课件23张PPT。ANHUI SHEXIAN SENIOR HIGH SCHOOL磁场对通电导线的作用力——安培力 安德烈·玛丽·安培（André-Marie Ampère，1775年—1836年），法国物理学家、化学家、数学家.一、安培力的方向IBF+-磁极N磁极S磁极N磁极SIBF+-磁极N磁极S磁极SIBF+-磁极N磁极S伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，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。安培力的方向——左手定则BBII牛刀小试B∥IIB⊥BB⊥B∥二、安培力的大小猜想：电流的大小（I）安培力大小磁场的强弱（B）导线的长度（L）学生分组实验：安培力F与电流I ？
探究安培力大小的影响因素安培力F与磁感应强度B？
安培力F与导线长度L？——控制变量法导线长度L
磁感应强度B电流I
磁感应强度B电流I
导线长度L电 流I
导线长度L
磁感应强度BI增大——F增大L增大——F增大B增大——F增大励磁线圈工作
线圈励磁电流导
体
电
流励磁线圈匝数100060020000数据表格B∝I励励磁线圈工作
线圈励磁电流
导
体
电
流励磁线圈匝数100060020000数据表格B∝I励励磁线圈工作
线圈励磁电流
导
体
电
流励磁线圈匝数100060020000数据表格B∝I励励磁线圈工作
线圈励磁电流
导
体
电
流励磁线圈匝数100060020000数据表格B∝I励励磁线圈工作
线圈励磁电流
导
体
电
流F安∝格数励磁线圈匝数100060020000数据表格B∝I励结论：实验表明：安培力的大小与磁感应强度B、电流I和导线长度L三者大小都成正比，即：
F ∝ BIL = kBIL
在国际单位制中，可取k=1，则表达式为：
F = BIL谢谢大家！
课题： 磁场对通电导线的作用力—安培力
授课教师单位：安徽省黄山市歙县中学
教学设计思路：
建构主义学习观认为：物理概念及规律的学习，是学生根据头脑中已有的知识构建新知识与经验的过程，为此我们根据初中时学生对安培力及磁场概念的认识为基础，以实验实景为情景，整合教学资源来支撑学生的构建活动。在实验探究安培力的方向时，通过电流方向、磁场方向、安培力方向三者各种不同组合的关系，经归纳总结顿悟得到左手定则；再用控制变量法在专用装置上探究安培力的大小与三个因素之间的定性定量关系，从而得到安培力。期间，将师生合作探究与学生分组探究相结合，给学生更多的真实体验，教学实施中，鼓励学生在问题中思维，在情境中归纳，在实验中发现，在活动中交流与合作，从中体验科学探究的成功与喜悦，学会向科学家那样用科学的方法探究这个未知世界。
把培养学生的创新能力作为本节课的核心目标。教师有创新意思及能力，才会有创新的教学设计与课堂教学，才能培养有真正创新能力的学生。本节课，在实验创新上狠下功夫：①用强磁铁吸附在铁板上为磁极，创造高强度大范围匀强磁场，磁场方向可360°变化，该装置不仅可以探究安培力的方向遵循的规律，还可以研究磁场与电流平行时无作用力，磁场与电流成一定夹角时有安培力；②用自制的带突起的导线框、一节干电池、柱状小磁体的设计使线框旋转，让学生亲临体验了安培力的存在，不仅验证了理论的正确性，学生更品尝到成功的愉悦；③对安培力大小的探究：用简易自制电动机为素材，猜想得到影响安培力大小的因素，学生利用市面出售的安培力演示仪探究定性关系，在此基础上提出挑战，探究定量关系，创新研制仪器，用励磁线圈电流大小表示磁感应强度大小，巧妙的利用中间抽头的矩形线框来改变通电导线的有效长度，而安培力的大小由指针在横向直线的刻度表示（已附在结尾处），用控制变量的方法，成功得到结果（本装置已获得国家实用技术发明专利），让学生零距离参与体验创新的力量，我们的理念是：有了创新的课堂，才能培养出创新的学生。
知识目标：
（1）理解磁场的基本性质——磁场对电流有力的作用，掌握用左手定则判断安培力的方向。
（2）知道磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受安培力的大小跟电流的大小、导线在磁场中的长度和磁场的强弱等因素有关。
技能目标：
（1）通过左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。
（2）通过用实验探究影响安培力大小的因素，学习用“控制变量法”研究问题的方法。
（3）经历探究安培力大小与哪些因素有关的过程，体会科学探究的一般方法。
情感目标：
（1）通过引导学生对安培力进行探究，培养学生的观察能力、分析能力和与他人合作精神。
（2）认识安培力的应用给我们的生活带来的影响
教学重点：
(1) 掌握左手定则。
(2)定性地了解决定磁场对电流的作用力大小的有关因素及关系。
教学难点：在对左手定则涉及的空间关系的理解和定量探究影响安培力大小的因素。
教学资源：图片、磁铁、线圈、电动机模型、学生安培力演示仪、自制安培力方向演示仪、自制安培力大小定量演示仪、滑动变阻器、电源、多媒体电脑等。
教学流程图：
教学过程：
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入
图片1：电流表及内部构造
图片2：电风扇及内部构造
图片3：抽水电动机
图片4：动车
教师演示：自制简易电动机通电，在磁场的辅助下转动。
通过以上内容，让学生思考这些设备的驱动力从哪里来的？引出本节课的内容。
欣赏 思考
吸引学生的注意力
同时引出课题
新课教学
探究安培力的方向：演示实验：导体棒在磁场下的运动情况，引导学生得出与安培力的方向？
观察 思考
观察安培力的方向与：电流方向、磁场方向的关系
教师演示实验
实验一：磁场向下，电流由里向外，导体棒向右运动，安培力向右；
观察 思考
实验二：改变磁场向上，保持电流方向不变，导体棒向左运动，安培力向左；
观察 思考
引导学生发现安培力方向与磁场方向有关
实验三：保持磁场向上不变，改变电流方向向里，导体棒向右运动，安培力向右；
观察 思考
引导学生发现安培力方向与电流方向有关
提问
展示上述三次实验结果图片，让学生观察，总结归纳安培力的方向应该满足什么规律？
观察 思考
教师引导归纳
三者方向满足三维空间关系，利用身边“墙角”判断的话，很不方便，引出安培总结出左手定则。
思考 欣喜
科学精神的培养
总结出左手定则
师生同做验证性实验
理论联系实际，感受知识的魅力，品尝成功的愉悦
提问
以上我们探究了安培力的方向，下面我们探究安培力的大小，同学们能够通过简易电动机模型猜测出安培力的大小和哪些因素有关吗？
思考 学生起立回答
简易电动机模型承上启下，利用实物图便于猜测。
教师根据学生回答归纳
可能和：流过电动机线圈的电流大小有关；线圈绕制了多匝，可能和通电导线长度有关；在磁场的辅助下，可能和磁场的强弱有关。
鼓励学生的发言
学生分组实验
让同学们看到桌子上的实验器材，重点介绍安培力演示器，连接电路，利用控制变法，逐个改变变量开始分组实验。
分组实验
培养学生的动手能力、合作探究的意识
提问
各组通过实验探究出安培力的大小与三个因素之间有什么关系？
思考 总结得出结论
起立回答
培养学生分析总结的能力详细介绍自制器材
大家通过实验得到安培力的大小与电流大小、通电导线的长度、磁感应强度大小三者的增大而增大，但这仅仅是定量关系，我们将仪器进行了创造性的升级改造，进行定量探究。请看实验仪器，并作出原理介绍。
观察器材 思考
让学生感受到创新的重要性及本器材的独特性
通过自制仪器师生共同探究
仍采用控制变量法进行实验：逐个控制I、L、B的变化，记录数据，通过excel表格作出关系图像，得出结论。
观察 读取数据
体会用excel处理数据关系的便利性
总结
通过以上实验我们发现：安培力的大小与电流I、导线有效长度L、磁感应强度B三者大小都成正比，即F ∝ BIL = kBI L
在国际单位制中，可取k=1，则表达式为：
F = BIL
共同探究，得出定量结论，收获成功的喜悦
结束语
同学们，以上就是我们今天的学习内容，本节课，我们经历了一次愉快的探究过程，从中我们不仅仅获得了知识，更学会了像科学家那样去探究这个未知世界，本节课就到这里，谢谢同学们的参与！再见！
附：
安培力测量指示部分：在工作线圈略高于重心处装上转轴，安装在微轴承上（如图3、图4），在线圈内侧竖直边上装上较长指针（约）（如图4所示）。原理如下：图4中为转轴，为线圈自身重力，为转轴到水平刻线距离，线圈转动时受安培力力矩和重力力矩，转动平衡时有：
图中，为图中的正切线长
故
，即指针与水平刻线交点到0刻线的距离即角正切线的长与安培力大小成正比。
