4 通电导线在磁场中受到的力

赣州市第一中学   张细平

【三维目标】

1、知识与技能

（1）了解安培力的概念；

（2）知道安培力方向的影响因素，掌握左手定则判断安培力的方向；

（3）知道安培力大小影响因素，理解三种情形下安培力大小的求法。

2、过程与方法

学习运用实验方法获得有关知识、规律，并运用比较总结的方法，整理本节知识的一些规律，从而培养实验技能，培养学生用实验方法探索物理规律的能力。

3、情感态度与价值观

    通过本节课的教学活动，树立学生的科学探究素养，培养学生归纳总结能力，引导学生关注生活，观察生活，将物理融入生活。

【教学重点】

理解安培力方向与电流方向、磁场方向的关系，能用左手定则判安培力方向。

【教学难点】

设计实验探究三种情形下安培力的大小。

【教    具】

    磁铁，干电池（电池盒），导线，安培力演示仪等自制教具

【教学过程设计】

一、引入课题

提出问题：

小魔术引入：用导线将磁铁、电池连接成闭合回路，导线自发转动起来。为什么？

课题引入：

通电的导线在磁场中由静止到运动，运动状态改变说明受到了力。这个力就是我们今天要研究的课题。

板书：4.通电导线在磁场中受到的力

二、新课教学

老师：初中物理学习中我们认识了一位著名的法国物理学家安培

提出问题：

请同学们回忆一下，安培在物理研究中有那些贡献？（请同学们思考并回答）

一、安培力的定义

安培力：通电导线在磁场中受到的力

二、安培力的方向

师：和其它力一样，安培力有大小/也有方向，我们先来研究它的方向。

师：请同学们回想一下/进行科学探究的基本思路是怎样一个流程啊，哪位同学来说说看。（提出问题，猜想假设，设计实验并进行实验，分析现象，归纳总结得出结论）

提出问题：师：很棒，那我们今天要探究安培力的方向与哪些因素有关，

提问过渡：

同学们，你会怎样猜想呢？要验证猜想采用什么方法？

实验设计：请每组学生设计实验方案进行实验

学生实验成果展示：

师: 请一个小组的2位同学来展示他们的实验成果，请这位同学向大家介绍你们的实验方案和结论，另一位同学请用三根不同颜色的筷子分别代表电流方向、磁场方向、以及安培力方向，将你们的实验结果中三者方向关系展示给大家。有请

教师评价; 师：这组同学实验思路清晰，现象明显，成功的利用控制变量法验证了我们的猜想，还用筷子直观形象的把三者的方向关系呈现出来，掌声感谢

师生互动探究左手定则：

师：根据这组同学筷子呈现出的实验结论发现F既垂直于I,也垂直于B，由数学知识可知，F是垂直于哪个平面呀？（B\I决定的平面）

师：那这样看来，当需要判断安培力的方向时，只要掏出3根筷子是不是就可以了，这样方便吗？（哦，不方便）那能不能想个办法即方便，又能准确地判断出安培力方向呢？这里啊我突然想到英尺这个长度单位的来源，话说很久以前，有一位大臣，一天去问国王，国王陛下，我们怎样来确定测量长度的标准呢？国王顿了顿，把脚一伸，我的一个脚长就是一英尺，英尺就此诞生了，国王机智用身体的一部分解决了困扰人们很久的长度标准问题。受此启发，科学家们发现翻翻手，也能解决判断安培力方向问题，手怎么能解决呢?大家拿出我们的左手，让拇指与四指垂直，并与掌心在同一平面，比一比，怎样放置手能把筷子模拟的安培力方向用你的左手代替会符合的比较好。

师：请这位同学来说一说。 。。请坐，看来同学们的立体感很强哦，科学家们也和你们的想法差不多，大家一起伸出左手，我们来比一比。

左手定则的应用：

请这位同学用左手定则判断出1、2两种情形的安培力方向

教师评价：师：很棒，请坐，大家能不用左手定则就快速判出3、4两种情形的安培力方向吗？

依据前面实验结论，任意改变BI其中的一个物理量，安培力的方向改变

三、安培力的大小

1、B//I时的安培力的大小：

师：请同学们来看这副图中的B与I的方向有什么关系？用左手判一下他的安培力方向。师：难道是左手定则错了？

实验验证

科学家通过大量实验表明，B//I时的安培力为0

2、B垂直I的安培力大小

猜想：安培力的大小与哪些因素有关

实验器材介绍：

实验方案：师：（1）怎样来探究B、L一定时，F与I的关系呢，思考提问

（2）怎样来探究I、L一定时，F与B的关系呢，思考提问

演示实验1：

实验结果讨论：师：请同学们们根据12,23三次实验数据讨论得出结论。我们请这位同学来展示一下你的结论。（很棒，掌声感谢）

问题探讨：（2）怎样来探究I、B一定时，F与L的关系呢，思考提问

演示实验2：

实验结果讨论：师：请同学们们根据3、4两次实验数据讨论得出结论。我们请这位同学来展示一下你的结论。（很棒，掌声感谢）

教师总结：综合以上实验现象，根据科学家大量更精确的实验测量证明：当B垂直I时安培力水B、I、L的增大而增大，安培力与它们BIL的乘积成正比。

结论：B垂直I时的安培力F=ILB,

问题探讨：

师;但有的时候B与IJ既不平行也不垂直，而是有一定的夹角，这时候的安培力如何计算，大家相互讨论一下？

请学生展示推导过程

教师总结：这位同学利用了分解的思想完美地推出了一般条件下安培力的表达式F=ILBSIN,由此式可以看出刚才B\I平行和垂直的情形其实是夹角为0度和90度时的两个特殊情况。

【板书】

三、课堂小结与活动

1、安培力的定义。

2、安培力的方向（左手定则）。

3、安培力的大小。

四、课后作业

1、完成本节课本习题。

2、根据老师的演示实验3思考下列两个问题1，为什么水会旋转、2、你能根据今天所学知识预判水的旋转方向吗？

【课后反思】

教学案例存在的问题：