公开课教案：探究磁场对电流的作用

第一篇：公开课教案：探究磁场对电流的作用

安溪龙门中学高二物理公开课教案

授课：高二物理备课组

时间：2015.12.15 星期二 第3节

班级：高二6班

第6章 磁场对电流和运动电荷的作用

第1节 探究磁场对电流的作用

【三维目标】：（一）知识与技能

1、知道什么是安培力，会用安培力公式F=BIL。

2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。

3、了解磁电式电流表的工作原理。

（二）过程与方法

通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

（三）情感、态度与价值观

1、通过科学探究，培养主动与他人合作的精神，在交流中体验科学研究的过程，培养实事求是的科学态度，激发对科学的好奇心与求知欲。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。【重点难点】：

安培力的大小计算和方向的判定。【教学过程】： 导入新课：

1820年，奥斯特发现电流能够产生磁场

安培在奥斯特实验的基础上发现了电流周围产生磁场的规律 同时，安培进一步思考…… 新课教学： 安培的思考：

既然通电导线周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用，那么磁场对通电导线是否也有力的作用呢？通电导线之间是否也存在力的相互作用呢?

如果把通电导线放在磁场中，导线会产生什么样的反应呢?

1、会动的导线

多媒体课件演示通电导线在磁场中受到力的作用

由实验现象可知，磁场中通电导线所受安培力的方向与磁场和电流方向有关。左手定则：

伸开左手，四指与拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．则拇指的方向就是安培力的方向。．．．．．．．．．．．．．．．例题1：

下图表示一条放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向，关于三者方向的关系，下列选项中正确的是（D）

例题2：

(单选)(2014•高考新课标全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是(B)A．安培力的方向可以不垂直于直导线 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 进一步实验表明，在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小等于电流、磁感应强度和导线长度的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．乘积。．．． FBIl当磁场和电流平行时：F＝0 例题3: 地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成沿南北方向的匀强磁场。如果赤道某处的磁感应强度在小为0.5×10-4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长20m，载有流向从东往西的电流30A。地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？

解：

F=BIL=0.5×10-4×30×20 N=3.0×10-2 N 根据左手定则，可以判断导线受到的安培力的方向垂直指向地面。

2、会动的线圈

通电直导线在磁场中受到安培力的作用会朝一个方向运动，如果把导线弯成矩形线圈，放入磁场后又会发生什么现象呢?

多媒体课件演示线圈在磁场中的运动

3、揭开电动机旋转的奥秘

在磁场中，线圈的转动超过半周后就会反方向转动，不能沿一个方向持续转下去。生活、生产中需要的往往是线圈连续不断的转动。如何才能使线圈不间断地旋转下去呢? 在线圈平面转到与磁场方向垂直的位置时，换向器的每个半环互换连接的电刷，使电流的方向发生．．．．．改变，从而实现了线圈的持续转动。

多媒体课件演示直流电动机工作原理

4、本节要点回顾：

1、磁场对通电导线有力的作用。这种通电导线的磁场中受到的作用力称为安培力。

2、左手定则：伸开左手，四指与拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指的方向就是安培力的方向。

3、在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小等于电流、磁感应强度和导线长度的乘积。

5、作业 P119 3、5

FBIl 4

第二篇：磁场对电流的作用教案

《磁场对电流的作用》教案

教学目标

知识与能力

1．知道磁场对通电导体有作用力。

2．知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。

3．知道通电线圈在磁场中转动的道理。

4．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。

5．培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。过程与方法

培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。教学重点、难点

重点

1磁场对通电的导体有力的作用

2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点

左手定则的运用

（二）教具

小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根（粗细、长短与铅笔差不多），两根铝箔条（用

透明胶与铝箔筒的两端相连接），支架（吊铝箔筒用）,如课本图12—10的挂图，线圈（参见图12—2），抄有题目的小黑板一块（也可用幻灯片代替）。(三）教学过程 1复习相关知识并提问：

1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用，磁体间的相互作用就是通过（）发生的。

2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针（），说明电流周围存在（）。2．引入新课

本章主要研究电能：第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送，电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器一电动机。

出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。

提问：电动机是根据什么原理工作的呢？

讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力（如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动）。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。

3．进行新课

(1)通电导体在磁场里受到力的作用

板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉

介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中（参见课本中的图12—9）。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动,以便我们观察。

演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电（瞬时短路），让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会______，这说明______。

板书：＜1．通电导体在磁场中受到力的作用。〉

(2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关

教师说明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会_________，这说明_________。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。

归纳实验2的结论并板书：〈2．通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉

(3)磁场对通电线圈的作用

提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？

出示方框线圈在磁场中的直观模型（磁极用两堆书代替），并出示如课本上图12—10的挂图（此时，图中还没有标出受力方向）。

引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？

演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下（实质是线圈）后通电，让学生观察线圈的运动情况。”

教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。

提问：线圈为什么会停下来呢？

利用模型和挂图分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。

板书结论：〈3．通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉

(4)讨论

①教材中的“想想议议”。

②小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______得到了______能。

板书：〈4．通电导体在磁场中运动是消耗了电能，得到了机械能。〉

4小结：1）通电导体在磁场里受到力的作用

2）通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关

3）通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止

5作业（思考题）：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。

教材分析

第三篇：磁场对电流作用教学设计

《5.4 磁场对电流的作用》案例

【教学内容】 磁场对电流的作用

【教学目标】

知识与技能：了解磁场对通电导线有力的作用的这个重要事实，知道这是将电能转化为机械能的基本原理；掌握左手定则，会用它确定安培力的方向，解决有关简单问题；理解安培定则，会用安培力公式进行有关计算。

过程与方法：左手定则和安培定则都是一种判定法则，这种为事物的规律设定某种判断的方法与算术中的口诀有异曲同工之妙。要在学习和训练中逐步加深对这种思维或判断“工具”作用的认识；通过对安培力的学习，进一步理解磁场的力的性质。

情感态度价值观：通过磁场和电场规律的比较，使学生逐步认识物理世界的和谐之美，培养热爱自然的情感和追求完美的价值观。

【教学重点】安培定律及左手定则。

【教学难点】对安培力及安培定律的理解。

【教具准备】安培力演示仪，电动机模型。

【教学过程】

◆创设情境──引出课题

1．复习回顾初中所学磁场力的有关知识。

2．回顾复习上节所学磁感强度的定义。

3．实验演示

用课本第140页图5-25所示进行演示：磁场对处在其中的通电导线会有力的作用。

◆合作探究──新课学习

一、安培力

1．安培力概念

通电导线处在磁场中，无论是磁体的磁场还是电流的磁场，只要导线中的电流方向不与磁场方向相同或相反，通电导线总会受到磁场的作用力。物理学上称这个作用力为安培力。

把这个力叫安培力，是为了纪念法国科学家安培在电磁研究中的杰出贡献。除了产生过程以外，它与其它力没有什么区别，可以改变物体的运动状态，使物体产生加速度，实现对物体的加速；也可以对物体做功，改变物体的功能，实现电能与机械能的转化；也可以改变物体的形状。

2．对安培力的说明

（1）安培力是磁场对处在其中的通电导线的作用力，如果导线中没有电流，是不会有安培力的，所以安培力实际上是磁场对电流的作用力。

（2）安培力的有无、大小与导线在磁场中处于静止还是运动状态没有关系。

二、安培定律

1．探究安培力大小的决定因素

（1）定性探究：用课本第140页图5-25所示进行演示，先后改变磁铁（磁感强度）、电流、导线在磁场中的长度（蹄型磁铁的宽度），发现安培力大小变化。

（2）结论：安培力的大小与通电导线所处区域的磁感强度、导线处在磁场中的长度、导线中的电流有关。磁感强度越大、导线在磁场中的长度越长、导线中的电流越大，安培力越大。

2．安培定律──安培力大小的计算

科学家通过实验研究发现，通电指导线垂直处在匀强磁场中，磁场对处在其中的通电导线安培力的大小，与磁感强度B、导线长度L、电流强度I间具有关系：

这一关系，称为安培定律。

3．关于安培定律的说明

（1）运用此公式计算安培力时，磁感强度B的单位是T，长度单位是m，电流单位是A，安培力的单位就是N。

（2）此公式中的长度L，指的是通电直导线处在磁场中的长度。

（3）当通电直导线不与磁场垂直时，导线会受到安培力的作用，不过此时的安培力不能运用此式计算。

三、安培力方向的判定──左手定则

1．探究安培力方向的决定因素

（1）实验探究：用课本第140页图5-25所示进行演示，先后改变磁铁磁极位置（磁感强度方向）、电流方向，发现安培力方向变化。

（2）结论：通电指导线垂直处在匀强中，受到的安培力的方向与磁感强度方向、电流方向有关。

2．探究安培力方向与磁感强度方向及电流方向间的关系

（1）科学家的探究结果：科学家通过精确的实验探究发现，通电导线在磁场中所受到的安培力的方向与磁感方向、电流方向满足左手定则。

（2）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。让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向。

（3）在已知磁场方向、电流方向、安培力方向中的任意两个方向时，运用左手定则可以判断出另一个未知的方向。

（4）对于垂直处在匀强磁场中的指导线来说，安培力方向、磁场方向、电流方向，三个方向中，两两互相垂直。

◆案例研究──巩固所学

学会运用安培定则计算通电直导线垂直处在匀强磁场中所受到的安培力大小，会运用左手定则确定安培力的方向。

解析课本第141页“例题1”。

四、安培力的应用

1．磁电式电流表测电流

通电线圈中的电流不同，线圈的两个相对边受到的使它转动的力矩不同，指针转过的角度不同。指针的偏转角度与同入线圈的电流的大小有正比例关系，这样通过指针的偏转角度，就可以表示电流的大小。

2．电动机

3．电磁炮

4．电动式扬声器

学生阅读课本第142页“物理与技术”。

◆交流评价──总结归纳

1．课堂练习

课本第142页“复习与巩固”1、2、3。

2．引导学生归纳本节要点（见板书设计）

【布置作业】

1．复习课文，书面完成课本第142页“复习与巩固”4。

2．查阅有关资料，撰写小论文《安培的科学成就》。

3．预习第5节。

【板书设计】

第四篇：《磁场对电流的作用》教案设计

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;②L③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]、如图所示，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，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5，它与导轨间的动摩擦因数=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]如图所示，一个密度=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)

第五篇：磁场对电流的作用教学反思

磁场《磁场对电流的作用》教学反思

昆山学校 陈姜

这一块的知识有点抽象, 如磁场本身是看不见的, 摸不着的, 所以学生在直观上有点不 好。电流又是不能眼见,这样加深了学生对这一块的不好理解。

当然在上课时本人做了相应的实验, 学生在看和分析实验的过程中, 理解了磁场对电流 是有力的作用的,所以实验在教学中有着重要的意义。具体的收获: 1.学生掌握了磁场对电流有力的作用,通电的导体在磁场中能受力运动,而且受力的方 向与电流的方向有关、与磁场的方向有关。2.在演示直流电动机的模型时,加深了学生对三者方向之间的判断,同时学生还进一步 从实验的结果中得到电动机的转动速度与电流的强度和磁场的强度有关。

3.学生在自已安装直流电动机时出现的故障能够进行分析和排查。有电压太低、接线柱 接触不良、线圈在平衡位置、换向器太紧等原因。

4.给学生模型图能够分析是电动机的模型,知道换向器的作用。以上是学生了解的情况, 总体上我是满意的, 当然也有不足的地方如学生在动手能力上明显 是不行的, 找不到突破点, 在空间想象上也是不足的, 在看一些图时竟然看不懂, 这些都显 示了学生的不足,必须加强对学生在理解上、思维上的指导和培养。