一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助授课经验少的高中教师教学。高中教案的内容要写些什么更好呢?以下是小编为大家精心整理的“高三物理教案:《场对电流的作用》教学设计”,欢迎您参考,希望对您有所助益!
本文题目:高三物理教案:场对电流的作用
上课时间:
考点要求与解读:
1. 安培力 安培力的方向 Ⅰ
2. 匀强磁场中的安培力 Ⅱ
基础知识梳理:
一、磁场对通电直导线的作用——安培力
1、大小:在匀强磁场中,当导线方向与磁场方向一致时F安= ;当导线方向与磁场垂直时,F安= 。
2、方向:用“ 定则”判定。
3、注意:F安=BIL的适用条件:①一般只适用于匀强磁场;②L⊥B;③如果是弯曲的通电导线,则L是指有效长度,它等于导线两端点所连直线的长度(如图所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端.
二、安培力的应用
(一)、安培力作用下物体的运动方向的判断
1、电流元法:即把整段电流等效为多段直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力方向,最后确定运动方向。
2、特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向。
3、等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。
4、利用结论法:①两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互 ;,反向电流相互 ;②两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。利用这些结论分析,可以事半功倍.
(二).处理相关安培力问题时要注意图形的变换
安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面,即一定垂直于B和I,但B和I不一定垂直.有关安培力的力、电综合题往往涉及到三维立体空间问题,如果我们变三维为二维便可变难为易,迅速解题。
典型例题:
1、通电导线或线圈在安培力作用小的平动和转动问
[例1](1) 如图,把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面,当线圈内通过图示方向的电流时,线圈将怎样运动?_________________
(2)如图所示,有一根竖直长直通电导线和一个通电三角形金属框处在同一平面,直导线和ab平行,当长直导线内通以向上的电流时,若不计重力,则三角形金属框架将会( )
A、水平向左运动 B、水平向上运动 C、处于静止状态 D、会发生转动
[例2] 、一矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO′转动,它处在与OO′垂直的匀强磁场中(如图).在磁场作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置.则平衡后:( )
A.线框四边都不受磁场的作用力.
B.线框四边受到指向线框外部的磁场作用力,但合力为零.
C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.
D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力,另一对边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.
2、安培力参与的动力学的问题
[例3] 、通电导体棒AC静止于水平轨道上,棒的质量为m,长为L,通过的电流为I,匀强磁场的磁感强度为B,方向和轨道平面成?角。求轨道受到AC棒的压力和摩擦力各多大。
[例4]如图所示,电源电动势E=2V,内阻r=0.5 Ω,竖直导轨电阻可以忽略不计,金属棒的质量m=0.1kg,R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,有效长度为l=0.2m,靠在导轨的外面,为使金属棒不滑动,应加一与纸面成30°与棒垂直且向里的磁场,问:
(1)此磁场是斜向上还是斜向下?
(2)B的范围是多少?
[例5]个密度ρ=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金属环,处于径向对称方向发散的磁场中,环上各处的磁感应强度为B=0. 35 T,若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I=10 A,并保持△t=0. 2 s,试分析:环将做什么运动?运动的距离是多少?(不计空气阻力,g= 10 m/s2)
第三课时:磁场对电流的作用习题课
1、导线框放置在光滑水平面上,在其中放一个矩形线圈,通以顺时针方向电流,线圈三个边平行于线框的三个边,且边间距离相等,A端接电池的正极,B接负极,则矩形线圈的运动情况是:()
A、静止不动B、向左平动C、向右平动D、转动
2、如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,如盐水.如果把玻璃皿放在磁场中,如图所示,将会发生的现象是()
A、没有什么现象B、液体会向玻璃皿中间流动
C、液体会顺时针流动D、液体会逆时针流动
3、长L的直导线ab放在相互平行的金属导轨上,导轨宽为d,通过ab的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,ab与导轨的夹角为θ,则ab所受的磁场力的大小为:()
A、BILB、BIdC、D、
4、如图所示,一位于XY平面内的矩形通电线圈只能绕OX轴转动,线圈的四个边分别与X、Y轴平行.线圈中电流方向如图.当空间加上如下所述的哪种磁场时,线圈会转动起来?()
A、方向沿X轴的恒定磁场B、方向沿Y轴的恒定磁场
C、方向沿Z轴的恒定磁场D、方向沿Z轴的变化磁场
5、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡.A为水平放置的导线的截面.导线中无电流时,磁铁对斜面的压力为N1;当导线中有电流通过时,磁铁对斜面的压力为N2,此时弹簧的伸长量减小,则()
A.N1<N2A中电流方向向外
B.N1=N2A中电流方向向外
C.N1N2A中电流方向向内
D.N1N2A中电流方向向外
6.如图11.2-1所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直纸面向外运动,可以
A.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极,a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极
D.将a、c端接交流电源的一端,b、d端接在交流电源的另一端
7.条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠近S极一侧悬挂一根与它垂直的导电棒,如图11.2-12所示(图中只画出棒的截面图).在棒中通以垂直纸面向里的电流的瞬间,可能产生的情况是
A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大
C.磁铁受到向左的摩擦力D.磁铁受到向右的摩擦力
8.如图11.2-13所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)()
A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升
C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升
9.一通电细杆置于倾斜的导轨上,杆与导轨间有摩擦,当有电流时直杆恰好在导轨上静止.图11.2-16是它的四个侧视图,标出了四种可能的磁场方向,其中直杆与导轨间的摩擦力可能为零的是()
10、如图所示,原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线,通过如图所示的方向的电流I′,在磁场力作用下圆线圈将()
A、向左运动B、向右运动C、以直径AB为轴运动D、静止不动
13、在倾角为θ的光滑斜面上放置有一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒,如图,(1)欲使棒静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度B的最小值为多大?沿什么方向?(2)欲使棒静止在斜面上,且对斜面无压力,应加匀强磁场B的值为多大?沿什么方向?(3)欲使棒能静止在斜面上,外加磁场的方向应在什么范围内?请在图中画出。
11、在倾角=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为,整个装置放在磁感应强度B=0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中(如图11.2-5).当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,g=10m/s2)
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助教师掌握上课时的教学节奏。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?经过搜索和整理,小编为大家呈现“物理教案磁场对运动电荷的作用”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
教学目标
知识目标
1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,
2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.
能力目标
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.
情感目标
通过本节教学,培养学生科学研究的方法论思想:即“推理——假设——实验验证”.
教学建议
教材分析
本节的重点是洛伦滋力的大小和它的方向,在引导学生由安培力的概念得出洛伦滋力的概念后,让学生深入理解洛伦滋力,学习用左手定则判断洛伦滋力的方向,注意强调:磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力.
教法建议
在教学中需要注意教师与学生的互动性,教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式.理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别.具体的建议是:
1、教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用.
2、学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式.
--方案
磁场对运动电荷作用
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,
2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.
(二)能力训练点
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.
(三)德育渗透点
通过本节教学,培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育.
(四)美育渗透点
注意营造师生感情平等交流的氛围,用优美的语音感染学生.在平等自由的审美情境中,使师生的感情达到共鸣,从而培养学生的审美情感.
二、学法引导
1、教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用。
2、学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式。
三、重点·难点·疑点及解决办法
1、重点
洛仑兹力的大小和它的方向。
2、难点
用左手定则判断洛仑兹力的方向。
3、疑点
磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力。
4、解决办法
引导和启发学生由安培力的概念得出洛仑兹力的概念,使学生深入理解洛仑兹力的大小和方向。
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
阴极射线发射器,蹄形磁铁。
六、师生互动活动设计
教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式。理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别。
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节教学讲述磁场对运动电荷的作用力,首先通过演示实验表明磁场对运动电荷有作用力,然后由通电导线受磁场力推导出洛仑兹力的大小和方向,重点掌握洛仑兹力的概念。
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1、理论探索
前面我们学习了磁场对通电导线有力的作用,若导线无电流,安培力为零。由此我们就会想到:磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现,也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用。
2、实验验证
从演示实验中可以观察到:阴极射线(电子流)在磁场中发生偏转,即实验证明了磁场对运动电荷有力的作用,这一力称为洛仑兹力.
3、洛仑兹力的方向
根据左手定则确定安培力方向的办法,迁移到用左手定则判定洛仑兹力的方向,特别要注意四指应指向正电荷的运动方向;若为负电荷,则四指指向运动的反方向,带电粒子在磁场中运动过程中,洛仑兹力方向始终与运动方向垂直.请同学们思考,洛仑兹力会改变带电粒子速度大小吗?讨论:洛仑兹力对带电粒子是否做功?
4、洛仑兹力的大小
根据通电导线所受安培力的大小,结合导体中电流的微观表达式,让学生推导出:当带电粒子垂直于磁场的方向上运动时所受洛仑兹力大小,当带电粒子平行磁场方向运动时,不受洛仑兹力.带电粒子在磁场中运动所受的洛仑兹力的大小和方向都与其运动状态有关.
运动电荷在磁场中受洛仑兹力作用,运动状态会发生变化,其运动方向会发生偏转.高能的宇宙射线的大部分不能射到地球上,就是地磁场对射线中的带电粒子的洛仑兹力改变了其运动方向,对地球上的生物起着保护作用.
(四)思维、扩展
本节课我们学习了洛仑兹力的概念.我们知道带电粒子平行磁场运动或静止时,都不受磁场力的作用,带电粒子垂直磁场运动时,所受洛仑兹力的大小,方向和磁场方向、运动方向互相街.可用左手定则判断(举例练习用左手定则判断洛仑兹力的方向.)
如果粒子运动方向不与磁场方向垂直时,同学们可根据今天所学内容推导出它受的洛仑兹力大小和方向吗?
八、布置作业
1、P152(1)(2)(3)
九、板书设计
四、磁场对运动电荷的作用
一、磁场对运动电荷的作用力——洛仑兹力
二、洛仑兹力的方向——左手定则
三、洛仑兹力的大小
1、若∥或
2、若⊥,
四、洛仑兹力的特点
1、洛仑兹力对运动电荷不做功,不会改变电荷运动的速率。
2、洛仑兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关.
经验告诉我们,成功是留给有准备的人。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,有效的提高课堂的教学效率。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?小编经过搜集和处理,为您提供探究磁场对电流的作用,相信能对大家有所帮助。
第1节探究磁场对电流的作用文章来源:http://m.jab88.com/j/114584.html
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