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探究磁场对电流的作用（公开课） 铭选中学物理组 吴栋梁 （一）知识与技能 1、知道什么是安培力，会用安培力公式F=BIL。 2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 3、了解磁电式电流表的工作原理。 （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 1、通过科学探究，培养主动与他人合作的精神，在交流中体验科学研究的过程，培养实事求是的科学态度，激发对科学的好奇心与求知欲。 2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。 （四）教学重点 安培力的大小计算和方向的判定。 （五）教学难点 用左手定则判定安培力的方向。 （六）教学方法：实验观察法、逻辑推理法、讲解法 （七）教学手段：蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、 投影片，多媒体辅助教学设备 （八）授课课时：2节 【教学过程】 [复习引入] 提问：①磁场的基本性质是什么？ 引入新课：[视频展示] 通常我们把磁场对电流的作用力称为安培力，让我们通过实验来确定安培力的大小和分方向。 [新课教学] 安培力： 1．安培力：磁场对电流的作用力。 实验电路图： 对照实验电路图向学生强调处在磁场中的那部分导体为我们的研究对象。 实验器材介绍： ①这是蹄形磁铁，它的N、S极正对区域磁性较强，而其他区域相对较弱，我们可以粗略地认为N、S极正对区域磁场是均匀的。 ②这是线圈，由于磁场较弱，一根导线所受安培力很小，为了使现象明显，我们用线圈代替导线。 ③为了清楚地看到电路中电流的变化，我们串联一个电流表。 ④为了方便地改变电路中的电流，我们再串联一个电阻箱。 师：请大家对照实验电路图先猜想一下，安培力可能跟哪些因素有关。 生：可能跟磁场的强弱有关、跟导线的长度有关、跟电流的大小有关、跟导线放置有关。（若学生回答不全面，教师可引导、补充。） 师：我们如何把研究多个变量之间关系的复杂问题变的简单？ 生：采用控制变量法。 说明：由于安培力很小，不便于测量，但是我们可以通过观察悬线偏离竖直方向的夹角，夹角越大，说明安培力越大。（这是一种等效替换的思想） 本节课我们来研究电流方向与磁场方向垂直这一特殊情况下，安培力跟哪些因素有关。 实验一：研究导线的长度 L 与安培力大小的关系。 师：在这个实验中，我们应该控制什么条件？ 生：应该保持电流方向与磁场方向垂直、电流大小相同，改变处在磁场中导线的长度。 教师按照右图进行演示实验 实验现象：增大L，偏角变大 学生活动：仔细观看教师的演示实验，归纳出实验结论。 实验结论：当电流 I 一定时，处在磁场中的导体长度 L 增大时，安培力 F 也增大。 实验二：研究电流 I 与安培力大小的关系。 师：在这个实验中，我们应该控制什么条件？ 生：保持电流方向与磁场方向垂直、处在磁场中导线的长度相同，改变电流大小。 教师按照右图进行演示实验 实验现象：增大I，偏角变大 学生活动：仔细观看教师的演示实验，归纳出实验结论。 实验结论：当处在磁场中的导体长度 L 一定时，电流 I 增大时，安培力 F 也增大。 实验三：研究磁场B 与安培力大小的关系。 师：在这个实验中，我们应该控制什么条件？ 生：保持电流方向与磁场方向垂直、处在磁场中导线的长度相同，电流大小相同，改变磁场B的大小。 教师进行演示实验 实验现象：增大B，偏角变大 学生活动：仔细观看教师的演示实验，归纳出实验结论。 实验结论：当处在磁场中的导体长度 L 一定时，电流 I 相同时，磁场B变大，安培力 F 也增大。 总结前面的实验： 通过实验，验证了刚才的猜想是正确的，学生的积极性得到充分的调动，此时，趁热打铁，追问学生：我们的实验只是定性的说明了安培力与导线长度L、电流I及场强B的关系，那么它们有何定量关系呢？ 师：我们的实验证明了我们的猜想是正确的。但是安培力跟电流大小I处在磁场B中的导线长度L有何定量关系呢？（要学生一下子回答这个问题，有一定的难度，教师引导学生分析刚才的实验） 在第一个实验中，我们导体的长度增加了一倍，从导体受力的角度看，等效于两个与原来相同的两个导体所受的力（相当于两个导体串联）。 在第二个实验中，假设我们实验中的电流增加了一倍，从导体受力的角度看，等效于两个与原来相同的导体所受的力（相当于两个导体并联）。 在第三个实验中，假设我们实验中的磁场增加了一倍，从导体受力的角度看，等效于两个与原来相同的磁场对导体施加两个作用力（相当于导体受到两个力的合力）。 逻辑推理： 在教师的引导下让学生归纳出、、F∝B，进而得出F=BIL。 安培力的大小和方向： 1．大小： 在匀强磁场中，在通电导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受的安培力F等于磁感应强度B、电流