第二節安培力 磁感應強度
3.疑點
磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關系.
4.解決辦法
以演示實驗為突破口,直觀地引導學生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素;反復地借助實驗,來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關系的正確圖景.
四 課時安排
1課時
五 教具學具準備
鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導線.
六 師生互動活動設計
教師先通過實驗,學生觀察分析、討論、總結出安培力.
公式 ,再引入磁感強度b的定義式,通過講解類比電場強度,啟發學生理解公式的意義,借助墻角(或桌角)幫助學生建立三維坐標空間,理解掌握左手定同.
七 教學步驟
(一)明確目標
(略)
(二)整體感知
本節教學是在上一節學習了磁場的概念及方向性的基礎上,進一步認識磁場的強弱性質,根據磁場力的性質用定義法定義描述磁場的強弱,用磁感線形象地反映磁場的強弱,同時利用定義式來計算安培力的大小 ,再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向.
(三)重點、難點的學習與目標完成過程
1.磁場對電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內吸起較小質量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場有強有弱,如何表示磁場的強弱呢?我們利用磁場對電流的作用力──安培力來研究磁場的強弱.
2.決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實驗裝置,研究安培力大小與哪些因素有關
(1)與電流的大小有關.
保持導線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下,通過移動滑動變阻器觸頭改變導線中電流的大小.
請學生觀察實驗現象.導線擺動的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角小.
實驗結論:垂直于磁場方向的通電直導線,受到磁場的作用力的大小眼導線中電流的大小有關,電流大,作用力大;電流小,作用力也小.
(2)與通電導線在磁場中的長度有關.
保持導線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長度.學生觀察實驗現象.導線擺動的角度大小隨通電導線長度而改變,導線長、擺角大;導線短,擺角小.
實驗結論:垂直于磁場方向的通電直導線,受到的磁場的作用力的大小限通電導線在磁場中的長度有關,導線長、作用力大;導線短,作用力小.
(3)與導線在磁場中的放置方向有關.
保持電流的大小及通電導線的長度不變,改變導線與磁場方向的夾角,當夾角為0°時,導線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當夾角增大到90°的過程中,導線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介于和最大值之間.
3.磁感應強度
總結歸納以上實驗現象,用l表示通電導線長度,i表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導線所受的安培力大小fil
用b表示這一比值,有.b的物理意義為:通電導線垂直置于磁場同一位置,b值保持不變;若改變通電導線的位置,b值隨之改變.表明b值的大小是由磁場本身的位置決定為.對于電流和長度相同的導線,放置在b值大的位置受的安培力f也大,表明磁場強.放在b值小的位置受的安培力f也小,表明磁場弱.因而我們可以用比值來表示磁場的強弱.把它叫做磁感應強度.