14.5 磁场对通电导体的作用力 教案【核心素养目标】（2022新课标）

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第十四章 磁现象
14.5 磁场对通电导体的作用力
教学目标：
1.物理观念：
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道左手定则。
（3）知道动圈式扬声器的工作原理
2.科学思维：
通过探究“磁场对通电导线的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
3.科学探究：
磁场对通电导线的作用力。
4.科学态度与责任：
通过动圈式话筒和耳机的应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：探究磁场对通电导线的作用规律。
教学难点：应用左手定则判断磁场对通电导体的作用力方向。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、U型磁体、导轨、导线、电源、开关、滑动变阻器、动圈式扬声器、耳机。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
2023年12月2日，《共同关注》报道，我国福建舰按计划开展系泊实验。
2023年12月17日，《共同关注》报道，我国第三艘航母福建舰目前正在开展系泊实验。
我国首艘航母山东舰正式入列4周年，山东舰2019年12月7日下水。
我国首艘航母山东舰正式入列4周年，2012年9月25日我国首艘辽宁舰舷号“16” 下水入列，2019年12月17日我国国产山东舰舷号“17” 下水入列。
中国人民解放军海军福建舰（舷号：18，简称福建舰）是中国的第三艘航空母舰，也是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量8万余吨。
2022年6月17日，中国第三艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”，舷号为“18”，该舰下水后，按计划开展系泊试验和航行试验。2023年4月，福建舰动力测试、系泊试验顺利展开。“电磁弹射”是什么原理？
二、新课讲授，师生互动
（一）磁场对通电导线的作用
思考：磁体周围存在什么？通电导线周围存在什么？磁体间的作用是通过磁场发生的，那磁体对通电导线是否有力的作用？
观察与思考
如图所示，用两根水平并且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来，并且让这根导线处于蹄形磁体两极之间的磁场中。接通电源，就有电流通过这根直导线，电流的方向是从b向a的。这时会看到导线ab向右运动。
如图所示，接通电源，就有电流通过这根直导线，电流的方向是从b向a的。这时会看到导线ab向右运动。
如图所示，保持磁体的磁极N极和S极位置不变，让通过ab的电流的方向与原来相反，观察导线ab的运动方向与原来相同还是相反。
如图所示，保持ab中的电流的方向与原来相同，把磁体的两个磁极对调，观察导线ab的运动方向与原来相同还是相反。
实验表明，通电导线在磁场中受到力的作用。力的方向与电流的方向、磁场的方向都有关系。当电流方向或者磁场的方向变得相反时，通电导线受力方向也变得相反。
（二）左手定则
当通电导体与磁感线垂直时，通电导体受N力方向和磁感线方向、电流方向之间的关系，可用图所示的方法来表示
伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿人手心，使四指指向电流方向。这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。这种方法称为左手定则(left-hand rule) 。
例题 箭头表示磁感线方向，“☉”表示通电线导中电流方向垂直纸面向里，“ ”表示通电导线中电流方向垂直纸面向外。根据左手定则判断导体的受力方向，并在图上用箭头表示出来。
解析：根据左手定则可判定导体的受力方向，如图所示。
（三）动圈式扬声器
把收音机、电视机和其他音响设备中都装有各种各样的扬声器(喇叭)，它们是怎样发出声音的呢
如图所示是一种动圈式扬声器的构造和工作原理。用薄的绝缘材料制成一个圆管，粘在锥形纸盆中央的后部，圆管外面用细漆包线绕上几十或上百匝线圈，作为音圈。
扬声器后部装有永磁体，它和环形的软铁组合起来，在磁极之间的环形间隙中形成一个很强的磁场，并且让音圈置于这个磁场中。当音圈中有电流通过时，就会受到磁场的作用力而运动。由于扬声器工作时通过音圈的电流大小和方向是反复变化的(交变电流)，所以音圈就会前后往复运动，从而带动纸盆来回振动，就发出了声音。
科学世界 扬声器是怎样发声的
现在，头戴的大耳机和小巧的耳塞机也都是动圈式的，构造和原理与上述的扬声器相同，只是把大纸盆换成了小的音膜，由音膜振动发声。
电磁弹射
电磁弹射原理是磁场对通电导体有作用力。
三、总结反思，超越自我
1.通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁感线的方向有关。
2.左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿人手心，使四指指向电流方向，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
3.动圈式扬声器原理：通电线圈在磁场中受力而运动。
四、板书设计，整合提升
1 .通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁感线的方向有关。
2.左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿人手心，使四指指向电流方向，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
3.动圈式扬声器原理：通电线圈在磁场中受力而运动。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 磁场对通电导线有力的作用
B. 磁场对通电导线力的作用方向与电流方向和磁感线的方向无关
C.磁场对通电导线的作用力的方向与电流的大小有关
D. 磁场方向不变，改变电流方向，磁场对通电导线的作用力的方向不变
2．箭头表示磁感线方向，“☉”表示通电线导中电流方向垂直纸面向里，“ ”表示通电导线中电流方向垂直纸面向外。导体受力错误的是（ ）
3．下列关于动圈式扬声器说法不正确的是（ 　）
　A.主要由永磁体和能运动的音圈及纸盆组成
　B.磁场对大小和方向反复变化的电流不产生力
　C.音圈中有电流通过时，受到磁场的作用力而运动
　D.音圈受变化的力运动带动纸盘振动发出声音
4．箭头表示磁感线方向，“☉”表示通电线导中电流方向垂直纸面向里，“ ”表示通电导线中电流方向垂直纸面向外。导体受力正确的是（ ）
5．箭头表示磁感线方向，“☉”表示通电线导中电流方向垂直纸面向里，“ ”表示通电导线中电流方向垂直纸面向外。导体受力正确的是（ ）
参考答案1.A；2.A；3.B；4.D；5.D。
六、作业：P158.T3
课外作业P158.T1、T2 。
教学反思：
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