安培力 磁感應強度

教學目標

知識目標

　　1、理解磁感應強度B的定義及單位．

　　2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應強度的大小．

　　3、知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線的分布情況．

　　4、知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受安培力的大小  ．

　　5、會用左手定則熟練地判定安培力的方向．

能力目標

　　1、通過演示磁場對電流作用的實驗，培養(yǎng)學生總結歸納物理規(guī)律的能力．

　　2、通過學習左手定則，理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關系，培養(yǎng)學生空間想象能力．

情感目標

　　通過對安培定則的學習，使得學生了解科學的發(fā)現不僅需要勤奮的努力，還需要嚴謹細密的科學態(tài)度．

 

教學建議

教材分析
　　關于安培力這一重要的內容，需要強調：
　　1、安培力的使用條件：磁場均勻，電流方向與磁場方向垂直。
　　2、電流方向與磁場方向平行時，安培力具有最小值。電流方向與磁場方向垂直時，安培力具有最大值。

教法建議
　　由于前面我們已經學習過電場的有關知識，講解時可以將磁場和電場進行類比，以加深學生對磁場的有關知識的理解。例如：電場和磁場相互對比，電場線與磁感線相互對比，磁感應強度與電場強度進行對比等等。
　　在上一節(jié)的基礎上，啟發(fā)學生回憶電場強度的定義，對比說明引入磁場強度的定義的思路是通過磁場對電流的作用力的研究得出的。為了讓學生更好的理解磁場，可以在實驗現象的基礎上引導學生進行討論。

 

教學設計方案

安培力 磁感應強度

一、素質教育目標

（一）知識教學點

　　1、理解磁感應強度B的定義及單位．

　　2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應強度的大小．

　　3、知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線的分布情況．

　　4、知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受安培力的大小 ．

　　5、會用左手定則熟練地判定安培力的方向．

（二）能力訓練點

　　1、通過演示磁場對電流的作用的實驗，培養(yǎng)學生利用控制變量法總結歸納物理規(guī)律的能力．

　　2、通過學習左手定則，理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關系，培養(yǎng)學生空間想像能力．

（三）德育滲透點

　　通過閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現電流磁效應，說明科學家之所以能取得輝煌的成就，除了本身所具有的聰明才智外，刻苦勤奮地學習和工作，善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要，鼓勵和激發(fā)學生從現在開始更加發(fā)奮地學習，將來為國家做貢獻．

（四）美育滲透點

　　通過介紹物理學家安培取得輝煌成就的原因是靠勤奮自學、刻苦鉆研的頑強意志，讓學生感受物理學家們的人格美、情操美．

二、學法引導

　　1、教師通過演示實驗法直觀教學，決定安培力大小的因素，通過啟發(fā)講解，幫助學生歸納總結公式 及B的定義式．結合練習法使學生掌握左手定則使用．

　　2、學生認真觀察實驗，在教師啟發(fā)的指導下總結規(guī)律，積極動手動腦理解公式，掌握左手定則的應用．

三、重點·難點·疑點及解決辦法

1、重點

　　（1）理解磁場對電流的作用力大小的決定因素，掌握電流與磁場垂直時，安培力大小為：

　�。�2）掌握左手定則．

2、難點

　　對左手定則的理解．

3、疑點

　　磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關系．

4、解決辦法

　　以演示實驗為突破口，直觀地引導學生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素；反復地借助實驗，來理解左手定則，建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關系的正確圖景．

四、課時安排

　　1課時

五、教具學具準備

　　鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導線．

六、師生互動活動設計

　　教師先通過實驗，學生觀察分析、討論、總結出安培力．

　　公式 ，再引入磁感強度B的定義式，通過講解類比電場強度，啟發(fā)學生理解公式 的意義，借助墻角（或桌角）幫助學生建立三維坐標空間，理解掌握左手定同．

七、教學步驟

（一）明確目標

（略）

（二）整體感知

　　本節(jié)教學是在上一節(jié)學習了磁場的概念及方向性的基礎上，進一步認識磁場的強弱性質，根據磁場力的性質用定義法定義B描述磁場的強弱，用磁感線形象地反映磁場的強弱，同時利用定義式來計算安培力的大小 ，再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向．

（三）重點、難點的學習與目標完成過程

1、磁場對電流的作用

　　用條形磁鐵可以在一定的距離內吸起較小質量的鐵塊，巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊，表明磁場有強有弱，如何表示磁場的強弱呢？我們利用磁場對電流的作用力——安培力來研究磁場的強弱．

2、決定安培力大小的因素有哪些？

　　利用演示實驗裝置，研究安培力大小與哪些因素有關

（1）與電流的大小有關．

　　保持導線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下，通過移動滑動變阻器觸頭改變導線中電流的大�。�

　　請學生觀察實驗現象．導線擺動的角度大小隨電流的改變而改變，電流大，擺角大；電流小，擺角�。�

　　實驗結論：垂直于磁場方向的通電直導線，受到磁場的作用力的大小眼導線中電流的大小有關，電流大，作用力大；電流小，作用力也�。�

（2）與通電導線在磁場中的長度有關．

　　保持導線在磁鐵中所處的位置及方向不變，電流大小也不變，改變通電電流部分的長度．學生觀察實驗現象．導線擺動的角度大小隨通電導線長度而改變，導線長、擺角大；導線短，擺角�。�

　　實驗結論：垂直于磁場方向的通電直導線，受到的磁場的作用力的大小限通電導線在磁場中的長度有關，導線長、作用力大；導線短，作用力小．

（3）與導線在磁場中的放置方向有關．

　　保持電流的大小及通電導線的長度不變，改變導線與磁場方向的夾角，當夾角為0°時，導線不動，即電流與磁場方向平行時不受安培力作用；當夾角增大到90°的過程中，導線擺角不斷增大，即電流與磁場方向垂直時，所受安培力最大；不平行也不垂直時，安培力大小介于 和最大值之間．

3、磁感應強度

　　總結歸納以上實驗現象，用L表示通電導線長度，I表示電流，保持電流和磁場方向垂直，通電導線所受的安培力大小FIL

　　用B表示這一比值，有 ．B的物理意義為：通電導線垂直置于磁場同一位置，B值保持不變；若改變通電導線的位置，B值隨之改變．表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為．對于電流和長度相同的導線，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁場強．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁場弱．因而我們可以用比值 來表示磁場的強弱．把它叫做磁感應強度．

定義：磁感應強度

單位：特斯拉，符號為T

　　常見的地磁場磁感應強度大約是 ，永磁鐵磁極附近的磁感應強度大約是 ．

　　用磁感線也可直觀地反映磁場的強弱和方向，磁感線越密處，磁感應強度大、磁場強．若磁感應強度大小和方向處處相同，稱為勻強磁場．根據勻強磁場的特點，請同學們畫出勻強磁場的磁感線的空間分布．

　　在非勻強磁場中，用 量度磁感應強度時，導線長L應很短，電流近似處在勻強磁揚中．

4、安培力的大小和方向．

　　根據磁感應強度的定義式，可得通電導線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為：

舉例計算安培力的大�。�

　　安培力的方向如何呢？還過前面的演示實驗現象可知，通電導線在磁場中受到的安培力方向跟導線中的電流方向、磁場方向都有關系．人們通過大量的實驗研究，總結出通電導線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律——左手定則．

　　左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且跟手掌在同一個平面內，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方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導線在磁場中的受力方向．

　　應該注意的是：若電流方向和磁場方向垂直，則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直；若電流方向和磁場方向不垂直，則磁場力的方向仍垂直于電流方向，也同時垂直于磁場方向．

（四）總結、擴展

　　本節(jié)課我們學習了磁場對電流的作用——安培力，通過研究安培力的大小，我們定義了反映磁場強弱的物理量——磁感應強度 ，同時，我們可以據此求解安培力的大小 ，安培力的方向用左手定則來確定．

　　如果磁場方向不與電流方向垂直，安培力的大小 ，方向仍可用左手定則判定．

八、布置作業(yè)

　　P150（1）（2）（3）（4）（5）

九、板書設計

第三節(jié)安培力磁感應強度

　　1、磁場對電流有力的作用

　　2、決定安培力大小的因素

　�。�1）與電流大小有關．

　　（2）與導線在磁場中的長度有關．

　�。�3）與導線在磁場中的放置方向有關．

　　3、磁感應強度

　　定義：

　　單位：特斯拉（T）



　　4、安培力的大小

　　當電流方向垂直磁場方向時，安培力大小

　　5、安培力方向

　　左手定則．