高中人教版 (2019)1 磁场对通电导线的作用力优秀课件ppt

导入新课

我们在必修三最后一章《电磁感应与电磁波初步》已经初步学习了磁场对通电导线作用力，安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。安培力还能应用到新能源交通工具上，让电动车行驶在街头；应用到发射台上，射出数倍音速的炮弹……未来的某一天，可能还会应用到发射塔上，发射航天器…

播放电磁炮动图    自豪的说，中国电磁炮全球第一，我国电磁炮虽然起步晚，并且不断突破层层桎梏，在电磁炮领域足以傲视群雄。

本节课将对安培力进一步的学习：

回忆在必修三最后一单元所学的知识

学生观看，了解我国科技发展的迅速，

将必修知识与该单元知识做一个衔接

通过让学生了解我国在某些领域居于世界前列，为祖国自豪

讲授新课

（课标解读）

【新知梳理】

播放实验现象视频：

【提问】：当导体棒中有电流流过时， 导体棒就会因受力而发生运动。这个力的方向该如何判断？它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关？

一、安培力的方向

演示实验：探究安培力的方向与哪些因素有关？

教师组装好器材，进行演示实验

1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。

结论：安培力方向与磁场方向有关

2.改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。

结论：安培力方向与电流方向有关

根据以上分析，我们可以得到

【结论】：

安培力方向与磁场方向、电流方向有关，且安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直

【思考】：F ⊥ B， F ⊥ 那么我可以说F 、两两垂直吗？

F 、不是两两垂直， B与不一定垂直，F垂直于B与所在平面，研究安培力的问题要涉及三维空间。

左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向（如图）。这就是判定通电导线在磁场中受力方向的左手定则。

探究平行通电直导线之间的相互作用？

【提问】：你能否用左手定则解释两条通电导线的相互作用可能出现的情况？

结论：同向电流相互吸引

结论：反向电流相互排斥

二、安培力的大小

在必修的学习中我们已经知道，垂直于磁场B的方向放置的长为L的一段导线，当通过的电流为时，它所受的安培力

当通电导线与磁场方向平行时,

当通电导线与磁场方向成夹角θ时，根据矢量的运算法则，B 可以分解为与电流方向垂直的分量 B⊥和与电流方向平行的分量 B//

B⊥＝ Bsin θ

B// ＝ Bcos θ

B// 对通电导线没有作用力，导线所受的安培力只是 B⊥ 产生的。

一般情况下安培力的表达式：

三、磁电式电流表

磁电式电流表结构：蹄形磁铁、极靴、螺旋弹簧、刻度盘、铁芯和线圈及指针一起转动

优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流；

缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十 微安到几毫安）

工作原理：通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生偏转。

•         电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大；

•         线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。

【应用示例】

例1 关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（    B ）

A．F、B、I三者必定均相互垂直

B．F必定垂直B、I，但B不一定垂直I

C．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直I

D．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B

例2 试确定图甲、乙、丙、丁中导体所受安培力的方向，图戊中电流的方向。

图乙安培力垂直纸面向里，图丁电流和磁场处于同一平面，安培力垂直于该平面，再用左手定则进一步分析。

例3 画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。

例4 画出通如图所示,长为2l 的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B。当在该导线中通以大小为l 的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为(  C　)

A.0        B.0.5BIl   

C.BIl     D.2BIl

例5 如图所示,在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受的安培力的大小。

答案:A.IlBcos α　B.IlB　C.2BIR　D.0

例6 图甲是磁电式电流表的结构示意图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,如图乙所示,边长为l 的正方形线圈中通以电流l，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向里,a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B,则(　D　)

A.该磁场是匀强磁场

B.该线圈的磁通量为Bl2

C.a导线受到的安培力方向向下

D.b导线受到的安培力大小为IlB

学生思考，回忆到磁感应强度B的定义式

观察导体棒受力方向，并记录好实验条件和实验现象

学生思考问题，小组讨论，可能得出“yes”或“no”并给出原因

学生总结掌心、四指、大拇指分别对应什么

应用左手定则去分析两根通电导线受力

完成安培力一般表达式的推导

了解磁电式电流表结构、优缺点和工作原理

引导学生思考，激发学生学习兴趣，毫无痕迹的引入正课内容

培养学生观察能力和归纳总结能力

应用抽象符号分析可以帮助学生将实验现象转化成物理问题

培养合作意识，让学生们意识到安培力的方向问题涉及到三维空间，培养学生空间想象能力

思维导图清晰明了，加强理解，有利于记忆

练习应用左手定则，用所学知识补充和深化必修三提到的两根通电导线的作用力方向问题

通过安培力一般表达式的推导，体会矢量分析法

通过分析磁电式电流表的工作原理，了解安培力在生产生活中的应用

课堂小结

板书设计

§1.1磁场对通电导线的作用力

一、安培力的方向                       二、安培力的大小

探究安培力的方向与哪些因素有关？     

结论：F ⊥ B   F ⊥

左手定则                              三、磁电式电流表

                  1.结构：

2.优点：

                  3.缺点：

                                          4.工作原理：

探究平行通电直导线之间的相互作用？

结论：同向电流相互吸引

反向电流相互排斥

课后作业

做一做《1.1磁场对通电导线的作用力》同步练习题

课后反思

亮点：演示实验效果明显，引导学生能够很容易得到结论，本节课活动设计使课本内容前后链接，相辅相成，且将物理知识应用分析实际，联系生活与社会，生动有趣。

不足之处：实验没有小组一套，学生没有动手探究，但经过仔细观察，可以达到教学效果

教学建议：有条件的课堂，教师在学生面前演示真实的实验探究过程，无条件再用视频代替。