《磁场对通电导线的作用》教学反思
这一节课是复习课,可能会让学生缺少新鲜感,为了能够让这堂课上得更加生动,我想教师必须发挥学生的能动性,即要照顾到广大同学又要让基础不错的同学在原来的基础上有更大的收获,这一点在本节课中略有体现,如在讲例3时运用了一题多解,还有例4,在原来的基础上改变部分条件从而题目难度有所上升,这样能激起学生学习的热情,还能检验学生对知识的掌握程度,可惜时间不够只能作为回家作业。像例1,很容易引起同学间的争论,而通过争论往往可以让学生更加巩固该知识点,还能引发学生学习的激情。这些正是我想要在复习课上达到的效果。当然在物理教学中,教师除了运用物理本身的魅力来激发学生求知的欲望外,教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣,才能带领学生去探索物理世界的奥秘,才会对学生的学习兴趣产生巨大影响。
上好复习课,习题的准备很重要,一节课不可能准备很多题目,所以我先通过归纳知识点,再自己重新编题目,这样才能让一道习题里包含更多的知识点,或者通过适当改变已知条件,提高题目的利用率。其实高考时很少有原搬照抄的题目,而往往是部分已知条件改变了,解题方法和过程也随之发生改变,所以我想通过自己归纳题目或自编题目,这样能给学生真正起到举一反三的作用。
这节课在设计时有些不足之处,首先,在寻找习题时只注重知识点的典型性、已知条件的多样性、解题方法的多种性原则而忽略了联系实际情景的例子,我完全可以考虑一些与生活密切相关的关于安培力情景创设,如磁悬浮列车问题、电风扇中的电动机。其次,在准备练习题时没有把它打印成练习卷,也没有用多媒体辅助,只是在黑板上列出例题的重要条件因此习题未能做到完整呈现在学生面前,一定程度上影响了学生的读题、审题。第三,学生与老师、学生与学生间的互动不够。因为课堂时间有限,学生之间、师生之间的讨论没有进行深入展开。如果下次上这堂课时,可以适当减少例题,这样就有充足的时间进行深层次的讨论。
现代教育理论告诉我们,课堂教学是师生间的双向交流过程,只有教师将教学内容通过各种手段作用于学生,激发起学生的求知欲时,教学内容才能真正转化为学生的知识,从而提高了课堂教学的效率。
一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。那么怎么才能写出优秀的教案呢?小编特地为大家精心收集和整理了“磁场对通电导线的作用力”,但愿对您的学习工作带来帮助。
学习内容3.4磁场对通电导线的作用力
学习目标1、会用左手定则来判断安培力的方向,
2、通过磁感应强度的定义得出安培力的计算公式,应会用公式F=BIL解答有关问题、
3、知道磁电式电流表的工作原理。
学习重、难点用左手定则判定安培力方向;用安培力公式计算
学法指导自主、合作、探究
知识链接1.磁感应强度的定义式:单位:
2.磁通量计算式:单位:
3.磁通密度是指:计算式为。
学习过程用案人自我创新
【自主学习】
1、安培力的方向
(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受。
(2)安培力的方向特点:尽管磁场与电流方向可以不垂直,但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向,即垂直于_____方向和_______方向所构成的平面.
2、安培力的大小:
(1)当长为L的直导线,垂直于磁场B放置,通过电流为I时,F=,此时电流受力最。
(2)当磁场与电流平行时,安培力F=。
(3)当磁感应强度B的方向与通电导线的方向成θ时,F=
说明:以上是在匀强磁场中安培力的计算公式,非匀强磁场可以看成是很多个大小、方向不同的匀强磁场的组合,通电导线在非匀强磁场中受到的安培力,是每一小段受到的安培力的合力.
3、磁电式电流表:
(1)用途:。[
(2)依据原理:。
(3)构造:。
(4)优缺点:
电流表的灵敏度很高,是指通过很小的电流时,指针就可以偏转较大的角度。在使用电流表时,允许通过的电流一般都很小,使用时应该特别注意。
【范例精析】
例1、试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理,证明通有同向电流的导线相互吸引,通有异向电流的导线相互推斥力.
解析:
例2、如图3-4-3所示,质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上,导轨宽度为L,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余接触电阻不计,磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ,磁感应强度为B,求轨道对导体棒的支持力和摩擦力.
解析:
拓展:本题是有关安培力的典型问题,必须作好受力分析图,原题给出的是立体图是很难进行受力分析,应画出投影图,养成良好的受力习惯是能力培养过程中的一个重要环节.
达标检测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.下图所示的四种情况,通电导体均置于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力的是()
3.如图3-4-5所示,一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中,通入A→C方向的电流时,悬线张力不为零,欲使悬线张力为零,可以采用的办法是()
A、不改变电流和磁场方向,适当增大电流
B、只改变电流方向,并适当减小电流
C、不改变磁场和电流方向,适当减小磁感强度
D、同时改变磁场方向,并适当增大磁感强度
4.一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环的平面,导线和环中的电流方向如图3-4-6所示,那么金属环受的力:()
A.等于零B.沿着环半径向外C.向左D.向右
5.如上左3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
6.如图3-4-7所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知()
A、B方向垂直纸面向里,大小为(m1-m2)g/NIL
B、B的方向垂直纸面向里,大小为mg/2NIL
C、B的方向垂直纸面向外,大小为(m1-m2)g/NIL
D、B的方向垂直纸面向外,大小为mg/2NIL
7.如图3-4-8所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则()
A、磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用
B、磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用
C、磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用
D、磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用
8.在磁感应强度B=0.3T的匀强磁场中,放置一根长=10cm的直导线,导线中通过I=2A的电流.求以下情况,导线所受的安培力:(1)导线和磁场方向垂直;(2)导线和磁场方向的夹角为30°;(3)导线和磁场方向平行.
9.在两个倾角均为的光滑斜面上,放有一个相同的金属棒,分别通以电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图3-4-9中(a)、(b)所示,两金属棒均处于平衡状态,则两种情况下的电流强度的比值I1:I2为多少?
10.如图3-4-10所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1.当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为()
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11.如图3-4-11所示,长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上,导轨宽度为d,通过的电流为I,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,则AB所受的磁场力的大小为()
A.BILB.BIdcosθC.BId/sinθD.BIdsinθ
一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更好的消化课堂内容,帮助教师能够井然有序的进行教学。你知道怎么写具体的教案内容吗?下面是小编为大家整理的“3.4《磁场对通电导线的作用力》学案”,仅供您在工作和学习中参考。
3.4磁场对通电导线的作用力
课前预习学案
一、预习目标
1、知道什么是安培力,写出安培力公式
2、知道左手定则的内容
3、了解磁电式电流表的工作原理。
二、预习内容
1.磁场对的作用力通常称为安培力。
2.磁场方向的通电直导线,受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关,导线长作用力;导线短,作用力。用公式表示为。
3.如果磁场方向与电流方向夹角为θ时,安培力的大小,方向仍可用定则判定。
4.左手定则:让磁感线垂直穿入,四指指向方向,拇指所指的方向。
5.在磁电式电流表中,蹄形磁铁和铁心间的磁场是的。
三、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向,理解洛伦兹力对电荷不做功。
2、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算。
4、了解电视机显像管的工作原理。
二、学习过程
例1.如图2所示,把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,当通以图示方向的电流时,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
解答:两个磁极对电流的安培力方向不同,把电流分为两部分,左半部分受力方向向外,右半部分受力向里。从上往下看,通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时,电流受力向下,导线将向下运动。所以C选项正确。
例2.如图4所示,长L、质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起,金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向a→b的电流I时,每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b→a的电流I时,每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。
例3.如图5两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段距离,当同时给两导线环通以同向电流时,两导线环将()
A.吸引
B.排斥
C.保持静止
D.边吸引边转动
解答:两个线圈内的电流产生的磁场方向相同,互相吸引。也可以由一个电流受另一个的磁场力判断得相同的结论。
三、反思总结
四、当堂检测
1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
2.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
3.正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截,则两截铁心将()
A.互相吸引B.互相排斥
C.不发生相互作用D.无法判断
4.如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S极向纸内偏转,这一束带电粒子可能是()
A.向右飞行的正离子B.向左飞行的正离子
C.向右飞行的负离子D.向左飞行的负离子
5.如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为()
A.F2B.C.D.
课后练习与提高
1.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.使悬线中张力为零,可采用的方法有()
A.适当增大电流,方向不变
B.适当减小电流,方向反向
C.电流大小、方向不变
D.使原电流反向,并适当减弱磁场
2.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图所示导线上电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过900的过程中,导线所受的安培力()
A.大小不变,方向也不变
B.大小由零渐增大,方向随时改变
C.大小由零渐增大,方向不变
D.大小由最大渐减小到零,方向不变
3.如图所示,有一根直导线上通以恒定电流I,方向垂直指向纸内,且和匀强磁场B垂直,则在图中圆周上,磁感应强度数值最大的点是()
A.a点B.b点C.c点D.d点
4.关于通电导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()
A.安培力的方向就是该处的磁场方向
B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面
C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零
D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中,以导线垂直于磁场时所受的安培力最大
5.一根用导线绕制的螺线管,水平放置,在通电的瞬间,可能发生的情况是()
A.伸长B.缩短C.弯曲D.转动
6.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L,质量为m的通电直导线,电流方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是()
A.B=mgtanθ/IL,方向垂直斜面向下
B.B=mgtanθ/IL,方向竖直向下
C.B=mg/IL,方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL,方向水平向右
7.如图所示,长直导线通电为I1,通过通以电流I2环的中心且垂直环平面,当通以图示方向的电流I1、I2时,环所受安培力()
A.沿半径方向向里B.沿半径方向向外C.等于零D.水平向左E.水平向右
8.条形磁铁放在水平面上,在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线,如图所示,当直导线中通以图示方向的电流时,磁铁仍保持静止.下列结论正确的是()
B.磁铁对水平面的压力增大
C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力
D.磁铁所受的合外力增加
9.如图所示,边长为a的正方形线框通以恒定电流I,在匀强磁场中以OO′为轴按图示位置转动,则(设无外力作用)()
A.电流的方向是逆时针方向
B.图示位置,线框所受磁力矩为BIa2
C.当线框转过90°角时,所受磁力矩为M=BIa2
D.线框必定匀速转动
10.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是()
A.都绕圆柱体转动
B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动,电流大的加速度大
D.彼此背向运动,电流大的加速度大
一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,让高中教师能够快速的解决各种教学问题。那么,你知道高中教案要怎么写呢?以下是小编为大家收集的“第四节磁场对通电导线的作用力”但愿对您的学习工作带来帮助。
第四节磁场对通电导线的作用力
一、教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时,它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容,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.知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL.3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。
(二)过程与方法
通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想像能力。
(三)情感态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解,感受物理知识之间的联系。
二、重点与难点:
重点:安培力的方向确定和大小的计算。
难点:左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时,左手定则如何变通使用)。
三、教具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。
四、教学过程:
(一)复习引入
让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。
过渡:本节我们将对安培力做进一步的讨论。
(二)新课讲解-----第四节、磁场对通电导线的作用力
安培力:磁场对电流的作用力.
安培力是以安培的名字命名的,因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.1.安培力的方向
【演示】按照P85图3。1—3所示进行演示。
(1)、改变电流的方向,观察发生的现象.[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,观察发生的现象.[现象]导体又向相反的方向运动[教师引导学生分析得出结论](1)、安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.(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.(P96图3。4-1)如何判断安培力的方向呢?人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则.
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.(如图)。
【说明】左手定则是一个难点,涉及三个物理量的方向,涉及三维空间,而学生的空间想像力还不强,所以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面图等等),还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形。---可将右图从侧视图、俯视图和剖面图一一引导学生展示。
*一般情形的安培力方向法则介绍…
结论:电流和磁场可以不垂直,但安培力必然和电流方向垂直,也和磁场方向垂直,用左手定则时,磁场不一定垂直穿过手心,只要不从手背传过就行。
*至于大小法则,如果电流和磁场不垂直,则将磁场进行分解,取垂直分量代入公式即可;从这个角度不难理解——如果电流和磁场平行,那么安培力是多少?[学生]为零。
引导学生分析判断P99第一题
补充练习:判断下图中导线A所受磁场力的方向.答案:
(垂直于纸面向外)
【演示】平行通电直导线之间的的相互作用(P97图3。4—3)。
引导学生区别安培定则和左手定则,并且用这两个定则去解释“平行通电导线之间的相互作用”这一演示实验,解释时应明白左边的通电导线受到的安培力是右边的通电导线所产生的磁场施加的,反之亦然。
2、安培力的大小
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=BIL(最大)
两种特例:即F=ILB(I⊥B)和F=0(I∥B)。
一般情况:当磁感应强度B的方向与导线成θ角时,有F=ILBsinθ
【注意】在推导公式时,要让学生明确两点:一是矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替代的关系,二是从特殊到一般的归纳的思维方法。(具体推导见P97)
还应该注意的是:尽管公式F=ILB是从公式B=F/IL变形而得的,但两者的物理意义却
有不同。①公式B=F/IL是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况,来确定这一位置的磁场的性质,它对任何磁场中的任何点都是适用的。②公式F=ILB则是在已知磁场性质的基础上,确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情况,在中学阶段,它只适用于匀强磁场。教师应该给学生指出:物理公式在作数学的等价变形时,其物理意义和适用范围将会发生变化。这是应用数学知识解决物理问题时所要引起注意的问题,但却往往被人们所忽视。
应该提醒学生注意安培力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的,方向与该点的电场方向要么相同,要么相反。而电流在磁场中某处受到的磁场力,与电流在磁场中放置的方向有关,电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL,一般情况下的安培力大于零,小于BIL,方向与磁场方向垂直。
3、磁电式电流表
(1)电流表的组成及磁场分布
请同学们阅读课文,让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件,了解它们之中哪些是固定的,哪些是可动的。然后回答.:电流表主要由哪几部分组成的?数分钟后,教师出示实物投影并课件演示---图1[学生答]电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成.电流表的组成:永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘.(最基本的是磁铁和线圈)
教师提示注意:a、铁芯、线圈和指针是一个整体;b、蹄形磁铁内置软铁是为了(和铁芯一起)造就辐向磁场;c、观察——铁芯转动时螺旋弹簧会形变。[实物投影课本图2][问题]电流表中磁场分布有何特点呢?[教师讲解]电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.[问题]什么是均匀辐向分布呢?[教师进一步讲解]所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B的大小是相等的.(2)电流表的工作原理-------引导学生弄清楚以下几点:(并请学生自己归纳P98)
①线圈的转动是怎样产生的?
②线圈为什么不一直转下去?
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?
⑤使用时要特别注意什么?
(三)对本节要点做简要小结.
(四)巩固新课:1、复习本节内容
2、做一做(P98)
3、完成“问题与练习”2、4练习,3作业。
文章来源:http://m.jab88.com/j/39555.html
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