2020高中物理 3.4 磁场对通电导线的作用教案 新人教版选修3-1

1、3.4 磁场对通电导线的作用 课 题 第 15 章 2 节 课时安排： 2 个课时知识目标：（1）掌握磁场对电流作用力的计算方法（2）掌握判断安培力方向的左手定则能力目标：通过观察演示实验，总结出安培力的方向总是既和磁场方向垂直又和电流方向垂直培养学生的观察、分析能力情感目标：通过磁场方向与电流方向垂直的情况，结合实验，引导学生抓住主要因素，推导出当磁场与电流方向斜交时，安培力的大小和方向重点内容：使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定落实方案：讲练结合难点内容：磁场方向、电流方向、安培力方向之间的关系磁场方向不一定总与电流方向垂直，但安培力一定垂直于

2、磁感线与电流决定的平面落实方案：讲练结合教 师 活 动 教 学 内 容 第 1 课时学 生 活 动一 磁感应强度：1. （1）L不变时，I越大，F越大（2）I不变时，L越大，F越大2.磁感应强度：（1）定义：（2）B=F/IL（3）单位：T（4）方向：（5）疏密表大小3.匀强磁场二安培力：1.一般表达式：F=BILsin2.说明（1）：磁感线方向和电流方向的夹角（2）公式一般只适用于匀强磁场（3）L是指有效长度3.安培力的方向：左手定则：磁场有方向，也有强弱（类比：电场有方向，也有强弱，用电场强度来表示），我们也可以引入一个物理量来描述磁场的强弱，但是首先我们要清楚一个物体的受力情况才能够来研

3、究这个问题，我们首先要引入磁场对电流的作用力安培力。一 磁感应强度：1. 实验表明：把一段通电导线放在磁场中时，当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向平行时，电流所受安培力为0；当斜交时，力介于0和最大之间。为了简便，我们从导线方向垂直与磁场方向来研究。控制变量研究实验：（1）L不变时，I越大，F越大（2）I不变时，L越大，F越大可以得到结论：F与IL有关F与IL成正比。2.磁感应强度：（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值（2）B=F/IL（3）单位：T（4）方向：磁场中某点的磁场方向（5）磁感线的疏密可以表示B

4、的大小3.匀强磁场：距离很近的异名磁极和通电螺线管内部二安培力：1.一般表达式：F=BILsin2.说明（1）：磁感线方向和电流方向的夹角（2）公式一般只适用于匀强磁场（3）L是指有效长度3.安培力的方向：左手定则：把手打开，拇指和四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指方向指电流方向，大拇指方向就表示此导线在磁场中所受安培力的方向安培力垂直于B与I所在的平面第二课时：安培力习题课请学生回忆安培力的表达式和安培力的方向：例一：如图，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成角，求：(1)棒ab受到的摩擦力；(

5、2)棒对导轨的压力.答案：解：棒ab的受力图如图所示，因为棒静止，所以由牛顿第三定律，支持力与压力是作用力与反作用力例二：在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流为I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示，试求：(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向.解：(1)欲使棒静止，则安培力只要能平衡棒重力的斜面分力即可，其受力图如图所示，所以BIL=mgsin得Bmin=，方向垂直斜面向上.(2)欲使棒对斜面无压力，则安培力要平衡棒的重力，其受力图如图所示，所以BIL=mg，得B=，方向水平向左.例三：质量为m，长为L的均匀金属棒通过两根细金属丝悬挂在绝缘架P、Q上后，再由金属丝与已充电的电容器C和开关S相连，如图所示，电容器电容为C，充电电压为U1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现接通S，使电容器放电极短时间后又断开S，电容器剩余电压U2，求金属棒能摆起的最太高度.(金属丝质量不计，棒最大摆角小于90)答案：解：设电容器放电的极短时间为t.则It=CU1-CU2对棒在t内，根据动量定理有：BILt=mv得v=对棒摆起的过程，根据机械能守恒定律有：=mgH得名门