1.1磁场对通电导线的作用力 课件(共24张PPT)

文档属性

名称 1.1磁场对通电导线的作用力 课件(共24张PPT)
格式 pptx
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-04-27 20:50:42

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文档简介

(共24张PPT)
磁场对通电导线的作用力
学习目标
1. 通过实验认识安培力的方向及大小,生成安培力的概念,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。(物理观念)
2. 通过安培力方向及大小的学习,体会物理模型在探索自然规律中的作用(科学思维)
3.经历得出安培力、磁感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得出过程,体会矢量分析的方法(科学探究)
4.掌握研究安培力的方向和大小的方法,能在具体问题中恰当的观察磁电式电流表的结构,知道磁电式电流表工作的原理,体会物理知识与科学技术的关系(科学态度与责任)
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。
学习目标
1. 通过实验认识安培力的方向及大小,生成安培力的概念,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。(物理观念)
2. 通过安培力方向及大小的学习,体会物理模型在探索自然规律中的作用(科学思维)
3.经历得出安培力、磁感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得出过程,体会矢量分析的方法(科学探究)
4.掌握研究安培力的方向和大小的方法,能在具体问题中恰当的观察磁电式电流表的结构,知道磁电式电流表工作的原理,体会物理知识与科学技术的关系(科学态度与责任)
教学活动准备任务专题设计
任务一 安培力的方向
活动 1.影响安培力方向的因素
活动 2.探究安培力、磁场、电流三者之间方向的关系
活动 3.左手定则
活动 4.应用左手定则判断安培力方向
任务二 安培力的大小
任务三 磁电式电流表
教学过程设计
实验探究——观察通电导体棒在磁场中运动
定性研究——从实验分析归纳安培力的方向
定量研究——安培力的大小
实际应用——磁电式电流表
问题引入——指出研究方向和研究方法
问题引领
【实验方案设计】
实验方法:控制变量法
1.保持磁场方向不变,改变电流方向,观察金属棒的受力。
2.保持电流方向不变,改变磁场方向,观察金属棒的受力。
实验探究 观察通电导体棒在磁场中运动
实验次数 磁场方向 电流方向 安培力方向
1 向下 垂直直面向外
2 垂直直面向内
3 向上 垂直直面向内
4 垂直直面向外
【学生活动】学生分组实验,记录实验现象,分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系?体验物理规律的得出过程。
定性研究 安培力的方向
【学生活动】
小组讨论,探究安培力、电流、磁感应强度三者方向的关系。
I
B
F
一、安培力的方向
1.判断方法---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;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时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。
练习1、画出安培力的方向
注意:安培力F与B、I都垂直,但B和I可以不相互垂直。
情境引入
在必修第三册中我们已经学习,在匀强磁场中,当通电直导线与磁感应强度垂直时,通电导线受到的安培力大小F=ILB。那么通电导线在磁场中一定受到力的作用吗
1、当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时:
2、当磁感应强度B的方向与导线方向平行时:
思考:如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢?
定量研究 安培力的大小
F=BIL
F=0
二、安培力的大小
①一个分量与导线垂直 B⊥=Bsinθ
②另一分量与导线平行 B//=Bcosθ
其中平行方向的B//不产生安培力,导线所受的安培力只是垂直方向的B⊥产生,由此得到:
F=ILB⊥=ILBsinθ
θ=0时
平行:F=0
θ=90°时
垂直:F=BIL
I
B
B//
B⊥
θ
练习2 如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力。
归纳总结
①公式F=ILB中L指的是“有效长度”.
当B与I垂直时,F 最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0.
②弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度,相应的
电流沿L由始端向末端.
应用探究
实际应用—磁电式电流表
情境引入
图1是几种常见的磁电式电表,虽然它们外观不同,但它们的核心结构都相似,如图2所示。
极靴
线圈
引导学生结合实物,看课本回答问题
1线圈的转动是怎么产生的?
2.极靴之间的磁场是匀强磁场吗
3.电流表中的螺旋弹簧起什么作用?
4.观察电流表的刻度是否均匀
仔细观察磁电式电流表结构,思考电流表的指针为什么最终能稳定的指向某一刻度,且偏转角度大小能反映电流大小?
磁电式电流表的结构
线圈通电时,安培力使线圈转动
变形
产生弹力阻碍转动
安培力与弹力力矩平衡,指针停止转动
电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也就越大,线圈偏转的角度也越大
工作原理:通电线圈受安培力作用而转动
优点:灵敏度高,能测出很弱的电流
缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流很弱
磁电式电流表
练习3 如图,是磁电式电流表的结构,蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布,线圈中a、b两条导线长均为l,通以图示方向的电流I,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则(  )
A.该磁场是匀强磁场 B.线圈平面总与磁场方向垂直
C.线圈将逆时针方向转动 D.a、b导线受到的安培力大小总为IlB
安培力的方向
安培力的大小:
通电导线在磁场中受到的力
应用:磁电式电流表
判定方法:左手定则
特点:总垂直于B 和I 确定的平面
构造:
原理:
F=ILBsinθ
通电线圈受安培力作用而转动
课堂小结
三、板书设计
1.1 磁场对通电导线的作用力
(一)安培力的方向
1、影响因素:B的方向I的方向
2、左手定则
3、通电直导线之间的相互作用力
(二)安培力的大小
I ⊥B,F=ILB
I// B,F=0
F =ILB sinθ
(三)磁电式电流表工作原理
I
B
B//
B⊥
θ
谢谢观看