2022年高中物理 第三章 磁场 3.3 探究安培力教案 粤教版选修3-1

2022年高中物理 第三章 磁场 3.3 探究安培力教案 粤教版选修3-1教学目的一 知识与技能1 通过实验认识安培力，知道什么是安培力，会计算匀强磁场中安培力的大小2 会判定安培力的方向，知道并能应用左手定则3 理解磁感应强度的定义，知道磁感应强度的单位，会用磁感应强度的定义式进行有关计算知道磁通量的定义，能计算简单情况下的磁通量教学重点难点重点：安培力的方向确定和大小的计算。难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）教学方法手段讲授法、归纳法、互动探究法，实验演示法教学过程设计教学过程设计教学过程设计教学过程设计一 新课导入上一节课，研究磁场的形成时，我们发现通电的导线（螺线圈）等也能产生磁场，而且能用安培螺旋定则判断磁场的方向，今天我们去研究安培先生在电磁学上的另一个贡献，通电物体在磁场中的受力作用1安培力的方向【演示】按照P85图3。13所示进行演示。（1）、改变电流的方向，观察发生的现象.现象导体向相反的方向运动.（2）、调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象.现象导体又向相反的方向运动教师引导学生分析得出结论（1）、安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.（2）、安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.（P96图3。4-1）如何判断安培力的方向呢？人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放人磁场中，让磁感线垂直穿人手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向（如图）。【说明】左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面图等等)，还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形。-可将右图从侧视图、俯视图和剖面图一一引导学生展示。*一般情形的安培力方向法则介绍结论：电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电流方向垂直，也和磁场方向垂直，用左手定则时，磁场不一定垂直穿过手心，只要不从手背传过就行。*至于大小法则，如果电流和磁场不垂直，则将磁场进行分解，取垂直分量代入公式即可；从这个角度不难理解如果电流和磁场平行，那么安培力是多少？学生为零。引导学生分析判断P99第一题补充练习：判断下图中导线A所受磁场力的方向.答案：（垂直于纸面向外）【演示】平行通电直导线之间的的相互作用（P97图3。43）。引导学生区别安培定则和左手定则，并且用这两个定则去解释“平行通电导线之间的相互作用”这一演示实验，解释时应明白左边的通电导线受到的安培力是右边的通电导线所产生的磁场施加的，反之亦然。2、安培力的大小通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = BIL（最大）两种特例：即F = ILB(IB)和F = 0(IB)。一般情况：当磁感应强度B的方向与导线成角时，有F = ILBsin【注意】在推导公式时，要让学生明确两点：一是矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替代的关系，二是从特殊到一般的归纳的思维方法。（具体推导见P97）还应该注意的是：尽管公式F=ILB是从公式B=F/IL变形而得的，但两者的物理意义却有不同。公式B=F/IL是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况，来确定这一位置的磁场的性质，它对任何磁场中的任何点都是适用的。公式F=ILB则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情况，在中学阶段，它只适用于匀强磁场。教师应该给学生指出：物理公式在作数学的等价变形时，其物理意义和适用范围将会发生变化。这是应用数学知识解决物理问题时所要引起注意的问题，但却往往被人们所忽视。应该提醒学生注意安培力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反。而电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置的方向有关，电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL，一般情况下的安培力大于零，小于BIL，方向与磁场方向垂直。例 一根通电直导线在某个空间没有受到磁场力的作用,那么这个空间：（B）A、一定没有磁场B、可能有方向与电流方向平行的磁场C、可能有方向与电流方向垂直的磁场D、以上三种说法都不对练习：p81实践与拓展12 磁感应强度（1） 物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直是，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线的长度L的乘积IL的比值叫作磁感应强度，用B表示磁感应强度（2） 公式 B=F/IL（3） 单位磁感应强度的单位是由F I L三个物理量构成，在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号T,1T=1N/(A.m)(4)磁感应强度的方向磁感应强度是一个矢量，其方向为该处磁场的方向（5）匀强磁场在一定的区域内，磁感应强度的大小与方向处处一致（距离很近的两个异名磁极之间的磁场，或通电螺线管中间部分）4磁通量（1）定义： 磁感应强度B与线圈面积S的乘积，叫穿过这个面的磁通量（是重要的基本概念）。（2）表达式：=BS【注意】对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。磁通量是标量，但有正、负之分，可举特例说明。（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb = 1Tm2（4）磁感应强度的另一种定义（磁通密度）:即B =/S上式表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，并且用Wb/m2做单位（磁感应强度的另一种单位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am教学反思作业布置第二教材p126基础巩固A板书设计1 安培力的产生，大小，计算公式2 磁场感应强度的各个知识点3 磁通量的各个知识点