学生实验教学设计及教案分析

《通电导线在磁场中受到的力》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。

2、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。

（二）过程与方法

通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

（三）情感、态度与价值观

过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

二、教学重点、难点

（一）教学重点

安培力的大小计算和方向的判定。

（二）教学难点

用左手定则判定安培力的方向。

三、教学过程

（一）互设自探

1.通过预习说说安培在电磁学领域的贡献有哪些？

2.安培力的方向与哪些因素有关？如何判断安培力的方向？

3.试推导安培力大小的一般表达式

（二）互动合探

师：安培在电磁学领域做出了杰出的贡献，谁能说说你对他的了解。

生：作答

师：老师也查了有关安培的事迹，谁能读一下？

生…….

师：通过我们对安培的了解，可见他是一位值得我们敬佩的人，今天我们就要带着对安培的敬仰，来学习第三章第4节通电导线在磁场中受到的力。（板书3.4通电导线在磁场中受到的力）

为了纪念他，我们把这个力叫安培力。对于一个力，我们知道他是既有大小又有方向的，先

来看看安培力的方向有什么规律。

【演示实验】做四种情况的实验，问：观察到了什么？

生：导体棒运动了

师：导体棒运动的原因是什么？

生：通电导线在磁场中受到了安培力的作用。

师：你们还看到了什么现象？

生: 我还看到当电源正负极和磁体的磁极发生变化时通电导线的受力方向发生了变化。

【观察到的现象】

（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。

结论：安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。

1.

安培力的方向

师：现在老师再做一次，大家把安培力的方向填到图中。（教师演示四中情况）

学生互动完成电流方向和受力方向。

学生通过观察教师演示四种情况下电流元的受力方向、磁场方向和电流方向，完成下面图

师：现在大家按课前分好的小组进行讨论，在四幅图中磁场方向、电流方向和安培力的方向之间有没有什么规律，如果有，总结你们小组的结论。

【学生分析得出结论】

（2）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平面。

3、左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，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。

判断：

B

4、分析两条平行的通电导线之间的相互作用力（学生分组讨论并得出结论）

同向电流相互________________ 异向电流相互________________ 师：知道了判断安培力方向的方法，接下来我们要来看看它的大小了。

2、安培力的大小

1、当B⊥I时，F=_________________ 2、当B∥I时,F=______________ 3、当B与I的夹角为θ时，F=____________ 注意：1、仅适用于匀强磁场

2、非匀强磁场，

仅适用于电流元

3、L为有效长度

问：如何理解有效长度？

生：垂直于磁场方向的长度

结论：弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度,相应的电流沿L由始端指向末端

【例】如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I＝1A，处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中, ac=1m，∠a=30º，求三角形框架各边所受的安培力。

学生通过所学自主完成并总结应用安培力公式的解题步骤

1、确定研究对象2、明确B和I的位置关系3、选择正确公式求解

【课堂小结】学生总结并归纳本节课所学内容

一、安培力的方向

左手定则

二、安培力的大小

1、当B⊥I时，F=BIL

2、当B∥I时,F= 0 3、当B与I的夹角为θ时，F=BILsinθ

①适用条件：匀强磁场；

②非匀强磁场，仅适用电流元；

③L为有效长度。

【课堂训练】

1、判断下列说法的正误

（1）通电导体所受到的安培力为0，该处磁感应强度一定为0。 （ ）

（2）安培力大小与磁感应强度成正比，与电流成反比，与导线长度成正比。 （ ）

（3）电流在磁场中某处受到的安培力，与电流在磁场中放置的位置有关。 （ ）

2、画出下列通电导体所受安培力的方向。

I

B

I

B

I

B

I

B

【即时突破，小试牛刀】

如图所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(

)