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磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案5篇
作為一名老師,總不可避免地需要編寫(xiě)教案,借助教案可以恰當(dāng)?shù)剡x擇和運(yùn)用教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。那么優(yōu)秀的教案是什么樣的呢?下面是小編幫大家整理的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案,僅供參考,歡迎大家閱讀。
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案1
目標(biāo):
1.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),確認(rèn)磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用。
2.了解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的方向跟哪些因素有關(guān)。
3.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),知道矩形線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
4.知道直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理,了解換向器的作用。
5.通過(guò)觀(guān)察演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力和分析問(wèn)題能力。激發(fā)學(xué)生探究自然規(guī)律的興趣。
教學(xué)重點(diǎn):磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向與什么有關(guān)
教學(xué)難點(diǎn):磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的作用分析;直流電動(dòng)機(jī)換向器的作用分析
教學(xué)過(guò)程:
一、預(yù)習(xí)交流:
1.磁場(chǎng)對(duì)電流有 的作用。力的方向與 和 有關(guān)。
2.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造:磁極、線(xiàn)圈、換向器、電刷。
3.直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),
工作原理:________________________________。
能量轉(zhuǎn)化:________________________________。
平衡位置是指_____________________________________________________。
轉(zhuǎn)向跟________________和________________有關(guān)。
轉(zhuǎn)速跟________________和________________有關(guān)。
二、互動(dòng)突破:
活動(dòng)一:觀(guān)察磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線(xiàn)的作用
。1)如圖所示組裝實(shí)驗(yàn)器材。
。2)給直導(dǎo)線(xiàn)通電,會(huì)發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線(xiàn) 。
。3)磁場(chǎng)方向不變,改變直導(dǎo)線(xiàn)中的.電流方向,會(huì)發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線(xiàn) 。
。4)電流方向不變,改變磁場(chǎng)方向,會(huì)發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線(xiàn) 。
實(shí)驗(yàn)表明:磁場(chǎng)對(duì)電流 ,力的方向與 和 有關(guān)。
活動(dòng)二:觀(guān)察磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的作用
觀(guān)察與思考:用漆包線(xiàn)繞成線(xiàn)圈,將線(xiàn)圈兩端的漆全部刮去后放入磁場(chǎng),如圖所示。閉合開(kāi)關(guān),觀(guān)察到的現(xiàn)象是:
通電線(xiàn)圈 (能/不能)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng);
通電線(xiàn)圈 (能/不能)在磁場(chǎng)中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
活動(dòng)三:怎樣才能使通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?
。1)信息快遞:
通電線(xiàn)圈的平面與磁感線(xiàn)垂直時(shí),線(xiàn)圈受到磁場(chǎng)的作用力是一對(duì) ,這個(gè)位置稱(chēng)為 。
(2)分析:當(dāng)線(xiàn)圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí),如果立即改變______________________,那么通電線(xiàn)圈就能在磁場(chǎng)力的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。完成這一任務(wù)的裝置就是____________。它的作用是________________________________________________________________。
。3)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是 ,它工作時(shí)將 能轉(zhuǎn)化為 能。
三、當(dāng)堂評(píng)價(jià):
完成“WWW”
四、總結(jié)提高:
五、當(dāng)堂訓(xùn)練:
1.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用,受力的方向跟 和 有關(guān).如果這兩者其中之一的方向改變,則力的方向 ;如果這兩者的方向同時(shí)改變,則力的方向______。
2.電動(dòng)機(jī)是利用______________________的原理制成的.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)主要是把______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)________能.直流電動(dòng)機(jī)是用 定期改變線(xiàn)圈中的電流方向,從而使電動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng).
3.下列設(shè)備中沒(méi)有使用電動(dòng)機(jī)的是( )
A.電風(fēng)扇、收錄機(jī) B.空調(diào)器、計(jì)算機(jī)
C.電冰箱、微波爐 D.電話(huà)機(jī)、電視機(jī)
4.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里所受力的方向( )
A.跟電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān) B.只跟電流方向有關(guān),跟磁感線(xiàn)方向無(wú)關(guān)
C.只跟磁感線(xiàn)方向有關(guān),跟電流方向無(wú)關(guān) D.跟電流方向和磁感線(xiàn)方向都無(wú)關(guān)
5.電動(dòng)機(jī)的作用是:
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案2
課前預(yù)習(xí)
一、安培力
1.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用力叫做___○1____.
2.大。海1)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向________○2_____時(shí),安培力最大為F=_____○3_____.
(2)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向_____○4________時(shí),安培力最小為F=____○5______.
(3) 當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向斜交時(shí),所受安培力介于___○6___和__○7______之間。
3.方向:左手定則:伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線(xiàn)___○10____,并使伸開(kāi)的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構(gòu)成.
2.蹄形磁鐵的磁場(chǎng)的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線(xiàn)等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是相等的,這樣不管線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到什么位置,線(xiàn)圈平面總是跟它所在位置的磁感線(xiàn)平行,I與指針偏角θ成正比,I越大指針偏角越大,因而電流表可以量出電流I的大小,且刻度是均勻的,當(dāng)線(xiàn)圈中的電流方向改變時(shí),安培力的方向隨著改變,指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,又可知道被測(cè)電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是____○18________,可以測(cè)很弱的電流,缺點(diǎn)是繞制線(xiàn)圈的導(dǎo)線(xiàn)很細(xì),允許通過(guò)的電流很弱。
課前預(yù)習(xí)答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個(gè)平面內(nèi)○10垂直穿入手心○11電流○12受力○13蹄形磁鐵 ○14 鐵芯○15繞在線(xiàn)框上的線(xiàn)圈○16螺旋彈簧○17指針○18靈敏度高
重難點(diǎn)解讀
一、 對(duì)安培力的認(rèn)識(shí)
1、 安培力的性質(zhì):
安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力,是一種性質(zhì)力。
2、 安培力的作用點(diǎn):
安培力是導(dǎo)體中通有電流而受到的力,與導(dǎo)體的中心位置無(wú)關(guān),因此安培力的作用點(diǎn)在導(dǎo)體的幾何中心上,這是因?yàn)殡娏魇冀K流過(guò)導(dǎo)體的所有部分。
3、安培力的方向:
。1)安培力方向用左手定則判定:伸開(kāi)左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線(xiàn)垂直穿入手心,并使伸開(kāi)的四指指向電流方向,那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。
。2)F、B、I三者間方向關(guān)系:已知B、I的方向(B、I不平行時(shí)),可用左手定則確定F的唯一方向:F⊥B,F(xiàn)⊥I,則F垂直于B和I所構(gòu)成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向,不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內(nèi)與B成任意不為零的夾角。同理,已知F和I的方向也不能唯一確定B的方向。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))。只要兩導(dǎo)線(xiàn)不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場(chǎng)力的方向;當(dāng)兩導(dǎo)線(xiàn)互相垂直時(shí),用左手定則判定。
4、安培力的大。
。1)安培力的計(jì)算公式:F=BILsinθ,θ為磁場(chǎng)B與直導(dǎo)體L之間的夾角。
。2)當(dāng)θ=90°時(shí),導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直,安培力最大Fm=BIL;當(dāng)θ=0°時(shí),導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行,安培力為零。
。3)F=BILsinθ要求L上各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度相等,故該公式一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
。4)安培力大小的特點(diǎn):①不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。②L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線(xiàn)圈的有效長(zhǎng)度L=0
二、通電導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)判斷方法
。1)電流元分析法:把整段電流等效為多段很小的直線(xiàn)電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運(yùn)動(dòng)方向.
。2)特殊位置分析法:把通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向,從而確定運(yùn)動(dòng)方向.
。3)等效法:環(huán)形電流可等效成小磁針,通電螺線(xiàn)管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流,反過(guò)來(lái)等效也成立。
。4)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法:因?yàn)殡娏髦g,電流與磁體之間相互作用滿(mǎn)足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在力的作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,可先分析電流在磁場(chǎng)中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受作用力,從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈示意圖如右,即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)?
解:畫(huà)出偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈內(nèi)側(cè)的電流,是左半線(xiàn)圈靠電子流的一側(cè)為向里,右半線(xiàn)圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的,根據(jù)“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”,可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個(gè)方法簡(jiǎn)潔)。
答案:向左偏轉(zhuǎn)
規(guī)律總結(jié):安培力方向的判定方法:
。1)用左手定則。
。2)用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線(xiàn)管外部時(shí))。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))?梢园褩l形磁鐵等效為長(zhǎng)直螺線(xiàn)管(不要把長(zhǎng)直螺線(xiàn)管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導(dǎo)線(xiàn)abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直。線(xiàn)段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),且 。流經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線(xiàn)段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力
A. 方向沿紙面向上,大小為
B. 方向沿紙面向上,大小為
C. 方向沿紙面向下,大小為
D. 方向沿紙面向下,大小為
解析:該導(dǎo)線(xiàn)可以用a和d之間的直導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)為 來(lái)等效代替,根據(jù) ,可知大小為 ,方向根據(jù)左手定則.A正確。
答案:A
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用F=BILsinθ來(lái)計(jì)算時(shí),F(xiàn)不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線(xiàn)圈的有效長(zhǎng)度L=0
題型三、通電導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)
例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上,正中的正上方有一導(dǎo)線(xiàn),通有圖示方向的電流后,磁鐵對(duì)水平面的壓力將會(huì)__(增大、減小還是不變?)水平面對(duì)磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫(huà)出通電導(dǎo)線(xiàn)中電流的磁場(chǎng)中通過(guò)兩極的那條磁感線(xiàn)(如圖中粗虛線(xiàn)所示),可看出兩極受的磁場(chǎng)力的合力豎直向上。磁鐵對(duì)水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫(huà)出條形磁鐵的磁感線(xiàn)中通過(guò)通電導(dǎo)線(xiàn)的那一條(如圖中細(xì)虛線(xiàn)所示),可看出導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力豎直向下,因此條形磁鐵受的.反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線(xiàn)管,上方的電流是向里的,與通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流是同向電流,所以互相吸引。
答案:減小 零
規(guī)律總結(jié):分析通電導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法
題型四、安培力作用下的導(dǎo)體的平衡問(wèn)題
例4、 水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L(zhǎng),M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖8-1-32所示,問(wèn):
(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí),受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時(shí)B的方向如何?
解析:從b向a看側(cè)視圖如圖所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
豎直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
聯(lián)立①②③得:FN=mg-BLEcos θR,F(xiàn)=BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力為零,且讓磁場(chǎng)最小,可知安培力豎直向上.則有FA=mg
Bmin=mgREL,根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右.
答案:(1)mg-BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
規(guī)律總結(jié):對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題的求解思路:
。1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖
。2)對(duì)物體受力分析,要注意安培力方向的確定
。3)根據(jù)平衡條件或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列出方程
。4)解方程求解并驗(yàn)證結(jié)果
鞏固拓展
1. 如圖,長(zhǎng)為 的直導(dǎo)線(xiàn)拆成邊長(zhǎng)相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ,當(dāng)在該導(dǎo)線(xiàn)中通以電流強(qiáng)度為 的電流時(shí),該 形通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為
(A)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導(dǎo)線(xiàn)有效長(zhǎng)度為2lsin30°=l,所以該V形通電導(dǎo)線(xiàn)收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計(jì)算。
2..一段長(zhǎng)0.2 m,通過(guò)2.5 A電流的直導(dǎo)線(xiàn),關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力F的情況,正確的是( )
A.如果B=2 T,F(xiàn)一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F(xiàn)有可能是1 N
D.如果F有最大值時(shí),通電導(dǎo)線(xiàn)一定與B平行
答案:C
解析:當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí),F(xiàn)=BIL,力最大,當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行放置時(shí),F(xiàn)=0,當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向成任意其他角度放置時(shí),0 3. 首先對(duì)電磁作用力進(jìn)行研究的是法國(guó)科學(xué)家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實(shí)驗(yàn)中如果想增大導(dǎo)體棒AB擺動(dòng)的幅度,可能的操作是( ) A.把磁鐵的N極和S極換過(guò)來(lái) B.減小通過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I C.把接入電路的導(dǎo)線(xiàn)從②、③兩條換成①、④兩條 D.更換磁性較小的磁鐵 答案:C 解析:安培力的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比,與電流強(qiáng)度成正比,與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,圖中只畫(huà)出此棒的截面圖,并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的,在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是( ) A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:如右圖所示.對(duì)導(dǎo)體棒,通電后,由左手定則,導(dǎo)體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導(dǎo)體棒的作用力應(yīng)斜向右上方,所以在通電的一瞬時(shí),磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確. 5..質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.有電流時(shí)ab恰好在導(dǎo)軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀(guān)察時(shí)的四個(gè)平面圖,標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向,其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案: A 解析: ①中通電導(dǎo)體桿受到水平向右的安培力,細(xì)桿所受的摩擦力可能為零.②中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導(dǎo)電細(xì)桿受到水平向左的安培力,摩擦力不可能為零.故①②正確,選A. 6.如圖所示,兩根無(wú)限長(zhǎng)的平行導(dǎo)線(xiàn)a和b水平放置,兩導(dǎo)線(xiàn)中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當(dāng)加一個(gè)垂直于a、b所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí);導(dǎo)線(xiàn)a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場(chǎng)B以前相比較( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原來(lái)安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來(lái)安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來(lái)安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當(dāng)a不受安培力時(shí),Ib產(chǎn)生的磁場(chǎng)與所加磁場(chǎng)在a處疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,此時(shí)判斷所加磁場(chǎng)垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場(chǎng)垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來(lái)。蔬x項(xiàng)D正確. 7. 如圖所示,在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線(xiàn)a、b和c,各導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小相同,其中a、c導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向垂直紙面向外,b導(dǎo)線(xiàn)電流方向垂直紙面向內(nèi).每根導(dǎo)線(xiàn)都受到另外兩根導(dǎo)線(xiàn)對(duì)它的安培力作用,則關(guān)于每根導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的合力,以下說(shuō)法中正確的是( ) A.導(dǎo)線(xiàn)a所受合力方向水平向右 B.導(dǎo)線(xiàn)c所受合力方向水平向右 C.導(dǎo)線(xiàn)c所受合力方向水平向左 D.導(dǎo)線(xiàn)b所受合力方向水平向左 答案:B 解析:首先用安培定則判定導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁場(chǎng)方向,要注意是合磁場(chǎng)的方向,然后用左手定則判定導(dǎo)線(xiàn)的受力方向.可以確定B是正確的. 8.如圖所示,在空間有三根相同的導(dǎo)線(xiàn),相互間的距離相等,各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場(chǎng)力外,其他作用力都可忽略,則它們的運(yùn)動(dòng)情況是______. 答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根據(jù)通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)艌?chǎng)的特點(diǎn),由安培定則可判斷出,它們之間存在吸引力. 9.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的兩導(dǎo)體棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a為x距離的同一水平面處,且a、b水平平行,設(shè)θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為 . 答案: 解析: 由安培定則和左手定則可判知導(dǎo)體棒a的受力如圖,由力的平衡得方程: mgsin45°=Fcos45°,即 mg=F=BIL 可得B= . 10.一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線(xiàn)框abcd.bc邊長(zhǎng)為l.線(xiàn)框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與線(xiàn)框平面垂直.在下圖中,垂直于紙面向里,線(xiàn)框中通以電流I,方向如圖所示.開(kāi)始時(shí)線(xiàn)框處于平衡狀態(tài),令磁場(chǎng)反向,磁感強(qiáng)度的大小仍為B,線(xiàn)框達(dá)到新的平衡.在此過(guò)程中線(xiàn)框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:設(shè)線(xiàn)圈的質(zhì)量為m,當(dāng)通以圖示電流時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x1,線(xiàn)框處于平衡狀態(tài),所以kx1=mg-nBIl.當(dāng)電流反向時(shí),線(xiàn)框達(dá)到新的平衡,彈簧的伸長(zhǎng)量為x2,由平衡條件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 電流反向后,彈簧的伸長(zhǎng)是x2>x1,位移的方向應(yīng)向下. 基礎(chǔ)知識(shí)梳理: 一、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線(xiàn)的作用安培力 1、大。涸趧驈(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)F安= ;當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)方向與磁場(chǎng)垂直時(shí),F(xiàn)安= 。 2、方向:用 定則判定。 3、注意:F安=BIL的適用條件:①一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng);②L③如果是彎曲的通電導(dǎo)線(xiàn),則L是指有效長(zhǎng)度,它等于導(dǎo)線(xiàn)兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(zhǎng)度(如圖所示),相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端. 二、安培力的應(yīng)用 (一)、安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的判斷 1、電流元法:即把整段電流等效為多段直線(xiàn)電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運(yùn)動(dòng)方向。 2、特殊位置法:把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向,從而確定運(yùn)動(dòng)方向。 3、等效法:環(huán)形電流和通電螺線(xiàn)管都可以等效成條形磁鐵,條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線(xiàn)管,通電螺線(xiàn)管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析。 4、利用結(jié)論法:①兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì),同向電流相互 ;,反向電流相互 ;②兩電流不平行時(shí),有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)。利用這些結(jié)論分析,可以事半功倍. (二).處理相關(guān)安培力問(wèn)題時(shí)要注意圖形的變換 安培力的方向總是垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向決定的平面,即一定垂直于B和I,但B和I不一定垂直.有關(guān)安培力的力、電綜合題往往涉及到三維立體空間問(wèn)題,如果我們變?nèi)S為二維便可變難為易,迅速解題。 典型例題: 1、通電導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)圈在安培力作用小的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn) [例1](1) 如圖,把輕質(zhì)線(xiàn)圈用細(xì)線(xiàn)掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈的圓心且垂直于線(xiàn)圈的平面,當(dāng)線(xiàn)圈內(nèi)通過(guò)圖示方向的電流時(shí),線(xiàn)圈將怎樣運(yùn)動(dòng)?_________________ (2)如圖所示,有一根豎直長(zhǎng)直通電導(dǎo)線(xiàn)和一個(gè)通電三角形金屬框處在同一平面,直導(dǎo)線(xiàn)和ab平行,當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)通以向上的電流時(shí),若不計(jì)重力,則三角形金屬框架將會(huì)( ) A、水平向左運(yùn)動(dòng) B、水平向上運(yùn)動(dòng) C、處于靜止?fàn)顟B(tài) D、會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) [例2] 、一矩形通電線(xiàn)框abcd,可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng),它處在與OO垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(如圖).在磁場(chǎng)作用下線(xiàn)框開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),最后靜止在平衡位置.則平衡后:( ) A.線(xiàn)框四邊都不受磁場(chǎng)的作用力. B.線(xiàn)框四邊受到指向線(xiàn)框外部的磁場(chǎng)作用力,但合力為零. C.線(xiàn)框四邊受到指向線(xiàn)框內(nèi)部的'磁場(chǎng)作用力,但合力為零. D.線(xiàn)框的一對(duì)邊受到指向線(xiàn)框外部的磁場(chǎng)作用力,另一對(duì)邊受到指向線(xiàn)框內(nèi)部的磁場(chǎng)作用力,但合力為零. 2、安培力參與的動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題 [例3] 、 如圖所示,通電導(dǎo)體棒AC靜止于水平軌道上,棒的質(zhì)量為m,長(zhǎng)為L(zhǎng),通過(guò)的電流為I,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B,方向和軌道平面成角。求軌道受到AC棒的壓力和摩擦力各多大。 [例4]如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=2V,內(nèi)阻r=0.5 ,豎直導(dǎo)軌電阻可以忽略不計(jì),金屬棒的質(zhì)量m=0.1kg,R=0.5,它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4,有效長(zhǎng)度為l=0.2m,靠在導(dǎo)軌的外面,為使金屬棒不滑動(dòng),應(yīng)加一與紙面成30與棒垂直且向里的磁場(chǎng),問(wèn): (1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下? (2)B的范圍是多少? [例5]如圖所示,一個(gè)密度=9g/cm3、橫截面積S=10mm2的金屬環(huán),處于徑向?qū)ΨQ(chēng)方向發(fā)散的磁場(chǎng)中,環(huán)上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0. 35 T,若在環(huán)中通以順時(shí)針?lè)较?俯視)電流I=10 A,并保持△t=0. 2 s,試分析:環(huán)將做什么運(yùn)動(dòng)?運(yùn)動(dòng)的距離是多少?(不計(jì)空氣阻力,g= 10 m/s2) (一)教學(xué)目的 1.知道磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有作用力。 2.知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān),改變電流方向或改變磁感線(xiàn)方向,導(dǎo)體的受力方向隨著改變。 3.知道通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的道理。 4.知道通電導(dǎo)體和通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),是消耗了電能,得到了機(jī)械能。 5.培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察能力和推理、歸納、概括物理知識(shí)的能力。 (二)教具 小型直流電動(dòng)機(jī)一臺(tái),學(xué)生用電源一臺(tái),大蹄形磁鐵一塊,干電池一節(jié),用鋁箔自制的圓筒一根(粗細(xì)、長(zhǎng)短與鉛筆差不多),兩根鋁箔條(用透明膠與鋁箔筒的兩端相連接),支架(吊鋁箔筒用),如課本圖12-10的掛圖,線(xiàn)圈(參見(jiàn)圖12-2),抄有題目的小黑板一塊(也可用投影片代替)。 (三)教學(xué)過(guò)程 1.引入新課 本章主要研究電能;第一節(jié)和第二節(jié)我們研究了獲得電能的原理和方法,第三節(jié)我們研究了電能的輸送。電能輸送到用電單位,要使用電能,這就涉及到用電器,以前我們研究了電燈、電爐、電話(huà)等用電器,今天我們要研究另一種用電器--電動(dòng)機(jī)。 出示電動(dòng)機(jī),給它通電,學(xué)生看到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),提高了學(xué)習(xí)興趣。 提問(wèn):電動(dòng)機(jī)是根據(jù)什么原理工作的呢? 講述:要回答這個(gè)問(wèn)題,還得請(qǐng)同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)--電流周?chē)嬖诖艌?chǎng),電流通過(guò)它產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁體施加作用力(如電流通過(guò)它的磁場(chǎng)使周?chē)〈裴樖芰ΧD(zhuǎn)動(dòng))。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對(duì)磁體施加力時(shí),磁體也應(yīng)該對(duì)電流有力的作用。下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)推斷。 2.進(jìn)行新課 (1)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受到力的作用 板書(shū)課題:〈第四節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用〉 介紹實(shí)驗(yàn)裝置,將鋁箔筒兩端的鋁箔條吊掛在支架上,使鋁箔筒靜止在磁鐵的磁場(chǎng)中(參見(jiàn)課本中的圖12-9)。用鋁箔筒作通電導(dǎo)體是因?yàn)殇X箔筒輕,受力后容易運(yùn)動(dòng),以便我們觀(guān)察。 演示實(shí)驗(yàn)1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時(shí)短路),讓學(xué)生觀(guān)察鋁箔筒的運(yùn)動(dòng)情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場(chǎng)中的鋁箔筒通電時(shí),鋁箔筒會(huì)_____,這說(shuō)明_____。 板書(shū):〈1.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的.作用! (2)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向,跟電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān) 教師說(shuō)明:下面我們進(jìn)一步研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里的受力方向與哪些因素有關(guān)。 演示實(shí)驗(yàn)2:先使電流方向相反,再使磁感線(xiàn)方向相反,讓學(xué)生觀(guān)察鋁箔筒運(yùn)動(dòng)后回答小黑板上的題2:保持磁感線(xiàn)方向不變,交換電池兩極以改變鋁箔筒中電流方向,鋁箔筒運(yùn)動(dòng)方向會(huì)______,這說(shuō)明______。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線(xiàn)方向,鋁箔筒運(yùn)動(dòng)方向會(huì)______,這說(shuō)明______。 歸納實(shí)驗(yàn)2的結(jié)論并板書(shū):〈2.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向,跟電流方向和磁感線(xiàn)方向有關(guān)。〉 (3)磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的作用 提問(wèn):應(yīng)用上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,我們來(lái)分析一個(gè)問(wèn)題:如果把直導(dǎo)線(xiàn)彎成線(xiàn)圈,放入磁場(chǎng)中并通電,它的受力情況是怎樣的呢? 出示方框線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的直觀(guān)模型(磁極用兩堆書(shū)代替),并出示如課本上圖12-10的掛圖(此時(shí),圖中還沒(méi)有標(biāo)出受力方向)。 引導(dǎo)學(xué)生分析:通電時(shí),圖甲中ab邊和cd邊都在磁場(chǎng)中,都要受力,因?yàn)殡娏鞣较蛳喾,所以受力方向也肯定相反。提?wèn):你們想想看,線(xiàn)圈會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢? 演示實(shí)驗(yàn)3:將電動(dòng)機(jī)上的電刷、換向器拆下(實(shí)質(zhì)是線(xiàn)圈)后通過(guò),讓學(xué)生觀(guān)察線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)情況。 教師指明:線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)正是因?yàn)閮蓷l邊受力方向相反,邊說(shuō)邊在掛圖上標(biāo)明ab和cd邊的受力方向。 提問(wèn):線(xiàn)圈為什么會(huì)停下來(lái)呢? 利用模型和掛圖分析:在甲圖位置時(shí),兩邊受力方向相反,但不在一條直線(xiàn)上,所以線(xiàn)圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到乙圖位置時(shí),兩邊受力方向相反,且在同一直線(xiàn)上,線(xiàn)圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。 板書(shū)結(jié)論:〈3.通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng),到平衡位置時(shí)靜止。〉 (4)討論 、俳滩闹械"想想議議"。 ②小黑板上的題3:通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)是消耗了______能,得到了______能。 3.小結(jié):板書(shū)的四條結(jié)論。 4.作業(yè)(思考題):電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的道理工作的。但實(shí)際制成電動(dòng)機(jī)時(shí),還有些問(wèn)題需要我們解決,比如:通電線(xiàn)圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),而實(shí)際電動(dòng)機(jī)要能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),這個(gè)問(wèn)題同學(xué)們先思考,下節(jié)我們研究。 (四)說(shuō)明 1.受力方向與電流方向和磁感線(xiàn)方向垂直,這一點(diǎn)不能從實(shí)驗(yàn)直接得到(因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方向并不一定是受力方向),且與后面學(xué)習(xí)聯(lián)系不大,本教案沒(méi)講這一點(diǎn)。 2.教案最后的思考題是為下節(jié)學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。 課時(shí):1課時(shí)。 教學(xué)要求: 1.知道磁場(chǎng)對(duì)電流存在力的作用,知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向,以及磁感線(xiàn)方向有關(guān)系。改變電流方向,或改變磁感線(xiàn)方向,導(dǎo)體的受力方向隨著改變。能說(shuō)明通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的道理。 2.知道通電導(dǎo)體和通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),是消耗了電能,得到了機(jī)械能。 3.培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生觀(guān)察能力和從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中,歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。 教學(xué)過(guò)程 一、引人新課 首先做直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn),接著提出問(wèn)題: 電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)? 要回答這個(gè)問(wèn)題,還得請(qǐng)同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)——電流周?chē)嬖谥艌?chǎng),并通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)磁體發(fā)生作用,即電流對(duì)磁體有力的作用,再讓我們逆向思索,磁體對(duì)電流有無(wú)力的作用呢?即磁體通過(guò)其磁場(chǎng)對(duì)電流有無(wú)力的作用呢? 現(xiàn)在就讓我們共同沿著這一逆向思索所形成的猜想,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行探索性的研究。 板書(shū):四、研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 二、演示實(shí)驗(yàn) 板書(shū):1.實(shí)驗(yàn)研究: 1.介紹實(shí)驗(yàn)裝置的同時(shí)說(shuō)明為什么選擇這些實(shí)驗(yàn)器材,滲透實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想。 2.用小黑板或幻燈出示觀(guān)察演示實(shí)驗(yàn)的記錄表格,如下: 3.按照實(shí)驗(yàn)過(guò)程,把課本1、2兩個(gè)實(shí)驗(yàn),用邊演示,邊指導(dǎo)觀(guān)察,邊提出問(wèn)題的`方式,連續(xù)完成。要求學(xué)生完成觀(guān)察演示實(shí)驗(yàn)的記錄和思考回答表中的問(wèn)題: “通電銅棒在磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)的原因是什么?” 這樣做,一是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)電流也存在力的作用,二是進(jìn)一步鞏固、深化力的概念。 4.對(duì)學(xué)生通過(guò)觀(guān)察,歸納概括出的結(jié)果,要做小結(jié):(板書(shū)小結(jié)如下) 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用,力的方向與電流方向、磁感線(xiàn)方向是相互垂直的.不論是改變電流方向,還是改變磁場(chǎng)方向,都會(huì)改變力的方向 三、應(yīng)用 板書(shū):2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用: 1.出示線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的演示實(shí)驗(yàn)裝置,并提出問(wèn)題讓學(xué)生思考: 應(yīng)用上面實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)論,分析判斷通電的線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象? 2.出示方框線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的直觀(guān)模型,并用小黑板或幻燈片把模型的平面圖展示出來(lái),以助學(xué)生思考。 3.在學(xué)生作出判斷的基礎(chǔ)上,演示通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中所發(fā)生的現(xiàn)象,來(lái)證驗(yàn)學(xué)生的分析,判斷是否正確。(關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)前面的“實(shí)驗(yàn)”) 4。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上過(guò)渡到教材中的“想想議議”上來(lái),無(wú)論學(xué)生解釋得完整,或者不完整都沒(méi)有關(guān)系,可以留下來(lái)課后討論,為下一節(jié)課繼續(xù)分析埋下伏筆. 四、討論 板書(shū):?jiǎn)栴}討論 怎樣舊能的轉(zhuǎn)比與守恒的觀(guān)點(diǎn),來(lái)說(shuō)明通電導(dǎo)體和通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象?啟發(fā)討論的子問(wèn)題:l.通電導(dǎo)體和通電線(xiàn)圈發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí),消耗了什么能?得到了什么能?2.你所說(shuō)的消耗的能和你所說(shuō)的得到的能守恒嗎?為什么? 五、小結(jié) 板書(shū):課堂小結(jié) 學(xué)生小結(jié),或師生共同小結(jié),本節(jié)課學(xué)到了什么? 板書(shū)設(shè)計(jì) 四、研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 1.實(shí)驗(yàn)研究2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用3.問(wèn)題討論 結(jié)論:____________問(wèn)題:_____________①____________ ______________ __________________②______________ ____________想想議議________4.課堂小結(jié) _____________ _______________ __________________ _____________ _______________ __________________ 【磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案】相關(guān)文章: 《電流的磁場(chǎng)》教案02-23 電流的磁場(chǎng)教案10篇03-29 《電流的測(cè)量》教案02-26 高二物理磁場(chǎng)教案10-01 電流的熱效應(yīng)教案02-25 電流與電壓和電阻的關(guān)系教案02-21 《電流的測(cè)量》教案(通用6篇)09-11磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教案3
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