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視頻標簽：磁場對電流的作用
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視頻課題：高中物理魯科版選修3-1第六章第1節探究磁場對電流的作用-福建
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魯科版選修3-1第六章第1節探究磁場對電流的作用-福建省廈門第一中學
普通高中課程標準實驗教科書 山東科學技術出版社 物理選修3-1
第6章 第1節 探究磁場對電流的作用
一、教學目標
1．通過鋁橋演示實驗探究磁場對電流是否存在力的作用。通過分組探究培養團結協作的團隊精神。
2．進一步通過鋁橋學生分組實驗探究安培力的方向與磁場的方向以及電流的方向的關系，得出左手定則。培養學生的觀察能力、分析綜合能力。
3．通過自制道具演示實驗探究安培力的大小與磁場強度B的大小、導線電流I的大小以及導線的長度 L之間的關系，導出安培力大小的表達式。體會控制變量法、等效替代法等思想方法。 二、教學重點、難點
1．掌握安培力方向的判定(左手定則) 以及看懂立體圖,熟悉各種角度的側視圖,俯視圖和剖面圖。
2．探究安培力的大小與磁場強度的關系，掌握勻強磁場中安培力大小的計算。 三、教學資源
會動的鋁箔“天橋”，安培力方向的三維立體模型，左手手模，探究安培力大小的自制道具，記錄實驗數據的EXCEL表格，課件，視頻。 四、學情分析
1．學生在此之前已學習了磁體和電流周圍會有磁場存在，也知道了電流可以產生磁場。根據牛頓第三定律，可以結合本節課的內容進一步探究一下磁場對通電導線是否也有力的作用。
2．根據高二學生的學習特點，課堂節奏相對比較緊湊，內容較為充實。 高中生喜歡動手做實驗，具有自主探索的精神，所以課堂安排了分組實驗讓學生動手。 五、教學過程
教學 環節
教師活動
學生活動
教學資源安排 設計意圖 （一） 情境導入 5min 師：[設疑]前面學習了電場和磁場，電和磁之間是否存在著某種內在聯系？
[flash演示]奧斯特實驗
[提問]
小磁針的偏轉說明了什么？ [分析與討論]
小磁針在磁場中受磁場力的作
用才會發生偏轉，實驗結果說明，不僅磁鐵能產生磁場，電流也能產生磁場。通電導線通過周圍產生的磁場對磁體有力
1、觀看實驗短片并思考問題
2、學生回答：不僅磁鐵能產生磁場，電流也能產生磁場。
1、激發學生學習本堂課知識的熱情。 2、引導學生進入新課學習
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的作用（電流→磁場→磁體）。那根據牛頓第三定律可知，磁體通過周圍的磁場對通電導線也應該有力的作用（磁體→磁場→電流？）。下面我們就用一個迷你小實驗來探究一下磁場對通電導線是否也有力的作用呢？
【探究一】如何用已有的器材探究磁場對電流是否存在力的作用？ [演示實驗]
會動的鋁箔“天橋”：將電池與鋁箔接通，觀察鋁箔的運動情況。 [總結]
當通電導線附近有磁體時，通電導線會受到力的作用。物理學上把磁場對電流的作用力稱為安培力。 [板書]
一、安培力 1、概念：磁場對電流的作用力。
3、通過迷你實驗引入新課，激發學生學習的興趣和熱情。感性認識磁場對通電導線有力的作用。
(二) 探究安培力的方向 15
min
[猜想]安培力的方向與什么因素有關？ 【探究二】 如何驗證？三者的方向具體是什么關系? [分組實驗]
依次改變流過鋁箔的電流方向，交換磁鐵的磁極位置，進一步觀察鋁箔的運動情況。并將電流的方向、磁場的方向和安培力的方向記錄下來。 [學生演示]
用彩色木棍代表不同的物理量，將三者之間的空間立體關系用模型表示出來； 藍色：磁場方向 黃色：電流方向 紅色：安培力方向 [分析總結]
通過將四個模型旋轉，發現四種不同的情況，三者的相對關
學生猜想：
①磁場的方向 ②電流的方向
[分析]
共有四種情況需要研究。
學生對于安培力的方向也就是左手定則一直缺乏立體空間上的認識，因此我特意利用彩色木棍將三個物理量的方向呈現在三維空間中。并通過實驗探究、總結歸納、利用道具的旋轉讓
學生意識到三者之
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系均相同。物理學家安培通過長期的實驗總結出通電直導線所受安培力方向的判定方法
——左手定則
示范講授左手定則的內容：
伸開左手，讓拇指與其余四個手指垂直，并與手掌在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電流方向，那么，拇指所指方向即為通電導線在磁場中的受力方向。 [板書] 2、方向：①F⊥B ， F⊥I 即F安⊥BI所在平面。 ②F，B ，I 遵循左手定則。 [例題] 1、試畫出下列各圖中安培力的方向：
觀察模型并模仿學習左手定則。
間的相對位置是固定的，從而引導出左手定則。這個過程訓練了學生的觀察能力，總結歸納的能力，增強了空間想象能力。也鍛煉了學生建構理想模型的意識和能力。
(三) 探究安培力的大小 16 min
[過渡]
安培力是個矢量，之前我們已經研究了它的方向，那么它的大小到底會與哪些因素有哪些？
【探究三】安培力的大小與什么因素有關？
研究方法：控制變量法。 [實驗裝置]
采用自制道具，得到安培力大小與磁場強度關系的實驗的定量數據。 磁場大小：將導線繞在鐵芯上，產生的磁場等效于馬蹄形磁鐵產生的磁場。通過前期測試已知，線圈產生的磁場大小與線圈中的電流大小成正比。通過
引導學生猜想：安培力大小的影響因素
(1) 磁場強度 B 的大小 (2) 導線電流 I 的大小 (3) 導線的長度 L
自制道具：
磁場電路：
通過猜想假設，討論交流提高學生思考問題的能力。
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改變磁場電路中接入得滑動變阻器的阻值大小定量改變磁場的大小。
電流大�。簩Ь�繞城100匝的線圈接入電路。通過改變線圈電路中接入得滑動變阻器的阻值大小定量改變電流的大小。
安培力的定量測量：將線圈橫放在磁場線圈中，并與磁感線垂直（中間的磁場可以近似認為是勻強磁場）。再放置在電子秤上。由電子秤的讀數即可得到安培力的大小。
（1）研究F與B的關系： 保持L、I不變 [實驗方案]
①保持通電電流大小不變，保持線圈電流I2=0.60A。
②改變磁場大�。和ㄟ^改變磁場電路中滑動變阻器的阻值，改變磁場電流的大小，分別取磁場電流 I1 =0.40 A，0.60 A，0.80 A，1.00 A，1.20A。 將相應的安培力的大小（電子秤的讀數）記錄在EXCEL表格中。
③將表格中的數據生成F-I1（F-B）圖象。
[結論] F與B成正比。
（2）研究F與I的關系： 保持B、L不變 [實驗方案]
①保持磁場強度不變，保持磁場電流I1=1.00A。
②改變通電電流：通過改變線圈電路中滑動變阻器的阻值，改變電流的大小，分別取線圈電流 I2 =0.40 A，0.60 A，0.80 A，1.00 A，1.20A。
實驗（1）數據與圖表：
實驗（2）數據與圖表：
線圈電路：
安培力的測量：
采用自制道具。得到定量的實驗數據。這個過程主要訓練學生正確運用科學思維方法，從定性和定量兩個方面進行科學推理、找出規律、形成結論。
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將相應的安培力的大小（電子秤的讀數）記錄在EXCEL表格中。
③將表格中的數據生成F-I圖象。
[結論] F與I成正比。
[分析總結]
經進一步研究表明：在勻強磁場中，當通電直導線與磁場方向垂直時，通電導線所受的安培力最大，等于磁感應強度B、電流I和導線長度L的乘積，即 F=BIL。 強調：
①公式的適用條件——勻強磁場且B與I垂直。 ②各物理量單位：F－N，B－T，I－A，L－m（強調L指磁場中通電導線的長度）
③公式應用的推廣：在非勻強磁場中，上述公式可近似用于很短的一段通電導線。因為當導線很短時，可近似認為各點的磁感應強度相等。
④當電流方向與磁場方向有一個夾角θ時，安培力大小如何計算？
[板書] 3、大�。�
①當B⊥I時，F= BI L。 ②當BI時，F= 0。 ③當B與I的夾角為 時， F= BI Lsin。
學習安培力的計算公式、各物理量單位及其公式的適用條件和公式的推廣
討論：將磁感應強度分解為兩個分量：與電流方向平行的分量B1對電流沒有作用力，因此電流所受的作用力F完全由與電流方向垂直的分量B2決定，即 F= B2IL=BsinθIL
(四) 安培力的應用
8 min 物理來源于生活，最后必將再應用于生活。安培力在生活中的應用非常廣泛。
軍事上的應用：電磁炮
生產生活中：電氣機車，無軌電車中的電動機
通過向學生介紹安培力在軍事上、生
產生活上、物理儀器等各個方面應
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物理實驗室：磁電式電流表 例題：（電流天平）如圖所示的
天平可用來測定磁感應強度。天平的左臂放著質量為m1
的
砝碼，右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為l，共N匝。線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。當線圈沒有通電時，天平處于平衡狀態。當線圈中通有電流 I (方向如圖)時，在天平右臂加上質量為m2
的砝碼，天平重新平衡。求
磁場的磁感應強度？
用，幫助學生正確理解科
學·技術·社會·環境的關系，培養了學生的社會責任感。
（五） 課堂小結 布置作業 1 min
1.方法點撥：
控制變量法——在探究實驗設計中，影響安培力的因素很多，如果將它們混在一起考慮，無法知道每個因素是怎樣影響安培力的。因此，實驗中通常只讓某個因素(變量)變化，不讓其他因素變化(控制變量)，這樣便知道這個因素是如何影響安培力的了。 2.知識點點撥：
F方向的判斷——左手定則 F大小的計算——F＝BIL
6.1 探究磁場對電流的作用
一、安培力
1、概念：磁場對電流的作用力。
2、方向：①F⊥B ， F⊥I 。F安⊥BI所在平面。 ②F，B ，I 遵循左手定則。 3、大�。孩佼擝⊥I時，F= BI L。 ②當BI時，F= 0。
③當B與I的夾角為 時，F= BI Lsin。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
