1.1 磁场对通电导线的作用力（导学案）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

第1节　磁场对通电导线的作用力 导学案 【学习目标】 1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。 2.经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。 3.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。 【学习重难点】 1、教学重点：安培力的方向和大小 2、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系 【知识回顾】 一、磁感应强度 (1)定义：在磁场中垂直于磁场方向放置的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫___________。 (2)公式：B＝___________。 (3)单位：国际单位是___________，简称特，国际符号是___________,1 T＝1。 【自主预习】 一、安培力的方向 1．安培力：___________在磁场中受的力。 2．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___________，并使四指指向___________的方向，这时___________的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于___________所决定的平面。 二、安培力的大小 1．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I时，它所受的安培力F＝___________。 2．当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线所受安培力为。 3．当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，导线所受安培力F＝_______________________。 三、磁电式电流表 1．构造：最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的___________。如图所示。 2．原理 (1)通电线圈在磁场中受安培力发生转动时，螺旋弹簧变形，以反抗线圈的转动。 (2)电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就___________，线圈偏转的角度也___________，达到新的平衡。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过___________。 (3)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。所以，根据指针的___________，可以知道被测电流的方向。 3．特点：极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线___________，线圈左右两边所在之处的磁感应强度的大小都___________。 4．优、缺点 (1)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。 (2)缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很小。 【课堂探究】 【新课导入】 下图是磁电式电流表的结构示意图，为什么电流表通电后其指针会发生偏转？ 磁场强弱如何描述？ 安培力是矢量，既有大小又有方向，其方向和大小有什么规律？ 、【新课教学】 任务一、安培力的方向 （一）研究安培力的方向与哪些因素有关 请你结合以前所学知识，你觉得安培力方向与那些因素有关？如何设计实验方案研究？ 猜想： .实验方案： 1.实验方法： 2.实验步骤：按照图所示，组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。 实验结论： (2） 左手定则 你能根据实验结果总结一下判断安培力方向的方法吗？ 左手定则： 磁场、电流、安培力三者方向描述有什么困难？ （3） 立体图转平面图 研究安培力的问题要涉及三维空间，为了描述方便，我们可以将立体图转平面图，物理学规定“×进·出” 当电流与磁场方向不垂直时，如何判断安培力方向？ 现在你能解释必修三中通电导线间相互作用力的实验现象了吗？ 如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 用学过的知识加以分析 提示： 任务二、安培力的大小 （1） 安培力大小 在匀强磁场B中，通电直导线与磁场方向垂直和平行的情况下，导线上的电流为I，导线所受安培力F应怎样求？ （3）当导线（电流I）与磁场B方向夹θ角时: 思路： 综上所述，F=BIL中L有什么要求？ （二）安培力大小的计算 【典例探究】如图所示，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直匀强磁场放置。将M、N两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为1.2 N。若将MON边移走，则余下线框受到的安培力大小为 (　 ) A．0.6 N　　　　　　 B．0.8 N C．1.2 N D．1.6 N （三）技巧点拨 应用安培力公式F＝IlBsin θ解题的技巧： 应用公式F＝IlBsin θ求安培力大小时不能死记公式，应正确理解公式中各物理量的实质，可将B