安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度

1、第二節(jié) 安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo)：1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義，知道B的單位是特斯拉.2.會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.4.知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是分布均勻的平行直線.5.知道什么是安培力，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.6.會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問(wèn)題.7.知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它解答有關(guān)問(wèn)題.教學(xué)重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念和安培力的計(jì)算.教學(xué)難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立和左手定則的應(yīng)用.教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)分析法、講授法.教學(xué)用具：

2、磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、投影儀、投影片教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)提問(wèn)、引入新課磁場(chǎng)不僅具有方向，而且也具有強(qiáng)弱，為表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向就要引入一個(gè)物理量.怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢？緊接著教師提問(wèn)以下問(wèn)題：1.用哪個(gè)物理量來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向？學(xué)生答用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.2.電場(chǎng)強(qiáng)度是如何定義的？其定義式是什么？學(xué)生答電場(chǎng)強(qiáng)度是通過(guò)將一檢驗(yàn)電荷放在電場(chǎng)中分析電荷所受的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷量的比值來(lái)定義的，其定義式為E=.過(guò)渡語(yǔ)：今天我們用相類(lèi)似的方法來(lái)學(xué)習(xí)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度.二、新課教學(xué)（一）安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度1.教師講解：初中我們?cè)鴮W(xué)過(guò)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線能產(chǎn)生

3、力的作用，我們把這種力叫安培力.板書(shū)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱(chēng)為安培力.教師講解：安培力是以安培的名字命名的，因?yàn)樗芯看艌?chǎng)對(duì)電流的作用力有突出的貢獻(xiàn).2.用CAT課件模擬把通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里所受安培力的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介于最大值和最小值之間.教師問(wèn)安培力和庫(kù)侖力有什么區(qū)別呢？學(xué)生答電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)受到的庫(kù)侖力是一定的，方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)方向要么相同，要么相反，電流在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力，與電流在磁場(chǎng)中放置有關(guān).電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力

4、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；當(dāng)電流方向與導(dǎo)線方向斜交時(shí)，所受安培力介于最大值和最小值之間.3.安培力的大小與什么因素有關(guān)？教師講解：為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，我們研究導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)的情況.演示實(shí)驗(yàn)如圖，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過(guò)這個(gè)角度我們可以比較安培力的大小，分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，電流強(qiáng)度由外部電路控制.先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流的大小.學(xué)生分析得出結(jié)論通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)線所受安培力就越大.然后保持電流

5、不變，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度.學(xué)生分析得出結(jié)論電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，安培力越大.教師講解：精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL或B=F/IL.教師問(wèn)：B有何物理意義呢？演示在不同的蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中做上面的實(shí)驗(yàn).教師引導(dǎo)學(xué)生分析計(jì)算得1.在同一磁場(chǎng)中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的.2.I、L不變，但在不同的磁場(chǎng)中，比值B是不同的.可見(jiàn)，B是由磁場(chǎng)本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L相同的情況下，電流所受的安培力越大，比值B越大，表示磁場(chǎng)越強(qiáng).板書(shū)磁感應(yīng)強(qiáng)度1.定義：在磁場(chǎng)中垂直

6、于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度.即說(shuō)明：如果導(dǎo)線很短很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.2.單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯特，簡(jiǎn)稱(chēng)特，國(guó)際符號(hào)是T.1 T=1 3.方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，把某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.4.物理意義：.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量.5.性質(zhì)：磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，即由產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流大小、分布和點(diǎn)的位置決定，與檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān).6.形象表示方法：在磁場(chǎng)中用磁感線可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.教師講解正像在電場(chǎng)中可以用電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小一樣，在磁場(chǎng)中也可

7、以用磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，這樣，從磁感線的分布就可以形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.實(shí)物投影課本16-6、16-7、16-8、16-9圖.學(xué)生分析得離磁體或電流越遠(yuǎn)的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小.投影例題有人根據(jù)B=F/IL提出：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問(wèn)題？錯(cuò)在哪里？學(xué)生思考討論后教師作出解答：這種提法不對(duì).因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)和IL的乘積成正比，故比值（F/IL）在磁場(chǎng)中某處是一個(gè)恒量，反映了磁場(chǎng)本身的特性，不隨F及IL的變化而變化.過(guò)渡句電場(chǎng)可以合成，那么磁場(chǎng)能否合成呢？若能合成，如何合成呢？教師講解磁感應(yīng)強(qiáng)度是

8、矢量，它可以合成，合成同樣遵守平形邊形定則.例題： 如圖所示，三根通電直導(dǎo)線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示.a位于bd中點(diǎn)且ad=ab,則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向是_A.垂直紙面指向紙里 B.垂直紙面指向紙外C.沿紙面由a指向b D.沿紙面由a指向c解析：根據(jù)安培定則：b、d兩根導(dǎo)線在a點(diǎn)形成的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為零，故a點(diǎn)磁場(chǎng)就由通電導(dǎo)線c來(lái)決定，根據(jù)安培定則在a點(diǎn)處的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)為沿紙面由a指向b，正確選項(xiàng)為C.前面我們學(xué)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)在大家回憶一下以下問(wèn)題：1.什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)？2.勻強(qiáng)電場(chǎng)的產(chǎn)生條件是什么？3.勻強(qiáng)電場(chǎng)

9、的電場(chǎng)線有何特點(diǎn)？學(xué)生答1.在電場(chǎng)的某一區(qū)域，如果場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng).2.兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對(duì)，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng).3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是距離相等的平行直線.在同學(xué)回答完問(wèn)題后，教師緊接著提問(wèn).什么是勻強(qiáng)磁場(chǎng)？它的產(chǎn)生條件是什么？勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線又有什么特點(diǎn)？實(shí)物投影課本圖16-16教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論勻強(qiáng)磁場(chǎng)1.定義：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng).2.產(chǎn)生方法：距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)，通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)（除邊緣部分外）都可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)

10、.3.磁感線的特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是間距相等的平行直線（二）安培力的大小由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/IL，可得安培力的計(jì)算公式F=BIL.投影片出示板書(shū)安培力的大小1.計(jì)算公式：F=BIL2.適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng).，通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直.投影片出示練習(xí)題1.磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長(zhǎng)1 cm，它受到的安培力為510-2 N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？2.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？3.如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，是否肯定這里沒(méi)有磁場(chǎng).解答：1.2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)和空間位置（點(diǎn)）決定

11、的，和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、電流I的大小無(wú)關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T.3.如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，則可能有兩種可能：該處沒(méi)有磁場(chǎng)，該處有磁場(chǎng)，只不過(guò)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行.（三）安培力的方向安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？演示課本圖16-2實(shí)驗(yàn)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(lái)改變磁場(chǎng)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(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.如何判斷安培力的方向呢？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.可以用左手定則來(lái)判定.左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)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(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向.三、鞏固練習(xí)判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場(chǎng)力的方向.解答：（垂直于紙面向外）四、小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義、計(jì)算式、單位、