2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三6.1《探究磁場對(duì)電流的作用》 WORD教案5.doc
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2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三6.1《探究磁場對(duì)電流的作用》 WORD教案5 一、知識(shí)與技能 ⒈通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，這種力就叫安培力。 ⒉知道影響安培力大小和方向的因素；知道左手定則和安培力大小的計(jì)算公式。 ⒊用左手定則判斷安培力的方向，能計(jì)算在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)通電導(dǎo)線所受安培力的大小。通過安培力了解磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值定義法。 二、過程與方法 ⒈經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)分析解決問題的能力。 ⒉使用控制變量法來研究安培力的大小與什么有關(guān)，學(xué)習(xí)使用等效替代法來測量不能直接測量的安培力。 ⒊嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問題如電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和磁電式電表的原理。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 ⒈通過對(duì)電磁關(guān)系的學(xué)習(xí)，領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，熱于探索自然界的奧秘 ⒉體會(huì)物理知識(shí)運(yùn)用的價(jià)值，逐漸提高發(fā)現(xiàn)日常生活中與物理有關(guān)問題的意識(shí)。 四、教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn)：使學(xué)生掌握電流在勻強(qiáng)磁場中所受安培力大小的決定因素、計(jì)算公式以及安培力方向的判定；使學(xué)生熟練的利用三視圖來分析磁場、電流以及安培力之間的關(guān)系。并能擴(kuò)展到線框受力。 難點(diǎn)：在掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的基礎(chǔ)上，掌握磁場對(duì)電流作用的計(jì)算方法，并能熟練地運(yùn)用左手定則判斷通電導(dǎo)線受到的磁場力的方向 五、教學(xué)用具 馬蹄形磁鐵、干電池、導(dǎo)線、通電直導(dǎo)線研究儀等。磁電式多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)FLASH課件，電動(dòng)機(jī)的原理FLASH課件。 六、 教學(xué)過程設(shè)計(jì) ㈠復(fù)習(xí)提問 ⑴將粉筆放置在蹄形磁鐵兩極之間，粉筆受力嗎？如果把粉筆換成是小磁針呢？ 粉筆不受力。小磁針受力（磁體→磁場→磁體） ⑵我們上一章學(xué)過的奧斯特的實(shí)驗(yàn)我們看到了什么現(xiàn)象呢？為什么？ 看到了小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。因?yàn)橥妼?dǎo)線產(chǎn)生的磁場對(duì)它施的力。 （電流→磁場→磁體） 我們同樣也知道運(yùn)動(dòng)的電荷也會(huì)產(chǎn)生磁場同樣也會(huì)讓小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 （運(yùn)動(dòng)電荷→磁場→磁體） ⑶既然通電導(dǎo)線周圍存在的磁場對(duì)小磁針有力的作用，那么小磁針也會(huì)產(chǎn)生磁場，小磁針的磁場對(duì)通電導(dǎo)線是否也有力的作用呢？（磁體→磁場→電流？） ㈡新課教學(xué) ⒈安培力的定義及力的作用點(diǎn)： 講述：“上面的這個(gè)問題來自一位我們不得不提到的偉大的物理學(xué)家——安培。他出身于一個(gè)富裕的家庭，不過在他身上歷了各種不幸：父親在法國大革命中被殺害，妻子過早的就離開了他，他一度沉浸在悲痛中，后來是盧梭關(guān)于植物學(xué)的著作燃起了他對(duì)科學(xué)的熱情，他開始潛心研究學(xué)問。 他主要的貢獻(xiàn)集中在電磁學(xué)方面：發(fā)現(xiàn)了電流產(chǎn)生磁場的規(guī)律---安培定律；提出了著名的分子環(huán)流假說，闡述了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)；第一個(gè)把研究動(dòng)電的理論稱為“電動(dòng)力學(xué)”…… 為了紀(jì)念安培，我們以其名字來命名電流的單位。符號(hào)為A。這是物理7個(gè)基本單位之一。 講述：在上個(gè)世紀(jì)，許多物理學(xué)家就提出通電導(dǎo)體在磁場里是否受力的問題，并著手研究。其中安培也在進(jìn)行這方面的研究，并且他提出了兩個(gè)思考： 磁場對(duì)通電導(dǎo)線是否有力的作用。 通電導(dǎo)線之間是否有力的作用。 在這節(jié)課，我們就用老師帶來的這套儀器來親自動(dòng)手研究，看看能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律。展示器材，介紹各個(gè)部分，并在黑板上畫出實(shí)物圖。 發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？說明了什么？（變換磁鐵的方向再做一次，使學(xué)生看到導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)這一現(xiàn)象） 導(dǎo)體動(dòng)起來了。導(dǎo)體從靜止變成運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，說明通電導(dǎo)體受到力的作用。 是誰給通電導(dǎo)體施加了力呢？這個(gè)力的受力物體是電流還是導(dǎo)體？（學(xué)生思考） 演示：（1）切斷電流，導(dǎo)體雖在磁場中，卻不動(dòng)。（2）去掉磁場再通電流，導(dǎo)體也不動(dòng)。 （啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到是磁體周圍的磁場給了電流以力的作用） 我們把磁場對(duì)電流的這一作用力稱為安培力。因此，我們知道了磁場不僅能對(duì)放入磁場中的磁體有力的作用，對(duì)放入其中的電流也有力的作用。大家說一說，力有哪三個(gè)要索？大小、方向、作用點(diǎn)。 現(xiàn)在我們已經(jīng)知道受力體是導(dǎo)線中的電流，也就是說畫安培力的示意圖時(shí)，力的作用點(diǎn)要畫在電流上（導(dǎo)線的中心上），接下來我們再來研究一下力的方向。 ⒉安培力的方向：剛才我們觀察到作用力方向不完全相同，說明作用力的方向與某些因素有關(guān)系，如何去研究這一問題呢？ 若學(xué)生不能回答，可出示蹄形磁鐵（內(nèi)置導(dǎo)體）在黑板上畫出其平面圖（圖2）啟發(fā)學(xué)磁鐵口向右有幾種放法？（兩種）導(dǎo)體中的電流方向有幾種？（兩種）使學(xué)生知道共有四種情況需要研究。 由此圖我們可以看出，磁場中通電導(dǎo)線所受安培力的方向與磁場方向和電流方向都有關(guān)。 那么現(xiàn)在請同學(xué)們看課本122頁，閱讀課本中關(guān)于左手定則的描述。 （等學(xué)生閱讀完后再用來判斷圖2中各圖，看看是否符合。） 練習(xí)導(dǎo)體受力方向，完成導(dǎo)與練P124/2所示的四種情況。 ⒊安培力的大小： 講述：通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)放入磁性強(qiáng)弱不同的磁鐵，或者使用數(shù)目不同的電池，或者改變磁場中導(dǎo)線的長度時(shí)，導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)的角度不同，這樣我們可以得到什么結(jié)論呢？ 電流所受的安培力大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流大小以及磁場中垂直磁場方向?qū)Ь€的長度有關(guān)。 該怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探索他們之間的關(guān)系呢？ 引導(dǎo)學(xué)生討論出：1、安培力的測量需要用導(dǎo)線在磁場中的偏離豎直方向的角度大小來體現(xiàn)——類似于庫侖定律的定性實(shí)驗(yàn)。教師指出這樣把不易測量的物理量轉(zhuǎn)化成易測量的量來進(jìn)行的方法稱為替代法。2、磁場要?jiǎng)驈?qiáng)磁場，可用馬蹄形磁鐵的N、S極之間來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3、導(dǎo)線不能太長，電流又要大，需要用較粗的導(dǎo)體棒（細(xì)銅棍）和能通過大電流的電源（否則電源易燒壞）。4、可用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電流，用安培表測量電流的大小。5、可改變導(dǎo)體棒接入的長度。 但由于實(shí)驗(yàn)條件限制，我們只能進(jìn)行定性的實(shí)驗(yàn)。教師演示并歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出：進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，安培力的大小等于電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積： F=BIL 在式中，F(xiàn)的單位為牛頓（N），I的單位為安培（A），B的單位為特斯拉（T），L的單位為米（m）。 為什么要加一個(gè)垂直于磁場放置的限制呢？如果導(dǎo)線與磁場不垂直會(huì)怎樣？定性實(shí)驗(yàn)——發(fā)現(xiàn)不垂直時(shí)導(dǎo)線受力比較小。因此影響安培力大小的因素不僅有電流大小I，磁場強(qiáng)弱B和導(dǎo)線長度L，還有電流與磁場的夾角θ。 當(dāng)θ=90時(shí)，即電流與磁場垂直時(shí)，安培力最大，為F=BIL； 當(dāng)θ=0時(shí)，即電流與磁場平行時(shí)，安培力最小，為F=0； 當(dāng)0<θ<90時(shí)，即電流與磁場互成角度時(shí)，安培力介于零與最大之間，為0下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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