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         高中物理課堂教學教案       年   月    日

課 題

§ 3. 4  磁場對通電導線的作用力

新授課

2課時

教   學  目   標

（一）知識與技能

1、知道什么是安培力，會推導安培力公式F=BILsinθ。

2、知道左手定則的內容，并會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

通過演示實驗歸納、總結安培力的方向與電流、磁場方向的關系――左手定則。

（三）情感、態度與價值觀

1、通過推導一般情況下安培力的公式F=BILsinθ，使學生形成認識事物規律要抓住一般性的科學方法。

2、通過了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識的相互聯系。

教學重點、難點

教學重點

安培力的大小計算和方向的判定。

教學難點

用左手定則判定安培力的方向。

教 學 方 法

實驗觀察法、邏輯推理法、講解法

教  學 手 段

  蹄形磁鐵多個、導線和開關、電源、鐵架臺、兩條平行通電直導線、

投影片，多媒體輔助教學設備

                 教學活動

（一）引入新課

通過第二節的學習，我們已經初步了解磁場對通電導線的作用力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻，為了紀念他，人們把通電導線在磁場中所受的作用力叫做安培力。這節課我們對安培力作進一步的討論。

（二）進行新課

1、安培力的方向

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線所在的平面。

左手定則

通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系，可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，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：判斷下圖中導線A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?

說明：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，然后根據左手定則確定通電導線的受力方向。

2、安培力的大小

通過第二節課的學習，我們已經知道，垂直于磁場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：當磁感應強度B的方向與導線方向成夾角θ時，導線受的安培力多大呢？

教師投影圖3.4-4，引導學生推導：

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：

                                             板書

3、磁電式電流表

中學實驗室里使用的電流表是磁電式電流表，下面我們來學習磁電式電流表的工作原理。

（1）電流表主要由哪幾部分組成的？

投影圖3.4-5。                     

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。

（2）什么電流表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，線圈和指針偏轉的角度就越大，因此，根據指針偏轉角度的大小，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，指針的偏轉方向也隨著改變，所以，根據指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。

（3）電流表中磁場分布有何特點呢？為何要如此分布？

電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖。

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么？

磁電式儀表的優點是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點是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）。如果通過的電流超過允許值，很容易把它燒壞。

課堂訓練

1、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導線，當導線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是_______。

A．靜止不動

B．向紙外平動

C．N極向紙外，S極向紙內轉動

D．N極向紙內，S極向紙外轉動

2、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向。

3、如圖所示，一根長為L的細鋁棒用兩個倔強系數為k的彈簧水平地懸吊在勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當棒中通以向右的電流I時，彈簧縮短Δy；若通以向左的電流，也是大小等于I時，彈簧伸長Δy，則磁感應強度B為_______

學 生 活 動

學生觀測實驗現象

請同學們閱讀課文，然后回答

作   業

1、課下閱讀課本第98頁，做一做《用小磁針估測磁感應強度》或《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。

板   書   設   計

               教學過程中字體加粗部分為板書

教 學 后 記