3.3 磁场对通电导线的作用(学案)
一、学习目标
1、知道什么是安培力；电流方向与磁场方向垂直时，安培力等于BIL；电流方向与磁场方向平行时，安培力等于零。
2、掌握左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、知道电动机的工作原理，感受物理知识的相互联系。
二、重点难点
重点：安培力的大小计算和方向的判定
难点：用左手定则判定安培力的方向
三、学习过程
（一）复习回顾、做好铺垫
安培定则(右手螺旋定则)
直线电流的磁场
环形电流的磁场
通电螺旋管的磁场
（二）新课学习、合作探究
一、安培力
1、定义：磁场对 的作用力称为安培力
2、猜想：磁场对通电导线的作用力可能与哪些因素有关呢？
实验探究：
当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：
①当其它因素不变，电流增大时，安培力
②当其它因素不变，导线长度增大时，安培力
③当其它因素不变，与导线放在磁场中的位置有关，导线所在处磁场越强，安培力
3、大小
（1）导线与磁场方向垂直时 ， F =
（2）导线与磁场方向平行时， F =
<设疑>如果既不平行也不垂直呢？
4、安培力的方向
师生共探：安培力的方向与什么因素有关呢？
总结归纳：安培力的方向和 、 有关。
（1）方向判定：左手定则
伸出左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(2)特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于 ___决定的平面．
判断下图中通电导线受力的方向
[典例1]判断下图中通电导线所受安培力力的方向。
[师生交流活动]
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。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？
演示实验：
（1）电流的方向相同时 ，现象： 。
（2）电流的方向相反时 ，现象： 。
学生利用已有的知识进行分析：
二、电动机—安培力的重要应用
（1）组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源
（2）原理：
(四)、当堂检测、总结提升
1.如图所示，用两根相同的细绳悬挂一段均匀水平载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F。为使F＝0，可能达到要求的方法是（ ）
A．施加水平向右的磁场
B．施加水平向左的磁场
C．施加垂直纸面向里的磁场
D．施加垂直纸面向外的磁场
2.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向，则小线框的运动情况是 （ ）
A．向右运动
B．静止不动
C．向左运动
D．发生转动，同时向远离直导线方向运动
3．如图所示为电动机的简化模型，线圈abcd可绕轴O1O2自由转动。当线圈中通入如图所示的电流时，顺着O1O2的方向看去，线圈将（ ）
A．顺时针转动
B．逆时针转动
C．仍然保持静止
D．可能顺时针转动，也可能逆时针转动
4、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则：( )
A. 磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用
【变式训练】若导线偏磁铁中央的右侧，结果又怎样？
5、(2011·江苏徐州模拟)如图8－1－9所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( )．
A．线圈向左运动
B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动
D．从上往下看逆时针转动
6*、如图所示，两平行光滑金属导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上的匀强磁场中，MN处于静止状态，求：金属棒所受安培力的大小和方向？(g=10m/s2)
【拓展提升】磁场取什么方向时，安培力最小？
（五）作业
1、课下阅读课本第88页。
2、完成P87“练习与评价”第1、2题。
3.3 磁场对通电导线的作用（公开课教案）
泰州田家炳实验中学 — 张军
开课地点：口岸中学
一、教学目标
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力；电流方向与磁场方向垂直时，安培力等于BIL；电流方向与磁场方向平行时，安培力等于零。
2、掌握左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、知道电动机的工作原理。
（二）过程与方法
通过演示、观察结合控制变量法去探究安培力的大小和方向。
（三）情感、态度与价值观
1、通过实验去培养学生科学探究的精神。。
2、通过了解电动机的工作原理，感受物理知识的相互联系。
二、教学重点难点
教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。
教学难点：用左手定则判定安培力的方向。
三、教学过程
（一）复习检查、做好铺垫
安培定则(右手螺旋定则)
直线电流的磁场
环形电流的磁场
通电螺旋管的磁场
（二）新课引入、展示目标
由奥斯特试验我们知道,通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用,那么磁铁产生的磁场对通电导线时否也有力的作用呢?在这节课,我们就自己动手做实验,看看能发现什么规律。
（三）合作探究、精讲点拨
一、安培力
1、定义：磁场对通电导线的作用力称为安培力
2、猜想：磁场对通电导线的作用力可能与哪些因素有关呢？
实验探究：控制变量法
当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：
①当其它因素不变，电流增大时，安培力增大
②当其它因素不变，导线长度增大时，安培力增大
③当其它因素不变，与导线放在磁场中的位置有关，导线所在处磁场越强，安培力越大
3、大小
（1）导线与磁场方向垂直时, F=BIL
（2）导线与磁场方向平行时，F=0
<设疑>如果既不平行也不垂直呢？
4、安培力的方向
师生共探：安培力的方向与什么因素有关呢？
①改变电流的方向 现象： 导体向相反的方向运动 。
②调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象： 导体又向相反的方向运动 。
总结归纳：安培力的方向和 磁场方向 、 电流方向 有关。
（1）方向判定：左手定则
伸出左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
(2)特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于_B和I_共同__决定的平面．
判断下图中通电导线受力的方向
[典例1]判断下图中通电导线所受安培力力的方向。
[师生交流活动]
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。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？
演示实验：
（1）电流的方向相同时 ，现象：两平行导线相互靠近。
（2）电流的方向相反时 ，现象：两平行导线相互远离。
引导学生利用已有的知识进行分析：
二、电动机—安培力的重要应用
（1）组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源
（2）原理：利用安培力
(四)、当堂检测、总结提升
1.如图所示，用两根相同的细绳悬挂一段均匀水平载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F。为使F＝0，可能达到要求的方法是（ C ）
A．施加水平向右的磁场
B．施加水平向左的磁场
C．施加垂直纸面向里的磁场
D．施加垂直纸面向外的磁场
2.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I沿顺时针方向，则小线框的运动情况是 （ C ）
A．向右运动
B．静止不动
C．向左运动
D．发生转动，同时向远离直导线方向运动
3．如图所示为电动机的简化模型，线圈abcd可绕轴O1O2自由转动。当线圈中通入如图所示的电流时，顺着O1O2的方向看去，线圈将（ A ）
A．顺时针转动
B．逆时针转动
C．仍然保持静止
D．可能顺时针转动，也可能逆时针转动
4、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则：( A )
A. 磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用
【变式训练】若导线偏磁铁中央的右侧，结果又怎样？
5、(2011·江苏徐州模拟)如图8－1－9所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( A )．
A．线圈向左运动
B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动
D．从上往下看逆时针转动
6*(选作)、如图8－1－8所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是 ( C )．
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动，同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
7*、如图所示，两平行光滑金属导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上的匀强磁场中，MN处于静止状态，求：金属棒所受安培力的大小和方向？(g=10m/s2)
<思路分析>先画出导轨和金属棒的正视图 再对金属进行受力分析 根据共点力平衡的条件求出F安
【答案】 F安=1N 方向：水平向右
<拓展提升>磁场取什么方向时，安培力最小？
（五）、布置作业
1、课下阅读课本第88页。
2、完成P87“练习与评价”第1、2题。
板书设计
一、安培力
1、定义，磁场对通电导线的作用力称为安培力
2、大小（1）导线与磁场方向垂直时 F=BIL
（2）导线与磁场方向平行时，F=0
3、安培力的方向
判定：左手定则
特点：F⊥B，F⊥L，即F垂直于_B和L__决定的平面．
二、电动机—安培力的重要应用
（1）组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源
（2）原理：利用安培力
教学反思
本节课可以通过实物投影仪放大演示实验的效果；观察线框的摆角时可设一参照物,有利于学生观察。本节课着重于左手定则的掌握与应用,并注意和安培定则的结合使用。电动机的结构与原理宜在实物模型的基础上让学生去观察分析。一开始安培定则的复习时间要短，检查回顾一下即可，节约时间用于安培力的课堂练习。
课件21张PPT。 直线电流的磁场的磁感线：复习回顾安培定则（右手螺旋定则）大拇指其余弯曲的四指环形电流的磁场的磁感线通电螺线管的磁场的磁感线3 磁场对通电导线的作用
——安培力泰州市田家炳实验中学——张军1.知道什么是安培力；电流方向与磁场方向垂直时，安培力等于BIL；电流方向与磁场方向平行时，安培力等于零。
2.掌握左手定则，会用左手定则判定安培力的方向。
3.了解安培力的重要应用——电动机。首先请同学们猜想：磁场对通电导线
的作用力可能与哪些因素有关呢？我们如何用实验来验证你的猜想呢？请 猜 想安培力，磁场对通电导线的作用力称为安培力。一、安培力1.定义：磁场对通电导线的作用力称为安培力。2.大小：F=BIL在式中，F的单位为牛顿（N），I的单位为安培（A），L的单位为米（m）,B与导线所在处磁场强弱有关 （1）导线与磁场方向垂直时（2）导线与磁场方向平行时 ，<设疑>如果既不平行也不垂直呢？ F = 0左手定则:左手手心四指大拇指 F⊥磁场方向，F⊥I，
即F垂直于 磁场方向和导线
决定的平面．
3、安培力的方向
（1）判定
——磁感线垂直穿入手心
——指向电流的方向——指向安培力的方向(2)特点：试一试NSF判断下图中通电导线受力的方向判断安培力的方向垂直纸面向里不受安培力判断安培力的方向不受安培力如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？同向电流相互吸引反向电流相互排斥结论:师生交流活动：二、电动机—安培力的重要应用1.如图所示，用两根相同的细绳悬挂一段均匀水平载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F。为使F＝0，可能达到要求的方法是（ ）
A．施加水平向右的磁场
B．施加水平向左的磁场
C．施加垂直纸面向里的磁场
D．施加垂直纸面向外的磁场 C2.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向，则小线框的运动情况是 （ ）
A．向右运动
B．静止不动
C．向左运动
D．发生转动，同时向
远离直导线方向运动
abcdC3．如图所示为电动机的简化模型，线圈abcd可绕轴O1O2自
由转动。当线圈中通入如图所示的电流时，顺着O1O2的方向
看去，线圈将（ ）
A．顺时针转动
B．逆时针转动
C．仍然保持静止
D．可能顺时针转动，也可能逆时针转动A4、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则
A. 磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用F【变式训练】若导线偏磁铁中央的右侧，结果又怎样？ ( )．
A．线圈向左运动
B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动
D．从上往下看逆时针转动5、(2011·江苏徐州模拟)如图8－1－9所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是
图8－1－9A6*、如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上的匀强磁场中，MN处于静止状态，求：安培力的大小和方向？(g=10m/s2)【答案】 F安=1N
方向：水平
向右【拓展提升】磁场取什么方向时，安培力最小？磁场和电流垂直时，F＝_ BIL___.
磁场和电流平行时，F＝ 0 .课堂小结特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于__B和 I共同__决定的平面．
左手定则二、电动机方向 判定：一、安培力大小原理——利用安培力
组成：磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源 （五）作业
1、课下阅读课本第88页。
2、完成P87“练习与评价”第1、2题。
