《探究安培力》教学设计

陕西省渭南市合阳县职业技术教育中心 雷晓丽

【教学目标】

（一 ）知识与技能

1.理解磁感应强度B的定义及单位．

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小．

3.知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况．

4.知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小F=BIL．

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向．

（二）过程与方法

1.通过演示磁场对电流的作用的实验，培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力．

2.通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力．

（三）情感态度与价值观

通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁 效应，说明科学家之所以能取得辉煌的成就， 除了本身所具有的聪明才智外，刻苦勤奋地学习和工作，善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要，鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习，将来为国家做贡献．

【教材分析】

本节课是沪科版选型3—1第五章第四节内容。本节课是在学习了磁场的基本特性与电流磁场的基本上，进一步认识磁场对通电导线的作用现象——安培力，作用的大小和方向与电流的方向和磁场的方向有关，再将所学知识应用到生活中，体现了物理知识与生活的密切联系，既让学生学到知识，又让学生体会到物理知识在生活中的应用。为学生今后知识打下坚实基础。

【学情分析】

学生学习程度及学习习惯的差异很大，所以学生对知识的掌握程度是参差不齐的。本节安培力的方向判读涉及了三维立体空间，要求学生有一定的空间想象能力。部分学生空间想象力不足。同时安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时安培力最大。对此学生常常混淆。

【重点与难点】

1.重点

（1）理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为：F=BIL

（2）掌握左手定则．

2.难点：对左手定则的理解．尤其是磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系．

3.突破方法：以演示实验 为突破口，直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验，来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景．

【教学方法】

实验观察法、逻辑推理法、讲解法。

【教学用具】

铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、 滑动变阻器、电键、导线。

【教学过程】

1.磁场对电流的作用

用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块，巨大的电磁铁却能吸起成吨的

钢块，表明磁场有强有弱，如何表示磁场的强弱呢？我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱．

2.决定安培力大小的因素有哪些？

利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关？（学生猜想,实验验证）

（1）与电流的大小有关．

（2）与通电导线在磁场中的长度有关．

（3）与导线在磁场中的放置方向有关．

3.磁感应强度

总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL

用B表示这一比值，有B=F/IL．B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变．表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为．对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱．因而我们可以用比值B = F 来表示磁场的强弱．把它叫做磁感应强度．IL

定义：磁感应强度B = F

IL

单位：特斯拉，符号为T

用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强．若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场．根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的F空 间分布．

在非匀强磁场中，用B=IL量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中．

4.安培力的大小和方向

根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：F=BIL

安培力的方向如何呢？还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系．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——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，把手放入磁场 中，让磁感线垂直穿入手心，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．

应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向．

5.安培力的拓展

（1）通电导线垂直于磁场B放置的时，它在磁场中受到的安培力

F=BIL

（2）当导线与磁感应强度B的方向平行时，导线受力为零。

问：当导体棒与磁感应强度B的方向成夹角θ时，导线受的安培力怎么求呢？

6. 安培力的生活应用实例

【作业】

【教学反思】