通电导线教案（优秀范文5篇）

第一篇：通电导线教案

磁场对通电导线的作用

教学目标:

(一)知识与技能

1、知道什么是安培力,掌握分析安培力的方法。会用F=BIL进行安培力的简单计算。

2、理解磁感应强度B的定义式、物理意义,知道磁感应强度的单位是特斯拉。

3、会用左手定则判断安培力方向。

4、了解电动机的工作原理。知道电动机在生产、生活中的应用。

(二)过程与方法

1、通过探究磁场对电流的作用,使学生进一步掌握控制变量法。培养学生总结、归纳、分析问题、解决问题的能力。

2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力

(三)情感与价值

通过对安培力的探究,培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。

教学重点:理解磁感应强度的概念、影响安培力大小的因素,掌握电流与磁场垂直时安培力的大小计算公式

教学难点:磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系。

一、课堂导入

大家看一下屏幕上的图片,有没有同学认出这是什么?(电动机)对,这是一张电动机的图片,我们生活中有很多电器都要用到电动机,我们都知道,电动机的转轴是能转动的。那么同学们有没有想过,转轴为什么能转动?它的工作原理是怎么样的?也许现在这些问题我们还回答不出来,但是我相信在这节课下课后,大家都能给出一个完美的答案了。下面我们开始上今天的课程。

【板书】磁场对通电导线的作用

上节课我们已经学过,通电的导体能够产生磁场。给你一根通电导线,我们怎么来判断它的磁场方向?(用安培定则)右手握住导线,让伸直的拇指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。我们知道,磁体能够产生磁感线,放入磁场中时会受到力的作用,现在,我们的通电导体也能产生磁感线,那么大家来猜想一下,通电的导体在磁场中是不是也会受到力的作用呢?(会)我们可以用实验来验证一下。

二、演示实验——观察安培力(1)器材:垫底木盒、大磁铁、支撑台、细短金属棒、电池四节、导线两根

【介绍实验仪器】支撑台上一对可以改变间距的导轨,放上一个匀强磁场,小金属棒放在导轨上,接上电源形成通路。

实验及现象:把细短金属棒放到磁场中,当导体中有电流通过时,原来静止的导体发生运动。

(做两遍实验,力求实验现象明显)

三、衔接

我们可以看到,通电金属棒在磁场中受到力的作用而运动起来了。我们把这种通电导体在磁场中受到的力称为安培力。

【板书】

一、安培力:通电导体在磁场中受到的力

由于法国科学家安培最早研究了磁场对通电导线的作用,所以后人以他的名字命名这种力,以此来纪念这位伟大的物理学家。

从刚才的实验中,我们看到通电导体在磁场中受到了力的作用。那么,是不是通电导体在磁场中一定会受到安培力的作用呢?(是/不是)我们同学有了不同的答案,有的同学说是,有的同学说不是,同样的,让我们用事实来说话。大家来看接下来的实验。

四、演示实验——观察安培力(2)器材:垫底木盒、大磁铁、支撑台、细短金属棒、电池四节、导线两根

实验及现象:磁场横置,把细短金属棒放到磁场中,当导线中有电流通过时,导体仍然静止不动。(实验现象很难看到,叫两个同学依次上来看现象)

五、解说

在这个实验里,我们看到了,通电导体在磁场中并没有受到安培力的作用。那么同样是通电导体,同样处在磁场中,为什么会出现不同的现象?两个实验我们改变了什么条件? 我们改变了磁场的方向。第一个实验中,导体的方向与磁场的方向垂直,导体受到了安培力F。第二个实验,导体方向与磁场方向平行,导体不受安培力。其实这里我们可以猜想到,当导体方向与磁场方向斜交时,导体也受到安培力,但是这个力的大小介于F和0之间。

【板书】导体方向与磁场方向垂直——安培力F 导体方向与磁场方向平行——受力为0 导体方向与磁场方向斜交——安培力介于F与0之间

对于我们来说,重点要求掌握安培力最大的情形,也就是导线方向与磁场方向垂直的情形。那么,在导线方向与磁场方向垂直的情况下,安培力的大小与什么因素有关呢?大家来猜想一下。(学生讨论回答:磁场中通电导体的长度、电流的大小)好,下面我们通过实验来观察一下磁场中通电导体的长度L、电流的大小I这两个因素对安培力的影响。

【板书】影响安培力大小的因素

磁场中通电导体的长度 L 电流的大小 I(准备实验)我们现在要检验的是安培力F和磁场中通电导体的长度L、电流的大小I这两个因素之间的关系,我们可以让这两个因素同时变化来研究吗?(不能)那么我们应该怎么做呢?(我们应该控制变量,保持其中一个量不变,只改变一个量。)这就是我们所说的控制变量法,即我们要研究一个量和几个变量的关系时,我们需要保持其他的量相同,从而知道所求得的结果是由某一个量的变化引起的。

【板书】控制变量法

我们这里看安培力F的大小关键就是看金属导体运动的快慢。安培力越大,产生的加速度就越大,金属棒运动的也越快。

六、演示实验——影响安培力大小的因素

器材:垫底木盒、大磁铁、支撑台、细长金属棒、电池四节、导线两根

实验及现象:

①研究安培力F与磁场中通电导体的长度L的关系: 把细长金属棒放到磁场中,选用支撑台间距较小的一档,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,运动速度较缓慢。改用支撑台间距较大的一档,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,但是运动速度相对较快。说明电流一定时,磁场中通电导体的长度L越长,安培力F越大。F与L成正比。

【板书】I不变,L变大,F∝L ②研究安培力F与电流的大小I的关系: 把细长金属棒放到磁场中,选用一节一号电池,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,运动速度较缓慢。电动势越大,电流越大。改用六节一号电池,当导线中有电流通过时,原来静止的导线发生运动,但是运动速度相对较快。说明磁场中通电导体的长度L一定时,电流I越大,安培力F越大。F与I成正比。【板书】L不变,I变大,F∝I

七、总结归纳

通过上面两个实验我们可以知道,安培力F的大小既与磁场中通电导体的长度L成正比,又与电流的大小I成正比,即F∝IL。加上比例系数B,写成公式是F=BIL。

【板书】F∝IL F=BIL 如果我们在不同的磁场中做上面的实验,将会发现:在同一磁场中,不管磁场中通电导体的长度L、电流的大小I怎样改变,比值B总是确定的。但是在不同的磁场中,比值B一般是不同的。可见,B是由磁场本身决定的。在磁场中通电导体的长度L、电流的大小I相同的情况下,F越大,比值B越大,表示磁场越强。B反映了磁场的强弱,叫做磁感应强度,它的定义式为。磁感应强度B的单位由安培力F、磁场中通电导体长度L和电流I的单位决定的,在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T。我们可以得出。

第二篇：《磁场对通电导线的作用力》教案

３.４《磁场对通电导线的作用力》教案

三维目标：

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。

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、通过推导一般情况下安培力公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识在生活和生产中的应用。

教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。教学难点：用左手定则判定安培力的方向。教学方法：实验观察法、逻辑推理法、讲解法

教学用具：蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、多媒体辅助教学设备

教学过程：

（一）引入新课

教师：通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。这节课我们对安培力作进一步的讨论。

（二）新课教学

1、安培力的方向

教师：安培力的方向与什么因素有关呢？ 演示：如图所示，连接好电路。

实验（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。

教师：如何判断安培力的方向呢？

通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。如右图所示。

例：判断下图中导线A所受磁场力的方向。

学生解答：

（垂直于纸面向里）

教师：通电平行直导线间的作用力方向如何呢？ 演示：如图所示，连接好电路。

实验（1）电流的方向相同时，观察发生的现象。［现象］两平行导线相互靠近。

实验（2）电流的方向相反时，观察发生的现象。［现象］两平行导线相互远离。

教师：为什么会这样呢？请大家用所学知识加以分析。

如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?

解析：两根导线的电流间的相互作用力是通过电流产生的磁场而作用的，要分析AB受力，必须先画出CD产生的磁场方向（如图），由左手定则可判知AB受到的磁场力指向CD；用同样方法先画出AB产生的磁场方向，可判知CD受到的磁场力指向AB，因而两同向电流是互相吸引。

请大家不妨根据上述分析方法，确定一下当AB和CD两根导线中通过反向电流时，它们间相互作用力的方向如何? 说明：分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。

2、安培力的大小

教师：通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力 F=BIL

教师：当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。

［问题］当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？

教师投影图3.4-4，引导学生推导：

将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量和与导线平行的分量，则，因不产生安培力，导线所受安培力是产生的，故 此即为一般情况下的安培力公式。

3、磁电式电流表

教师：中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表，下面我们来学习磁电式电流表的工作原理。

教师引导请同学们阅读课文，然后回答问题。［问题］电流表主要由哪几部分组成的？

学生回答：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。

［问题］什么电流表可测出电流的强弱和方向？

学生答：磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越大，线圈和指针偏转的角度就越大，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？为何要如此分布？

［教师讲解］电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。如图所示，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。这样的磁场，可使线圈转动时，它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同，从而使表盘的刻度均匀。

［问题］磁电式仪表的优缺点是什么？

学生答：磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。

（三）课堂小结 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

（四）实例探究 1.安培力的方向

例1：如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是_______。

A．静止不动 B．向纸外平动 C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动

解析：要判断磁体的转动情况，就要知道通电导线对蹄形磁铁的作用力，而要判断磁体的作用力较为困难，我们可以假设磁铁不动，来考虑导线的受力的情况，然后根据牛顿第三定律判断磁铁的受力情况。

首先画出导线所在位置的磁感线分布情况如图所示，导线左边与右边的磁场方向不同，故把导线分为左右两部分.由左手定则可知左边的导线受到向内的作用力，右边的导线受到向左的作用力，所以导线左边向内转动，右边向外转动，现在导线固定，蹄形磁铁可以自由转动，磁铁的转动方向与导线的转动方向相反，所以蹄形磁铁的N极向外转动，S极向内转动，本题选C。

2.安培力的大小

例2：将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。

解析：由左手定则和安培力的计算公式得：（1）因导线与磁感线平行，所以安培力为零；（2）由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F=BIL=１×0.1×0.2N=0.02N；（3）安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F=BIL=0.02N。

答案：（1）0；导线与磁感线平行（2）0.02 N；安培力方向垂直导线水平向右（3）0.02 N；安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上

说明：求安培力的大小时，要注意公式F=BIL中B与I要垂直；用左手定则判定安培力的方向时，要注意安培力既与导线垂直又与磁感线垂直，但B与I可以成任意夹角。

（五）作业布置

1、阅读课本第98页，做一做《用小磁针估测磁感应强度》小实验。

2、完成P99“问题与练习”第2、3题。教学反思：

学生在电流和磁场是否垂直上缺乏空间现象力，要让他们学会用手去判断，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。教师通过引导学生自己总结所学内容，从而构建他们自己的知识框架。思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水。

第三篇：磁场对通电导线的作用 教案

一、教学目标： 1 知识与能力：

（1）知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小

F=BIL ；电流

方向与磁场方向夹角为θ时，安培力F=BILsinθ。（2）会用左手定则熟练地判定安培力的方向。

（3）知道电流表的基本构造，知道电流表测电流大小和方向的基本原理，了解电流表的基本特点。

2、过程与方法：

（1）通过学生自己探索磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力。

（2）通过左手定则的学习，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。

（3）通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生解决实际问题的能力。

3、情感与价值观：

（1）通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力还需要严谨细致的科学态度。

（2）通过演示实验及电流表原理的学习，培养学生分析问题、解决问题的能力。

二、教材分析：

关于安培力这一重要内容，需要强调：

电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值；

电流方向与磁场方向垂直时，安培力具有最大值，其方向可用左手定则判断。

三、重点、难点及解决办法

1、重点

（1）掌握左手定则。

（2）理解磁场对电流的作用大小的决定因素，掌握电流与磁场夹角为θ时，安培力大小为F=BILsinθ。

2、难点：对左手定则的理解及其实际应用

3、解决方法以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。．知道安培力的定义，了解影响安培力的因素，能通过实验理解导线方向与磁场方向垂直 时安培力的计算公式。2 ．理解磁感应强度的定义式，知道式中物理量的含义及磁感应强度的单位。理解磁感应强 度的矢量性及了解一些生活实际中磁场的大小。3 ．知道并会应用左手定则判断安培力的方向。4 ．了解电动机的结构，理解其工作原理，观察家庭电器中哪些有电动机并想想其作用。

第四篇：高中物理 磁场对通电导线的作用力 教案（推荐）

3.4 磁场对通电导线的作用力

教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。

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、通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

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。教学重点

安培力的大小计算和方向的判定。教学难点

用左手定则判定安培力的方向。教学方法

实验观察法、逻辑推理法、讲解法 教学手段

蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、投影片，多媒体辅助教学设备 教学活动

教学活动

（一）引入新课

通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。这节课我们对安培力作进一步的讨论。

（二）进行新课

1、安培力的方向

演示实验：

（1）改变电流的方向

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

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。

左手定则

通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

例：判断下图中导线A所受磁场力的方向。

通电平行直导线间的作用力方向如何呢？ 演示实验：

（1）电流的方向相同时

现象：两平行导线相互靠近。（2）电流的方向相反时

现象：两平行导线相互远离。

引导学生利用已有的知识进行分析

如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?

说明：分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。

2、安培力的大小

通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力

F=BIL

当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。

问题：当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？ 教师投影图3.4-4，引导学生推导：

将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B和与导线平行的分量B//，则，BBsin

B//Bcos

因B//不产生安培力，导线所受安培力是B产生的，故安培力计算的一般公式为：

FILBsin板书

3、磁电式电流表

中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表，下面我们来学习磁电式电流表的工作原理。（1）电流表主要由哪几部分组成的？

投影图3.4-5。

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。

（2）什么电流表可测出电流的强弱和方向？

磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越大，线圈和指针偏转的角度就越大，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

（3）电流表中磁场分布有何特点呢？为何要如此分布？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。如图。

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。这样的磁场，可使线圈转动时，它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同，从而使表盘的刻度均匀。（4）磁电式仪表的优缺点是什么？

磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。课堂训练

1、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是_______。

A．静止不动 B．向纸外平动

C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动

2、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。

3、如图所示，一根长为L的细铝棒用两个倔强系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为_______

第五篇：3.4磁场对通电导线的作用力教案

3.4、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）

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。