1.1磁场对通电导线的作用力教案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.1磁场对通电导线的作用力 教案
【教材分析】
（一）教材分析
磁场对通电导线的作用力既是必修三初步对磁现象认识之后的提升内容，也是选择性必修二第一章安培力与洛伦兹力的第一节内容。从知识结构上来说具有承上启下的作用；从物理学角度来说它是力与运动在磁现象中的具体表现；从社会科技角度来说它又是电动机的基本原理，是改变人们生活方式的非常重要的自然规律。因此本节在磁现象中具有举足轻重的地位。
本节课主要是通过实验对安培力及其大小和方向进行认识，以及用安培力的规律来解释电磁炮和电流天平的工作原理。
【学情分析】
（一）学情分析
通过前面的学习，学生已经知道了磁场对通电导线会有作用力，但对该力的大小和方向并不了解。学生已经认识了几种常见磁场的磁感线分布，知道条形磁铁磁场的分布情况，以及对控制变量法有了一定的认识，具备了进行实验的一些基础知识和必要的操作技能。
【教学目标】
（一）教学目标
1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
【教学重难点】
（一）教学重难点
教学重点：安培力的大小计算和方向判定。
教学难点：用左手定则判定安培力的方向。
【新课导入】
（一）新课导入
（展示动态图片：回顾奥斯特的实验过程）奥斯特发现通电导线能使磁针发生偏转，不仅开启了研究电与磁联系的序幕，还使人们认识了这种神奇的"力"。
现在，这种力还能应用到新能源交通工具上，让电动车行驶在街头;应用到发射台上，射出数倍音速的炮弹……未来的某一天，可能还会应用到发射塔上，发射航天器，
在这一章里，就让我们一起去探究这种神奇的作用力吧!
（展示动态图片：导体棒在磁场中受力）在右图中，当导体棒中有电流流过时，导体棒就会因受力而发生运动。这个力的方向该如何判断 它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关
【新课讲解】
（一）安培力的方向
安培力的方向
教师演示实验：
师 ：通过进行安培力演示实验，引导同学们进行猜想影响安培力方向的因素有哪些？
师:通过分析演示实验，得出改变电流方向、磁场方向可以得到的四种情况。把结果记录在表格中。
次数 磁场方向 电流方向 安培力的方向 图
1
2
3
4
师：将学生4人分为一组，利用安培力演示仪 完成其它三种情况下的实验。
师：对于学生得到的四种情况下的结果统一用课件进行展示，对比得出：安培力方向与磁场方向和电流方向都有关系。
师：如何更加精确的判断安培力的方向呢
安培经过研究总结出了，左手定则。
①伸出左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面；
师：怎么样放到磁场中呢？
②使磁感线垂直穿过手掌，四指指向电流方向；
③大拇指所指的方向就是直线电流所受安培力的方向。
练一练：练习与应用第一题
教师设置练习
快速抢答
（一）安培力的大小
安培力的大小
师：复习回顾本章第二节时已经通过实验得出I垂直于B时的安培力计算公式F=BIL。
师：利用自制安培力演示仪探究I //B的情况，得出 F= 0 的结果。
师：电流方向与磁场方向不垂直时，安培力的大小怎样计算？
利用正交分解分析得出，磁场方向与电流方向不垂直时的情况时，F=ILB sinθ的结论。
师：1、分析磁电式电流表的原理。分析线圈受到的安培力。
2、电动机线圈受力情况是怎么样的？
（一）磁电式电流表
磁电式电流表
电流表是测定电流强弱和方向的仪器，常用的是磁电式电流表，其结构和原理如图所示。
1、构造：最基本的是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．
2、原理
①通电线圈在磁场中受安培力发生转动．螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动．
②线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小；根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向．
3、特点
表盘刻度均匀．
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，允许通过的电流很弱．
【板书】
（一）板书
磁场对通电导线的作用力
1. 磁场对通电导线的作用力称为安培力
2. 安培力的方向由左手定则判定
3. 当磁感应强度与导线方向成θ角时，F＝ILBsinθ
当磁感应强度与导线方向垂直时F＝ILB
【课后反思】
（一）课后反思
①学生在电流和磁场是否垂直上缺乏空间想象力，要让他们学会用手去判断，让学生通过练习中体会。
②教学中，制造悬念，科学方法教育一直处于教学的主线隐含中。通过信息技术的融合，更加清晰形象的展示了通电导线在磁场受力情况，有助于学生分析问题和解决问题。
③几何磁电式电流表教学，对学生进行技术教育，加强了物理与现实生活的联系。