要么相反。而電流在磁場中某處受到的磁場力，與電流在磁場中放置的方向有關(guān)，電流方向與磁場方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL，一般情況下的安培力大于零，小于BIL，方向與磁場方向垂直。

3．磁電式電流表

(1)電流表的組成及磁場分布

請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，讓學(xué)生先看清楚磁鐵、鋁框、線圈、螺旋彈簧、極靴、指針、鐵質(zhì)圓柱等構(gòu)件，了解它們之中哪些是固定的，哪些是可動(dòng)的。然后回答：電流表主要由哪幾部分組成？

數(shù)分鐘后，教師出示實(shí)物投影并課件演示——如下圖。

[學(xué)生答]電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六部分組成。電流表的組成：永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤．(最基本的是磁鐵和線圈)教師提示注意：a.鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體；b.蹄形磁鐵內(nèi)置軟鐵是為了(和鐵芯一起)造就輻向磁場；c.觀察——鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺旋彈簧會(huì)形變。

[實(shí)物投影課本如圖]

[問題]電流表中磁場分布有何特點(diǎn)呢？

[教師講解]電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。[問題]什么是均勻輻向分布呢？

[教師進(jìn)一步講解]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，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度．該磁場并非勻強(qiáng)磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的。

(2)電流表的工作原理——引導(dǎo)學(xué)生弄清楚以下幾點(diǎn)： ①線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的？ ②線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？ ③為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強(qiáng)弱？ ④如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向？ ⑤使用時(shí)要特別注意什么？ 4．課堂鞏固與練習(xí)

(1)將長度為20 cm、通有0.1 A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T。試求出下列各圖中導(dǎo)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(jì)算公式得：(1)因?qū)Ь€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(dǎo)線水平向右，大小F＝BIL＝1×0.1×0.2 N＝0.02 N；

(3)安培力的方向在紙面內(nèi)垂直導(dǎo)線斜向上，大小F＝BIL＝0.02 N。答案：(1)0；導(dǎo)線與磁感線平行。

(2)0.02 N；安培力方向垂直導(dǎo)線水平向右。

(3)0.02 N；安培力的方向在紙面內(nèi)垂直導(dǎo)線斜向上。

說明：求安培力的大小時(shí)，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(shí)，要注意安培力既與導(dǎo)線垂直又與磁感線垂直，但B與I可以成任意夾角。

(2)如圖所示，一根長為L的細(xì)鋁棒用兩個(gè)倔強(qiáng)系數(shù)為k的彈簧水平地懸吊在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)棒中通以向右的電流I時(shí)，彈簧縮短Δy；若通以向左的電流，也是大小等于I時(shí)，彈簧伸長Δy，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為()

A．kΔy/IL

B．2kΔy/IL C．kIL/Δy

D．2IL/kΔy

解析：設(shè)不通電時(shí)，彈簧長為x，則通向右的電流時(shí)，有2k(x－Δy)＝mg－BIL 通向左的電流時(shí)，有2k(x＋Δy)＝mg＋BIL 解得B＝2kΔy/IL 答案：B(3)完成課本“問題與練習(xí)”

2、4題。

5．課堂小結(jié)：先由學(xué)生自主小結(jié)整理，分組展示，教師點(diǎn)評(píng)歸納。6．作業(yè)布置：課本“問題與練習(xí)”第3題。備課資料

“電學(xué)中的牛頓”——安培

物理學(xué)家安培，1775年生于法國里昂。他從小就具有驚人的記憶力，幾乎可以過目不忘，尤其在數(shù)學(xué)方面具有非凡的天賦，13歲就發(fā)表第一篇數(shù)學(xué)論文，論述了螺旋線。可是，在法國大革命時(shí)期，他的父親被斬首。這一打擊不僅使年輕的安培精神痛苦，并導(dǎo)致家境貧窮，使他失學(xué)了．在彷徨中，他讀了哲學(xué)家盧梭的一本關(guān)于植物學(xué)的著作，它像火炬一樣重新燃起了他對(duì)科學(xué)的熱情，從此他更加刻苦地投入到自學(xué)中去。安培在學(xué)習(xí)和研究問題時(shí)，思想高度集中，專心致志，簡直達(dá)到了那種忘我的癡迷程度。為了專心研究問題，怕別人來打擾他，安培就在自己的家門口貼上了一張“安培先生不在家”的字條。這樣，來找他的人看到字條后就不會(huì)再敲門打擾他。有一天，他在家中思考一個(gè)問題，百思不得其解，便走出家門，一邊散步一邊思考這個(gè)問題。他在馬路上走著走著，好像突然想起了什么便轉(zhuǎn)回身向家走去。他一邊走一邊還在聚精會(huì)神地思考著問題。當(dāng)他返回自己的家門口時(shí)，抬頭看見門上貼著“安培先生不在家”的那張字條，自言自語地說：“噢！安培先生不在家，那我回去吧！”說完，回頭走了。

正是這種悉心鉆研科學(xué)的精神使安培在物理學(xué)方面有著重要發(fā)現(xiàn)，如安培定律、安培定則和分子電流等。安培將他的研究綜合在《電動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論》一書中，成為電磁學(xué)史上一部重要的經(jīng)典論著。為了紀(jì)念他在電磁學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)，電流的單位“安培”以他的姓氏命名。

第二篇：§3.4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力(教案)

選修3-1第三章

3.4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

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)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時(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)問題。知道電流方向與磁場方向平行時(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）過程與方法 通過演示實(shí)驗(yàn)歸納、總結(jié)。通過演示、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)線在磁場中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場方向，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：通過第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時(shí)，它在磁場中受到的安培力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、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，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。

第三篇：3-1通電導(dǎo)線在磁場中受到的力教案

《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》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)磁場中安培力的大小。

（二）過程與方法

通過演示、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，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、磁場的方向具有什么關(guān)系？

學(xué)生思考討論：

①磁場方向、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，又垂直于磁場的方向，即安培力垂直于電流方向和磁場方向決定的平面。

②電流方向、磁場方向和磁場方向三者的因果關(guān)系：電流方向和磁場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，磁場的方向和電流的方向之間的關(guān)系，下列說法中正確的是（）

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，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)體來說是外磁場的磁感應(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)線的有效長度，勻強(qiáng)磁場中彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長度，相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端。

③的適用條件：導(dǎo)線所處的磁場應(yīng)為勻強(qiáng)磁場；在非勻強(qiáng)磁場中，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。

第四篇：3-1通電導(dǎo)線在磁場中受到的力教案解讀

《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》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）過程與方法

通過演示、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

通過第二節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場對(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)線在磁場中所受的作用力叫做安培力。通過給學(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改變磁場方向 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方向、電流方向有關(guān)系。（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)線在磁場中所受安培力的方向。特別提醒：

無論通電導(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)線在磁場中的受力時(shí)，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場方向，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)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ab B.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開ab C.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開ab D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ab

2、安培力的大小 通過第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時(shí)，它在磁場中受到的安培力 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

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E ＝12V，內(nèi)阻r ＝0.3Ω，磁場方向垂直 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?。?/p>

（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

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

3.4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

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＠?，在解決實(shí)際問題時(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)磁場中安培力的表達(dá)式，會(huì)計(jì)算磁場中安培力的大小。

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）過程與方法

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

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過推導(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 在磁場中會(huì)受到的力的作用，通過本節(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

通過本章的第一節(jié)學(xué)習(xí)，我們知道通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到的力的作用，這節(jié)課我們來具體研究一下這個(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。把線圈通過兩根比較柔軟的導(dǎo)線先掛在鐵架臺(tái)上，線圈底邊穿過蹄形磁鐵。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)線在磁場中受到的力稱為什么力，同學(xué)們自己閱讀教材91頁第一段，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改變磁場方向

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方向、電流方向有關(guān)系。

（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)線在磁場中所受安培力的方向。

特別提醒：

1.無論通電導(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)體在磁場中所受的安培力方向。

例

2、如圖所示磁場中有一條通電導(dǎo)線，其方向與磁場方向垂直。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)問題的基本方法

1.畫出導(dǎo)線所在處的磁場方向

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，被測電流通過彈簧流入線圈。

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)角度的大小可以說明被測電流的強(qiáng)弱？

如何根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向來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，可以知道被測電流的方向。

八、板書設(shè)計(jì)

3.4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

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)磁場中安培力表達(dá)式，計(jì)算勻強(qiáng)磁場中安培力的大小；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程、重方法、重體驗(yàn)的理念，始終以情景問題為依托，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，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)堂檢測反饋，提高教學(xué)效率。