滬科版高中物理高二物理試驗版《磁場對電流的作用》教學(xué)設(shè)計

滬科版高中物理高二物理試驗版《磁場對電流的作用》教學(xué)設(shè)計一、實驗?zāi)康耐ㄟ^本實驗，學(xué)生應(yīng)能：理解磁場對電荷的作用規(guī)律；熟悉電流與磁場相互作用的實驗方法和步驟；掌握用安培計測量電流強度的方法；學(xué)習(xí)用磁力儀測量磁場強度的方法；分析實驗結(jié)果，理解磁場與電流的關(guān)系。二、實驗器材直流電源；導(dǎo)線；安培計；磁力儀；布魯斯特角裝置。三、實驗原理1.安培定則若一個任意長度的載流導(dǎo)線等電流通過，其所產(chǎn)生的磁場強度B，與線元長度ds、電流強度I和介質(zhì)中的磁導(dǎo)率$\\mu$之間的關(guān)系可以通過“安培定則”$$B=\\frac{\\mu_0}{4\\pi}\\cdot\\frac{I\\vec{ds}\\times\\vec{r}}{r^3}$$其中，$\\mu_0$是真空中的磁導(dǎo)率，等于$4\\pi\\times10^{-7}\\text{H/m}$。2.磁力對電流的作用若一根直流電流通過一個磁場時，電流所受磁力的大小與電流強度和磁場強度的乘積及其夾角的正弦成正比，即：$F=BIl\\sin\\theta$。四、實驗步驟1.布魯斯特角裝置安裝將布魯斯特角裝置中的直流電源接通，使用多用電表分別測量電源電壓和電流大小，調(diào)整電源，使得電流大小為$0.5\\text{A}$。2.電流測量將電流表連接至電路中，調(diào)整電流大小至$0.5\\text{A}$左右，記錄下電流表的讀數(shù)。3.磁場測量將磁力計放置在電流所在導(dǎo)線周圍，同時記錄下磁力計的讀數(shù)。注意，應(yīng)取多組數(shù)據(jù)，并取平均值。4.數(shù)據(jù)處理根據(jù)測得的磁場強度和電流強度數(shù)據(jù)，可以通過公式$F=BIl\\sin\\theta$，將磁場對電流的作用力計算出來，并記錄下計算結(jié)果。5.分析結(jié)果分析實驗結(jié)果，在報告中給出實驗中所得到的現(xiàn)象或規(guī)律，以及進行分析和解釋。五、實驗提示在實驗操作時，要注意安全，正確接線，正確使用儀器設(shè)備；建議學(xué)生最好每位同學(xué)都親自動手進行實驗，這樣可以提高實驗的效果，同時也可以幫助學(xué)生更好地掌握實驗技能。六、實驗拓展本實驗可以延伸到磁場對電荷的作用以及電磁感應(yīng)實驗；學(xué)生可以進行用于模擬磁場對電流的作用的數(shù)值模擬實驗。七、結(jié)論通過該實驗，學(xué)生可以深入了解磁場對電流的作用規(guī)律，掌握用安培計測量電流強度的方法，學(xué)習(xí)用磁力儀測量磁場強度的