14.5 磁場對通電導線的作用力【教學目標】一、知識與能力：1知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受安培力的大小F=BIL；電流方向與磁場方向夾角為時，安培力F=BILsin。2會用左手定則熟練地判定安培力的方向。3知道電流表的基本構造，知道電流表測電流大小和方向的基本原理，了解電流表的基本特點。二、過程與方法：1通過學生自己探索磁場對電流作用的實驗，培養學生總結歸納物理規律的能力。通過左手定則的學習，理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關系，培養學生空間想象能力。2通過學習電流表的原理，學會將所學的知識應用到實際問題中，培養學生解決實際問題的能力。三、情感與價值觀：1通過對安培定則的學習，使得學生了解科學的發現不僅需要勤奮的努力還需要嚴謹細致的科學態度。2通過演示實驗及電流表原理的學習，培養學生分析問題、解決問題的能力。【教學重難點】1掌握左手定則。2理解磁場對電流的作用大小的決定因素，掌握電流與磁場夾角為時，安培力大小為F=BILsin。3對左手定則的理解及其實際應用。【課時安排】1課時【教學過程】一、師生互動活動設計1教師引導學生進行實驗，并引導學生分析、討論磁場方向、電流方向及安培力方向之間的關系，總結出左手定則，教師可借助墻角幫助學生建立三維坐標空間，理解掌握左手定則2引導學生思考討論B與L方向成角時，此時安培力的大小。3引導學生運用學過的知識分析電流表的工作原理。二、引入：1教師演示：大家觀看電動機模型，它主要由一個永久磁鐵和一個線圈組成，下面我給電動機通電，大家注意觀察。現象：電動機模型通電，線圈轉動2教師演示：下面改變電流方向，大家再認真觀察。現象：線圈轉動方向改變3教師提問：為什么電流方向發生變化線圈的轉動方向也會發生變化呢？學完這節課的內容，大家就能解釋了。4教師：在前面的學習中我們已知道，磁場對通電導線有力的作用，這個力就是安培力。5教師提問：哪個同學能回答一下安培力的大小及其適用條件？6學生回答：F=BIL 適用條件：(1)勻強磁場 (2)導線與磁場垂直 三、安培力的大小：1教師提問：我們知道導線與磁場垂直時F=BIL，那么大家有沒有想過其他情況下導線所受安培力又如何呢？2教師歸納(1)當I B， F=BIL(2)當I / B， F=0(3)當I與B有夾角q時，F=BIL sinq，（此時可將B分解成與導線垂直的分量B和與導線平行的分量B ，其中BBsin，BBcos，而B不產生安培力，導線所受安培力只是B產生的，因此可得F=BILsin）3安培力的方向：安培力是矢量，不僅有大小，也有方向，其大小我們已經認識了，下面我們來了解一下它的方向。4教師提問：你們認為導線所受安培力應該與何因素有關？5學生討論思考后回答：應該與磁場方向和電流方向有關。6教師：下面大家兩個人一組進行實驗，按照自己設計探究方案探究通電導線所受安培力的方向，并歸納總結其規律。7請兩位同學上來為其他同學演示其探究方案，并歸納總結演示實驗時，教師可提醒其應注意一下兩個問題： (1)改變磁場方向，觀察受力方向是否改變。(2)改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。四、學生歸納總結：安培力的方向既跟磁場方向有關，又跟電流方向有關左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內。讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。引入例子：以課室一墻角為例，形象說明磁場方向、電流方向和導線受力方向的關系。練習左手定則的應用：IIF1練習小結：從上面的練習中我們知道，電流方向、磁場方向和安培力方向三者只要任意知道其中兩個，第三個物理量的方向可用左手定則判斷出來。2思考討論：I下面大家解釋一下為什么電動機的電流方向發生變化，線圈運動方向也跟著發生變化？3學生回答：因為線圈在磁場中所受安培力的方向與電流方向有關，當磁場方向不變電流方向發生變化時，線圈受力方向隨之發生了變化。BLBL4磁電式電流表：中學實驗所使用的電流表是磁電式電流表，它所依據的物理學原理就是安培力與電流的關系。下面大家先看看這個電表的結構，它最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈。觀察的同時，大家思考下面幾個問題：（1）線圈的轉動是怎樣產生的？（2）線圈為什么不一直轉下去？（3）為什么指針偏轉角度的大小可以說明被測電流的強弱？（4）如何根據指針偏轉的方向來確定電路上電流的方向？（5）使用時要特別注意什么？ 5學生搶答：（1）線圈轉動是因為它受到安培力的作用。（2）當線圈受力平衡時，將不再轉動。（3）電流越大安培力越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉的角度就能判斷通過電流的大小。（4）電流方向改變，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也隨著改變，故根據指針的偏轉方向能判斷被測電流的方向。（5）所通電流不能太大5練習將長度為20cm、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列圖中導線受安培力的大小和方向。6總結擴展： 通過本節課的學習，我們知道了一般情況下安培力大小的求法以及方向的判斷左手定則，并且簡單了解了磁電式電流表的結構和工作原理，知道在以后使用電流表時注意不要超過其量程。7小結：磁場對通電導線的作用力方法：左手定則安培力的方向：推論：安培力總是垂直于B和I決定的平面安培力的大小：F=BILsin(為B與I的夾角結構：磁鐵和放在磁鐵兩級間的線圈