9.3 磁场对通电导线的作用 教案 -2023-2024学年高二上学期（中职）物理高教版《技术物理 上册》

9-3 磁场对通电导线的作用 一、教学目标 1.理解安培力的概念。 2.会用左手定则判定安培力的方向。 3.会用安培定律求解匀强磁场中恒定电流所受到的安培力及相关问题。 二、教学重点难点 重点：左手定则，安培定律。 难点：左手定则和安培定律的应用。 三、教学器材 蹄形磁铁，电池盒，四节一号电池，支架线圈，导线。 四、教学建议 教学建议 演示实验，讨论，讲解。 教学设计方案 （一）引入新课 在前面的学习中，我们已经观察到放置在通电导线附近的小磁针可以受到力的作用而偏转，那么，反过来，通电导线在磁场中会发生什么现象呢？ 演示实验：把一通电导线放置在磁场中，我们发现这段导线受到了力的作用。那么，如何计算这个力的大小？如何确定这个力的方向？这个力与磁场有什么关系？为了解决这些问题，我们需要研究磁场对电流的作用。 （二）引出新课内容 图1 磁场对电流的作用 1.安培力 由演示实验可知：把一载流导线放置在磁场中，导线会受到力的作用，我们把磁场对电流的作用力称为安培力。 改变电流的方向，载流导线受力方向会发生改变。改变磁场的方向，载流导线受力方向也会发生改变。那么应该如何判断安培力的方向呢？ 我们发现：磁场方向、电流方向和安培力的方向，可以统一表示在左手上。 2.左手定则 伸开左手，让拇指根其他四指垂直，并且在同一个平面内，使磁感线穿过手心（即手心对着N极），四指指向电流方向，拇指所指的方向就是磁场对电流作用力（安培力）的方向。 若已知磁场、电流、安培力三个量中任意两个量的方向，就可以根据左手定则判断第三个量的方向。 用左手定则可以确定安培力的方向，那么安培力的大小如何计算呢？ 安培通过大量实验，总结出计算磁场对电流作用力的公式——安培定律。 3.安培定律 图2 安培定律 实验发现：载流导线在匀强磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，所受安培力的大小与导线的长度l、导线中的电流I、磁感应强度B以及电流在磁场中的方位有关。如果电流与磁场夹角为，电流受到的安培力为F，则 F=BIlsin θ 在SI中，F的单位为N、B的单位为T、的单位为A，L的单位为m。 当电流与磁场垂直时，安培力取得最大值：F=BIl 当电流与磁场平行时，磁场对电流没有力的作用，即F=0 例题；匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，方向向右，有一长为0.3 m的直导线放置在磁场中，与磁场方向成30°角，如果有10 A的电流通过直导线，求直导线受到的磁场的作用力。 解：已知B =0.2 T L =0.3 m θ=30° I =10 A 则 F =BIlsin θ =0.2×0.3×10×0.5 N=0.3 N 方向：根据左手定则，安培力的方向垂直于通电导线，指向纸外。 （三）小结 1.安培定律是电磁学中的重要规律，要求熟练掌握，并会运用定律解决实际问题。 2.安培力的方向用左手定则判定，也要熟练掌握。 （四）作业布置 1.p77 2、3、4、5题 2.《技术物理练习册》（第3版）相关习题 （五）教法建议 1.本节课宜多结合实验现象，让学生体会左手定则，加强理解。 2.本节安排的选学内容可作为知识拓展给学生介绍，视学生的情况而定。 学科网（北京）股份有限公司 $$