1、高二物理安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度一一、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)：（1）掌握安培力的大小計(jì)算公式，理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義及其物理意義；（2）能夠利用安培力公式和磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行計(jì)算；（3）知道磁感線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，知道勻強(qiáng)磁場的特點(diǎn)；（4）熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。2能力目標(biāo)：（1）通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察理解、空間想象能力。（2）與電場一節(jié)對(duì)比學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生類比、推理能力。3滲透物理學(xué)方法的教育，體會(huì)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的作用和用比值定義物理量的方法。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場性質(zhì)的物理量，其概念的建立是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在磁場中某處，垂直磁場方向放置的通電直導(dǎo)線，所受的

2、磁場力與其導(dǎo)線長度和電流強(qiáng)度乘積的比值是不變的恒量，即只要在磁場中的位置不變，若是改變垂直磁場方向放置的導(dǎo)線長度，或改變其中的電流強(qiáng)度，則所受的磁場力改變，但磁場力與導(dǎo)線長度和電流強(qiáng)度乘積的比值是不變的，為一特定恒量，說明該恒量反映了磁場在該處的性質(zhì)。如果改變磁場中的位置，再垂直磁場方向放置通電直導(dǎo)線，其所受磁場力與導(dǎo)線長度和電流強(qiáng)度乘積的比值又是一個(gè)不同的恒量，該恒量即反映磁場在這一位置場的性質(zhì)。磁場的這種性質(zhì)命名為磁感應(yīng)強(qiáng)度。這正可與電場類比：放在電場中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受到的電場力與其電量的比值是不變的恒量。它反映電場性質(zhì)，命名為電場強(qiáng)度。同是比值法定義。三、教具干電池組，U形磁鐵，水平平

3、行裸銅線導(dǎo)軌，直銅棒，帶夾導(dǎo)線三根，開關(guān)。四、教法實(shí)驗(yàn)演示、多媒體輔助教學(xué)五、教學(xué)過程（一）引入新課與電場類比：復(fù)習(xí)電場，為用類比法建立磁感應(yīng)強(qiáng)度概念作準(zhǔn)備。提問：電場的基本特性是什么？（對(duì)其中的電荷有電場力的作用。）空間由點(diǎn)電荷Q建立的電場，如在其中的A點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷q1，受電場力F1，如改放電荷q2，受電場力F2，則與有何關(guān)系，說明什么？（比值為恒量，反映場的性質(zhì)，叫電場強(qiáng)度。）磁場的基本性質(zhì)是什么？（對(duì)其中的電流，即通電導(dǎo)線有磁場力的作用。）師：磁場對(duì)電流的作用力通常叫做安培力。這節(jié)課就來討論安培力的大小和方向，并找出表示磁場強(qiáng)弱的物理量。（二）進(jìn)行新課1板書：安培力的大小觀察實(shí)驗(yàn)：如

4、圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間。有電流通過時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過這個(gè)角度我們可以比較安培力的大小。分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長度，電流強(qiáng)度由外部電路控制。先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大??；然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度。觀察這兩個(gè)因素對(duì)磁場力的影響。磁場對(duì)通電直導(dǎo)線有力的作用，引導(dǎo)學(xué)生作定性分析，得出：確定的磁場，對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力大小與直導(dǎo)線的長度L、通入電流強(qiáng)度I有關(guān)。（1）通電導(dǎo)線長度一定時(shí)，電流越大，安培力越大 ；（2）通電導(dǎo)線電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長，安培力越大 ；

5、總結(jié)：精確的實(shí)驗(yàn)表明通電直導(dǎo)線垂直放置在確定的磁場中受到的磁場力F跟通過的電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L成正比，或者說跟IL的乘積成正比。這就是說無論怎樣改變電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L，乘積IL增大多少倍，則F也增大多少倍。寫成公式為：（3） 或 教師引導(dǎo)學(xué)生一起分析以上兩式中B的物理意義。在同一磁場中，不管I和L怎樣變化，B總是不變的，即比值是恒量。在不同磁場中，B一般是不同的，即比值與磁場有關(guān)?？偨Y(jié)：比值B是由磁場本身決定的。在I、L一定的情況下，F(xiàn)越大，比值B越大，表示磁場越強(qiáng)?？梢?，用比值B可以表示磁場的強(qiáng)弱。類比：正如電場特性用電場強(qiáng)度來描述一樣，磁場特性用一個(gè)新的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度來描述。2板書

6、：磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）（1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受到的磁場力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B表示。（2）公式：B=F（IL）（3）矢量：B的方向與磁場方向，即小磁針N極受力方向相同。（4）單位：特斯拉（T）1T=1N（Am），即垂直磁場方向放置的長1m的導(dǎo)線，通入電流為1A，如果受的磁場力為1N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T。一般永久磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為10-3T1T；電機(jī)和變壓器鐵心中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T1.4T，地面附近地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為0.310-4T0.710-4T。（5）磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁感線的關(guān)系類比：在電場

7、中我們用電場線來形象直觀地定性描述電場強(qiáng)度的大小方向，請(qǐng)學(xué)生回憶有關(guān)內(nèi)容，電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，分布疏處，電場強(qiáng)度小，分布密處，電場強(qiáng)度大，而電場線的切線方向就是電場強(qiáng)度的方向。同樣，我們可以用描述磁場的磁感線來形象地定性地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度。a磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。b磁感線的疏密反映了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。幻燈顯示常見的幾種磁場的磁感線分布圖，并正確地運(yùn)用安培定則熟悉磁感線的方向和電流方向的關(guān)系，指出磁感線分布密處，磁感強(qiáng)度大，分布疏處，磁感應(yīng)強(qiáng)度小。在電場中我們學(xué)過一種比較典型的電場勻強(qiáng)電場。請(qǐng)學(xué)生回憶它的特點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小和方向處處相同，電場線的分布是等間距同方

8、向的平行直線。與此類似，在磁場中也存在著一種非常典型的磁場勻強(qiáng)磁場。（6）勻強(qiáng)磁場特點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，磁感線的分布是均勻的方向相同的平行直線。存在空間 距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場；通電螺線管內(nèi)部的磁場幻燈顯示，上述兩磁場的磁感線分布圖3安培力的計(jì)算：在勻強(qiáng)磁場中，垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，放置一段通電直導(dǎo)線，通電直導(dǎo)線所受安培力F就等于電流I和導(dǎo)線長L的乘積，即F=BIL。在非勻強(qiáng)磁場中，公式F=BIL適用于很短的一段通電直導(dǎo)線。4安培力的方向演示實(shí)驗(yàn)交換電線的正負(fù)極改變導(dǎo)線中電流的方向，其他條件不變，觀察導(dǎo)線的擺動(dòng)方向。交換磁鐵的兩個(gè)磁極的位置改變磁場的方向，其他條件不變

9、，觀察導(dǎo)線的擺動(dòng)方向。觀察現(xiàn)象：導(dǎo)線的擺動(dòng)方向隨上述條件改變而改變。分析說明：通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力的方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場方向都有關(guān)系。最后，人們通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和大量的研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線在磁場中所受作用力的方向跟磁場方向、電流方向之間存在著一個(gè)規(guī)律左手定則?；脽麸@示或多媒體演示：左手定則伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向。如右圖所示 利用前面的演示實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)學(xué)生伸出左手進(jìn)行直接地練習(xí)。強(qiáng)調(diào)，掌心磁感線垂直穿入(N極在上方的則掌心朝上)四指電流方向(從正極指向負(fù)極)大拇指磁場對(duì)電流作用力的方向(即導(dǎo)線擺動(dòng)的方向)。啟發(fā)學(xué)生 利用幾何知識(shí)，畫出左手定則圖所示情形，從不同側(cè)面觀察而得的平面圖?；脽麸@示（三）鞏固練習(xí)畫出下圖中通電導(dǎo)線的安培力的方向。（四）課堂小結(jié)1.磁場的強(qiáng)弱和方向用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來描述：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受到的磁場力F跟電流