2.2安培力与磁电式仪表 学案 (2)
文档属性
| 名称 | 2.2安培力与磁电式仪表 学案 (2) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 252.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-30 13:43:08 | ||
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文档简介
2.2安培力与磁电式仪表 学案
教学目标
1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。
2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。
3.了解磁电式电流表的内部构造及原理。
教学重难点
【学习重点】安培力的方向确定和大小的计算。
【学习难点】左手定则的运用。
教学过程：
【课前复习预习案】
1.直线电流的磁场方向可以用 定则确定：右手握住通电导线，让伸直的 所指方向与___________方向一致，弯曲的 所指的方向就是 环绕的方向
2.环形电流的磁场可以用另一种 定则确定：右手握住通电螺线管，让右手弯曲 的 与________的方向一致，伸直的 所指的方向就是环形导线 上磁感线的方向。
3.安培力：磁场对 的作用力通常称为安培力。
4．安培力的方向-----左手定则
通电导线在磁场中所受安培力的方向可以用 定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指 ，并且都跟手掌 ，让磁感线 ，并使 指向 方向，这时， 所指的方向，就是通电导线在磁场中 方向。说明：安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的 。
5．安培力的大小
(1)垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力F= 。
(2)当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为 。
(3)当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力F= 。
6．磁电式电流表
(1)电流表主要由哪几部分组成的？
电流表由 、铁芯、 、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。
(2)为什么电流表可测出电流的强弱和方向？
磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越 ，线圈和指针偏转的角度就越 ，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着 ，指针的偏转方向也随着 ，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
【预习自测】
1．关于安培力的说法中正确的是（ ）
A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B.安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关
C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线
2．在下面的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是 ( )
【课堂探究案】
探究一：探究安培力的方向
1、演示实验
2、提出问题
（1）垂直磁场方向的通电导线受力吗？
（2）电流方向、磁场方向、受力方向在同一条直线上吗？在同一平面吗？三者方向关系如何？
3、结论：左手定则
4、拓展: （1）磁场方向和导线方向平行时，安培力怎样？
（2）磁场方向和导线方向不垂直时，安培力方向如何判定？
例1：画出下面立体图的正视图。
练习：1、 画出以下通电导线所受安培力的方向
2、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？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测。 结论：
探究二：探究安培力的大小
1、在 磁场中通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = （最大）
注意：每个物理量的物理意义B、L、I。
2、两种特例：即当I⊥B时 F = 和当I∥B时 F =
3、通电导线与磁场方向夹θ角时呢？
把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B⊥=
另一分量与导线平行 B∥=
平行于导线的分量B∥不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B⊥决定。
即F=B⊥IL，将B⊥ =Bsinθ 代入得：F= ，
注：1、θ表示 方向与 方向间的夹角
2、L为有效长度
例2一根长为0.2m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是 ( )
A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0
练习 如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )
A．方向沿纸面向上，大小为(√2＋1)ILB
B．方向沿纸面向上，大小为(√2－1)ILB
C．方向沿纸面向下，大小为(√2＋1)ILB
D．方向沿纸面向下，大小为(√2－1)ILB
探究三：磁电式电流表的原理
请同学们认真阅读课本93页“磁电式电流表”的相关内容，回答以下问题：
（1）电流表主要由哪几部分组成的？它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。
（2）电流表中磁场分布有何特点呢？
（3）什么是均匀辐向分布呢？请用图示说明。
（4）线圈的转动是怎样产生的?
（5）线圈为什么不一直转下去？
（6）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
（7）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
（8）使用时要特别注意什么?
例3：关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有 :
A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同
B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等
C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同
D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行
【课后巩固案】
1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
2 .如右图所示，直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如右图所示，如果直导线可以自由地运动，且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况( )
A．从上向下看，顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看，顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看，逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看，逆时针转动并靠近螺线管
3. 质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。
教学目标
1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。
2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。
3.了解磁电式电流表的内部构造及原理。
教学重难点
【学习重点】安培力的方向确定和大小的计算。
【学习难点】左手定则的运用。
教学过程：
【课前复习预习案】
1.直线电流的磁场方向可以用 定则确定：右手握住通电导线，让伸直的 所指方向与___________方向一致，弯曲的 所指的方向就是 环绕的方向
2.环形电流的磁场可以用另一种 定则确定：右手握住通电螺线管，让右手弯曲 的 与________的方向一致，伸直的 所指的方向就是环形导线 上磁感线的方向。
3.安培力：磁场对 的作用力通常称为安培力。
4．安培力的方向-----左手定则
通电导线在磁场中所受安培力的方向可以用 定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指 ，并且都跟手掌 ，让磁感线 ，并使 指向 方向，这时， 所指的方向，就是通电导线在磁场中 方向。说明：安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的 。
5．安培力的大小
(1)垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力F= 。
(2)当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为 。
(3)当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力F= 。
6．磁电式电流表
(1)电流表主要由哪几部分组成的？
电流表由 、铁芯、 、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。
(2)为什么电流表可测出电流的强弱和方向？
磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越 ，线圈和指针偏转的角度就越 ，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着 ，指针的偏转方向也随着 ，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
【预习自测】
1．关于安培力的说法中正确的是（ ）
A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B.安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关
C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线
2．在下面的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是 ( )
【课堂探究案】
探究一：探究安培力的方向
1、演示实验
2、提出问题
（1）垂直磁场方向的通电导线受力吗？
（2）电流方向、磁场方向、受力方向在同一条直线上吗？在同一平面吗？三者方向关系如何？
3、结论：左手定则
4、拓展: （1）磁场方向和导线方向平行时，安培力怎样？
（2）磁场方向和导线方向不垂直时，安培力方向如何判定？
例1：画出下面立体图的正视图。
练习：1、 画出以下通电导线所受安培力的方向
2、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？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测。 结论：
探究二：探究安培力的大小
1、在 磁场中通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F = （最大）
注意：每个物理量的物理意义B、L、I。
2、两种特例：即当I⊥B时 F = 和当I∥B时 F =
3、通电导线与磁场方向夹θ角时呢？
把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B⊥=
另一分量与导线平行 B∥=
平行于导线的分量B∥不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B⊥决定。
即F=B⊥IL，将B⊥ =Bsinθ 代入得：F= ，
注：1、θ表示 方向与 方向间的夹角
2、L为有效长度
例2一根长为0.2m的电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是 ( )
A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0
练习 如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )
A．方向沿纸面向上，大小为(√2＋1)ILB
B．方向沿纸面向上，大小为(√2－1)ILB
C．方向沿纸面向下，大小为(√2＋1)ILB
D．方向沿纸面向下，大小为(√2－1)ILB
探究三：磁电式电流表的原理
请同学们认真阅读课本93页“磁电式电流表”的相关内容，回答以下问题：
（1）电流表主要由哪几部分组成的？它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。
（2）电流表中磁场分布有何特点呢？
（3）什么是均匀辐向分布呢？请用图示说明。
（4）线圈的转动是怎样产生的?
（5）线圈为什么不一直转下去？
（6）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
（7）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
（8）使用时要特别注意什么?
例3：关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有 :
A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同
B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等
C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同
D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行
【课后巩固案】
1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
2 .如右图所示，直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如右图所示，如果直导线可以自由地运动，且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况( )
A．从上向下看，顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看，顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看，逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看，逆时针转动并靠近螺线管
3. 质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。