課題1.1磁場對通電導(dǎo)線的作用力教學(xué)目標1.通過實驗認識安培力的方向及大小，了解安培力再生產(chǎn)生活中的運用，會用左手定則判斷安培力方向。2.體會歸納推理的方法，知道安培力、電流和磁感應(yīng)強度三者的方向關(guān)系。3.觀察磁電式電流表結(jié)構(gòu)，知道工作原理。重點知道安培力、電流和磁感應(yīng)強度三者的方向關(guān)系。難點知道磁電式電流表的工作原理。教學(xué)過程一、情境引入師：同學(xué)們，老師手里有一顆愛心，我能讓他自己轉(zhuǎn)起來，你們相信嗎？生：不相信！師：那我們來試一下。生：原來真的可以！師：我們還可以自制小風(fēng)扇呢！好神奇的現(xiàn)象，這是什么原理呢？我們一下來探究一下。二、新課教學(xué)師：與之相同原理的還有殺傷力很強的電磁炮，看視頻了解電磁炮。圖片就是一臺真實的電磁炮，電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進動能殺傷武器。自然條件下炮彈速度可達近萬m/s，射程320km，殺傷能量32兆焦。它是利用電磁系統(tǒng)中電磁場對炮彈導(dǎo)電底座的作用力。下面是它的原理圖，教學(xué)過程老師可以用簡單的實驗器材模擬一下電磁炮的原理。實驗1：通電導(dǎo)棒在磁場中受力。師：實驗裝置中的銅管中有了電流，而在U形磁鐵提供的磁場當中受到了力的作用，這一現(xiàn)象是安培發(fā)現(xiàn)的，人們?yōu)榱思o念安培，把通電導(dǎo)線在磁場中受的力稱為安培力。師：根據(jù)我們之前的學(xué)習(xí)，當通電導(dǎo)線在磁場中時，并把它懸掛起來，由于受到安培力的作用它會有偏角，當導(dǎo)線向右偏，說明安培力向右，當導(dǎo)線向左偏，說明安培力向左，那安培力的方我們向與哪些因素有關(guān)呢？下面我們用實驗來一探究竟。問：同學(xué)們，你們覺得應(yīng)該與哪些因素有關(guān)呢？生：可能與磁極的位置有關(guān)，可能與導(dǎo)線中的電流方向有關(guān)。師：好，接下來我們一起做實驗，完成這個表格。按照表格中給的方向來放置實驗器材，當磁場方向向下，電流方向向外時，線圈向右受力；當磁場反向，發(fā)現(xiàn)受力也反向；當電流方向反向，受力方向又反向，由此可以得出結(jié)論，當電流方向不變時，磁場反向，安培力反向；當磁場方向不變時，電流反向，安培力反向。問：根據(jù)實驗裝置可知電流、磁場和安培力之間什么位置關(guān)系？生：垂直。問：若已知其中兩個量，第三個量的方向如何判斷呢？師：根據(jù)大量實驗的歸納總結(jié)和推理，發(fā)現(xiàn)了這樣的規(guī)律：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。這就是左手定則。例1.根據(jù)左手定則，判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向：教學(xué)過程師：我們在必修三學(xué)習(xí)時知道兩條通電導(dǎo)線之間會相互吸引和排斥，這是由于電流產(chǎn)生磁場相互作用，我們能否根據(jù)左手定則判斷，為什么同向電流相互吸引？反向電流相互排斥？生：可以先用右手螺旋定則判斷磁場情況，再用左手定則判斷受力情況。師：方向搞定了，那大小呢？生：必修三講過！師：必修三我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁感應(yīng)強度的大小為B

=

F

Il

，我們可以推得當通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時：F=BIl，當通電導(dǎo)線與磁場方向平行時：F=0，當通電導(dǎo)線與磁場方向成θ角時我們可以將磁場分解，分解為垂直于電流的和平行于電流的，可知F=BI例1.如下圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟的細線將金屬棒ab懸在水平位置上，已知金屬棒長為l=0.5m，質(zhì)量m=0.01kg，B=0.4T，欲使懸線的張力為零，求金屬棒中的電流的大小與方向？（g=10m/s2）0.5A問：若導(dǎo)線中的電流很微弱，還會受到安培力嗎？生：會！即使導(dǎo)線中的電流很微弱，只要有電流就一定會受到安培力的作用。教學(xué)過程師：所以根據(jù)這個原理，發(fā)明了磁電式電流表。磁電式電流表優(yōu)點就是靈敏度高，可以測量很弱的電流，因為它特別靈敏，因此缺點就是線圈的導(dǎo)線很細，允許通過的電流很小。如圖就是它的原理結(jié)構(gòu)，這里有個重要的裝置就是極靴，它使磁場始終沿圓柱形鐵芯的半徑方向，線圈平面始終與磁場平行，線圈左右兩邊的磁感應(yīng)強度大小相等。當線圈中線圈中通入電流，受到安培力F=BIl，螺旋形彈簧扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生彈力，當彈力等于安培力時指針穩(wěn)定，夾角一定。當通入電流增大，線圈受到的安培力增大，彈簧產(chǎn)生的彈力增大，安培力增大，指針偏轉(zhuǎn)也就更大。師：這回你們知道心為什么可以旋轉(zhuǎn)了嗎？根據(jù)左手定則可知，左邊電流受到安培力向里，右邊的向外，不斷變換，“心”也就旋轉(zhuǎn)起來了。例1.下列說法正確的是(D)A．磁場方向、電流方向、安培力方向三者之間總是互相垂直的B．磁場方向一定與安培力方向垂直，但電流方向不一定與安培力方向垂直C．磁場方向不一定與安培力方向垂直，但電流方向一定與安培力方向垂直D