1.2安培力的应用 教学设计-2021-2022学年【新教材】粤教版（2019）高二物理选择性必修第二册

《安培力的应用》教学设计

云浮市云安区云安中学  蒋贤才

教学目标：

1. 进一步学习安培力在生活、生产和科研中的广泛应用；
2. 经历学习电流天平、磁电式电表及直流电动机结构的过程，探索这些科技产品背后的物理规律；
3. 通过对安培力应用案例的学习，培养尊重科学、实事求是的科学态度，体会科学理论催化技术发明的作用。

教学重点：

1. 电流天平的原理；
2. 磁电式电表的原理；
3. 直流电动机的原理。

教学难点：

建构力学模型，利用规律解决实际问题

教学方法：

演示实验，阅读，问题探究式教学，讲授。

课时安排：1课时

新课教学：

一、电流天平

设计方法：等效替代法

情境：如图所示是等臂电流天平的原理图。在天平的右端挂一矩形线圈，设线圈匝数为，底边cd长，放在待测匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁场方向垂直于纸面向里。

（1）设磁感应强度为，当线圈中通入如图所示方向的电流时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码使天平平衡；

问题1：线圈所受安培力的方向是怎样的？大小怎样表示？

问题2：根据共点力平衡知识，天平平衡时，应满足什么样的关系？

（2）保持线圈中电流的大小不变，使电流方向反向，通过在天平左盘加上质量为的砝码使天平再次平衡。

问题1：此时，线圈所受安培力的方向又是怎样的？大小怎样表示？

问题2：根据共点力平衡知识，此时，又应满足什么样的关系？

 

【讨论与交流】如果把上述情境中的线圈换成如图所示的四种不同形状的线圈，其中通电线圈匝数相同，变成MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，哪一种天平最容易失去平衡？由此说明了什么？

 

 

二、磁电式电表

【观察与思考】如图所示是磁电式电表内部结构示意图。

    蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看做是均匀辐射分布的，无论通电线圈转到什么位置，线圈的平面总与磁场方向平行。

【思考问题】（1）线圈的转动是怎样产生的？

（2）线圈为什么不能一直转动下去？