第3章第4节安培力的应用
高中物理选修基本概念安培力教案
高中物理选修基本概念安培力教案一、教学内容本节课选自高中物理选修教材第三章第三节，主题为“安培力”。
教学内容主要包括安培力定律的表述、计算公式及其应用，涉及电流与磁场相互作用的基本概念。
二、教学目标1. 让学生理解安培力的概念，掌握安培力定律的表述和计算公式。
2. 培养学生运用安培力解决实际问题的能力。
3. 激发学生对物理现象的好奇心，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点重点：安培力的计算公式及其应用。
难点：安培力与电流、磁场之间的关系。
四、教具与学具准备教具：电流表、磁针、导线、电源、演示用安培力实验装置。
学具：计算器、笔记本、教材。
五、教学过程1. 实践情景引入（1）展示电流表和磁针，引导学生观察电流与磁场相互作用的实验现象。
（2）提问：电流与磁场之间有什么关系？如何计算电流在磁场中所受的力？2. 例题讲解（1）讲解安培力的定义，引导学生学习安培力定律。
（2）给出例题，演示如何计算安培力。
3. 随堂练习（1）让学生自主完成教材上的练习题。
（2）针对学生遇到的问题进行解答。
4. 讲解安培力的应用（1）介绍安培力在电机、发电机等设备中的应用。
（2）分析安培力在实际问题中的作用。
六、板书设计1. 安培力的概念2. 安培力定律的表述3. 安培力的计算公式4. 安培力的应用七、作业设计1. 作业题目（1）计算电流在磁场中受到的安培力。
（2）分析安培力在电机中的作用。
2. 答案（1）根据安培力公式，计算出电流在磁场中受到的力。
（2）结合电机的工作原理，分析安培力在电机中的作用。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思本节课的教学效果，针对学生的掌握情况调整教学方法。
2. 拓展延伸：引导学生学习电磁场理论，了解安培力与电磁场之间的关系。
重点和难点解析1. 安培力的计算公式及其应用。
2. 安培力与电流、磁场之间的关系。
3. 教学过程中的实践情景引入、例题讲解和随堂练习。
详细补充和说明：一、安培力的计算公式及其应用安培力的计算公式为：F = BILsinθ，其中B表示磁感应强度，I表示电流强度，L表示导线长度，θ表示导线与磁场方向的夹角。
第三章第4节通电导体在磁场中受到的力(第二课时)
解析：导体棒静止时受力如图． 由平衡条件知 FN＝mg＋Fcos θ， Ff＝Fsin θ. 安培力 F＝ILB， 所以支持力 FN＝ILBcos θ＋mg； 摩擦力 Ff＝ILBsin θ.
答案：ILBcos θ＋mg ILBsin θ
[思路点拨] 确定磁 综合分析 左手定则确 导线运 → → → 场方向 （特殊位置） 定力的方向 动方向
[解析]
当开关 K 接通时，根据安培定则知电磁铁附近磁感
线的分布如图所示，由左手定则知通电直导线此时 A 端受力 指向纸内，B 端受力指向纸外，故导线将转动，由特殊位置 法知当导线转到与磁感线垂直时，整个导线受到的磁场力方 向竖直向下，故悬线张力变大，D 正确．
第四节 通电导体在磁场中受到的力 （第二课时）
导体在安培力作用下运动的判断
判断导体在磁场中运动情况的常用方法 电流 元法 等效 法
把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断 每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导
线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效
[思路点拨 ]
可先根据受力情况求出安培力，并进一步求出
电流，最后由闭合电路欧姆定律求出电源电动势．
[解析]
由闭合电路欧姆定律得：E＝IR
导体杆受力情况如图所示，则由共点力平衡 条件可得 F 安＝mgtan θ F 安＝BId mgRtan θ 由以上各式可得出 E＝ . Bd
mgRtan θ [答案] Bd
成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立
特殊 位置法
通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置， 然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运
动方向 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，
2024年高中物理选修基本概念安培力教案
2024年高中物理选修基本概念安培力教案一、教学内容本节课选自高中物理选修教材第三章第五节，主题为“安培力”。
详细内容包括安培力的定义、计算公式、安培力定律的应用，以及安培力在实践中的具体表现。
二、教学目标1. 让学生了解安培力的基本概念，掌握安培力的计算公式。
2. 培养学生运用安培力解决实际问题的能力。
3. 通过安培力的学习，使学生进一步理解磁场与电流相互作用的物理规律。
三、教学难点与重点重点：安培力的计算公式，安培力定律的应用。
难点：安培力方向的理解，安培力在复杂电流分布中的计算。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁场发生器、导线、演示用安培力实验装置。
2. 学具：计算器、笔记本、铅笔。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用演示用安培力实验装置，让学生观察电流在磁场中受到力的现象，引发学生对安培力的兴趣。
2. 基本概念讲解（15分钟）介绍安培力的定义，阐述安培力与电流、磁场之间的关系。
3. 例题讲解（10分钟）讲解安培力的计算公式，通过典型例题，演示如何运用安培力解决实际问题。
4. 随堂练习（10分钟）让学生完成教材中的练习题，巩固所学知识。
5. 安培力定律的应用（10分钟）分析安培力定律在实际应用中的例子，如电动机、发电机等。
梳理本节课所学内容，强调重点，解答学生疑问。
七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：已知电流和磁场，求安培力的大小和方向。
（2）应用题：分析电动机中安培力的作用。
2. 答案：（1）安培力大小：F = BILsinθ，其中B为磁场强度，I为电流大小，L为导线长度，θ为导线与磁场的夹角。
（2）安培力方向：根据左手定则判断。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对于安培力的概念和计算公式掌握情况良好，但部分学生对安培力方向的理解仍有困难，需要在课后进行个别辅导。
2. 拓展延伸：引导学生了解安培力在高新技术领域的应用，如磁悬浮列车、磁流体发电机等，激发学生的学习兴趣。
安培力的应用
4、在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线 a 和 b，a、b 导线的方向均与磁场方向垂 直， 但两导线中的电流不同， 因此所受的力也不一样.下列几幅图象表现的是导线所受的安培力 F 与通过导线的电流 I 的关系.a、b 各自有一组 F、I 的数据，在图像中各描出一个点.在 A、B、 C、D 四幅图中，请判断描绘正确的是（ F F ） F F
解析：在定性讨论非匀强磁场中穿过某一个面的磁通量时，一般不直接用 Φ=BS，而是用穿过 该面积的磁感线条数的多少来判断 Φ 的大小。但同时要注意分析有无相反方向穿过的磁感线， 若有则应计算相互抵消后的磁通量。 由对称性可知，当导线框 abcd 从中央位置到 S 极一端的过程中，磁通量又越来越小。所以本 题的正确答案为“C”，即磁通量的变化为“先增大后减小” 答案：C 规律总结：磁通量指的是通过某个面的磁感线的净条数。特别注意“有来有往”的情况。
4、一个可自由运动的线圈 L1，和一个固定的线圈 L2 相互绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重 合，当两线圈通以如图 3-3-23 所示的电流时，则从左向右看，线圈 L1 将： （ A.不动； B.顺时针转动； C.逆时针转动； D.向纸内转动。 ）
5、正方形的导线圈放在通电导线附近，两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活 动，如图 3-3-24 所示，当正方形导线圈通以如图所示的电流时，线圈将（ A.不动； C.发生转动，同时离开导线 AB； B.发生转动，同时靠近导线 AB； D.靠近导线 AB； E.离开导线 AB。 ）
F IL
物理意义 单位 方向规定
描述电场强弱和方向的物理量 1
描述磁场强弱和方向的物理量 1T=1
N V =1 C m
N Am
规定电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的静电力的方向相 同，是矢量。
【高考真题精讲】“电流天平”——安培力的重要应用(难度：中等)
5（2014重庆卷8）某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两
极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心 磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤 盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈 供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物 的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问 (1)略 (2)供电电流I是从C端还是D端流入？求重物质量与电流的关系． (3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？
4（2015浙江卷24）小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,
右盘挂有矩形线圈,两臂平衡.线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为N1.线圈的下 边处于匀强磁场内,磁感应强度B0=1.0T,方向垂直线圈平面抽里.线圈中通有可在0~2.0A范 围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使天平平衡,测出电流即可测得物 体的质量.(重力加速度取g=10m/s2) (1)为使电磁天平的是量程达到0.5kg,线圈的匝数N1至少为多少? (2)略
要点小结
“电流天平”测磁感应强度 推断“起初”和“电流反向后”安培力的方向 列平衡等式 拓展创新实验（用两个定滑轮） m1可能大于、也可能小于m2 磁感应强度的表达式中有绝对值 部分导线在磁场中的等效长度：交界点连线
“电磁天平”测质量 安培力等于重力
形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通 有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡。当 电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知( ) (A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m１-m２)g/(NIl) (B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/(2NIl) (C)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m１-m２)g/(NIl) (D)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/(2NIl)
每日一面高中物理《安培力》教案(1)
每日一面高中物理《安培力》教案一、教学内容本节课选自高中物理教材《物理》（人教版）选修31第二章第4节《安培力》。
具体内容包括：安培力的定义，安培力的大小计算，安培力的方向判断，以及安培力在电流和磁场中的实际应用。
二、教学目标1. 知识与技能：掌握安培力的概念，理解安培力的大小计算公式，学会判断安培力的方向。
2. 过程与方法：通过实践情景引入和例题讲解，培养学生运用安培力知识解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对物理现象的好奇心，培养学生对科学研究的兴趣。
三、教学难点与重点重点：安培力的大小计算和方向判断。
难点：安培力在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备教具：电流表、磁铁、导线、电源、实验器材等。
学具：笔记本、教材、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示磁铁吸引铁钉的现象，引导学生思考磁铁为什么会吸引铁钉，进而引入安培力的概念。
2. 知识讲解：（1）安培力的定义：电流在磁场中受到的力称为安培力。
（2）安培力的大小计算：安培力的大小与电流强度、导线长度、磁场强度和磁场与导线的夹角有关。
（3）安培力的方向判断：根据左手定则，当电流方向与磁场方向垂直时，安培力的方向垂直于电流和磁场所在平面。
3. 例题讲解：讲解安培力在实际问题中的应用，如电动机、发电机等。
4. 随堂练习：布置相关习题，让学生运用所学知识解决问题，巩固所学内容。
六、板书设计1. 安培力的定义2. 安培力的大小计算公式3. 安培力的方向判断（左手定则）4. 安培力的应用实例七、作业设计1. 作业题目：（1）计算给定电流、导线长度、磁场强度和磁场与导线夹角的安培力大小。
（2）判断给定电流和磁场方向的安培力方向。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生掌握安培力的定义和大小计算，但对方向判断和应用实例的理解程度有待提高。
2. 拓展延伸：引导学生课后了解安培力的应用，如磁悬浮列车、磁力泵等，提高学生的科学素养。
高中物理选修3-1第三章第4节通电导线在磁场中受到的力(教案)
通电导线在磁场中受到的力一、教学目标核心素养层面：教学目标：1.知识与技能（1）知道安培力，会计算安培力的大小（2）知道安培力的方向与电流、磁场方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向；（3）知道磁电式电表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理.2.过程与方法（1）经历推导磁场中安培力的表达式，感受逻辑的力量；（2）通过学生分组实验，经历探究磁场对电流的作用力的方向和电流方向、磁场方向的关系这一过程，体验控制变量探究物理规律的方法.3.情感、态度与价值观（1）了解安培力在生产、生活中的作用，培养学生将科学技术服务于人类社会的意识；（2）经历磁场对电流的作用力的方向和电流方向、磁场方向的关系这一过程，培养学生的科学探究意识和正确的科学态度以及责任心.二、教学内容与学情分析1、教材分析：本节教材系人教版物理选修3-1第三章第4节的内容，磁场对电流的作用――安培力，在教材中起着承上启下的作用。
它不仅是与上节知识（磁场性质）的联系点，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础。
安培力方向与电流、磁场方向关系的实验探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，有助于培养学生物理学科的核心素养。
2、学情分析学生在学习本节课之前，已经学习了磁场，知道了磁体和电流周围磁场的性质及特点，了解到磁体间的相互作用、电流周围存在着磁场以及电与磁之间有联系。
学生通过高一物理“必修”课程的学习，经历了牛顿第二定律等实验探究过程，已经掌握了变量控制实验探究的一些科学研究方法，为本节的探究性学习做了铺垫。
三、任务分解四、教学活动教学过程设计教师教学活动设计活动设计复习一：（1）图中已知磁场方向，根据安培定则判断电流方向？教师教学活动设计活动设计复习一：（1）图中已知磁场方向，根据安培定则判断电流方向？（2）图中已知电流方向，请判断小磁针转动方向？提出问题：（1）在通电导线旁边的小磁针为什么会转动？（2）根据逆向思维，小磁针的磁场会不会对通电导线也有力的作用呢？引入新课：【活动一】创设情境，提出本节课的核心任务（1）创设情景（视频展示）央视国际频道的一则电磁轨道炮的新闻. （2）提出课题电磁轨道炮，是一种新式武器，既安全精准又威力巨大，各国正在争相研发，它与常规炮弹靠化学剂的推动不同，电磁轨道炮利用的是一种新型的推进方式，它的原理是怎样的呢？这节课，我们就来揭秘“电磁轨道炮”.【活动二】感受小型“电磁轨道炮”，经历理性分析实验现象过程（1）介绍实验装置如图1，这也是一个小型的电磁轨道炮.它是由竖直向下的匀强磁场，金属轨道和炮弹（金属棒）组成.（2）实验演示将导体棒放在磁场中，接通电源，导体棒就通上电，同学们观察到：电磁轨道炮被发射出去了.（3）解释现象提问：通电导体棒为什么会被发射出去？说明什么？实验验证①撤去磁场，其它不变，发现金属棒不动.说明金属棒受到的力的施力物体确实是磁场；②切开电源，其它不变，发现金属棒不动.说明这个力是磁场对通电导线（电流）的力.（4）提出概念为了纪念法国物理学家安培在电磁学中做出的卓越贡献，我们把磁场对通电导线（电流）的力叫做安培力.（5）提出从刚才的实验中我们看到，安培力就是电磁炮发射的动力，为了有效的发射电磁轨道炮我们必须知道这个力的方向是怎样的，受哪些因素影响，下面我们通过实验来探究.新课教学：【活动三】实验探究安培力的方向与磁场方向和电流方向的关系演示：按照右图所示进行实验：复习电流磁效应，为后面做铺垫以尖端科技（电磁轨道炮）引入新课，学生感觉很新奇，可以有效激发学生学习兴趣，将学生的注意力集中到课堂.通过演示实验，模拟电磁轨道炮的发射过程，学生获得感性认识，为本课题学习提供必要的感性材料.通过对问题的参与与自我尝试，培养独立思考的品质和探索精神（科学态度）（1）改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变？（2）上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化？（3）提出猜测通过刚才的演示，你认为安培力的方向跟哪些因素有关系呢？接下来我们通过分组实验来探究安培力方向与磁场、电流方向之间有怎样的关系.有没有更简洁的方法表达这个关系呢？课堂练习：练习1、2、3练习4：两条靠近的平行导线在通电时会出现什么现象？（看视频）（引导学生先理论分析，得到同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.）【活动四】理论探究安培力大小的表达式提出问题：根据左手定则，我们可以准确的设定电磁炮的发射方向了，我们还需要进一步研究怎样让电磁炮具有更强的杀伤力，这与它的动力系统有着密不可分的联系.制约安培力大小的因素有哪些呢？下面我们进一步探究.（1）回顾B的定义提问：磁感应强度是怎样定义的？追问2：对导线的放置有什么要求？追问3：如果导线平行磁场放置，安培力是多大？追问4：如果导线与磁场既不平行也不垂直，安培力是多大？（介于零和垂直放置之间）下面，请同学们推导安培力的表达式.（2）理论推导特殊情况问1：当通电导线垂直磁场放置时，安培力大小？当通电导线平行磁场放置时，安培力大小？（3）理论推导一般情况，如果磁场与电流成θ角时，安培力表达式怎样？请各小组先讨论，并给出结论？（学生思考后给出两种方法，一种是分解B，另一种分解L，得到相同的结果F=BILsinθ，并认识到垂直和平行是两种特殊情况.）【活动五】揭秘电磁轨道炮（1）设置情景电磁轨道炮原理如图所示，整个装置可以把质量为20 g弹体（包括金属杆的质量）发射出去.若轨道宽2m，金属杆上电流为10 A，磁感应强度为1 T，经过t=2 s的加速，问弹体获得速度是多大？思考讨论：如果要提高电磁炮的发射速度，你认为可以怎么办？学生讨论后得到三种方式：①增大电流、②增强磁场、③减轻质量.【活动六】规律应用，探究磁电式电表的工作原理（1）观察磁电式电表如图8，让学生观察磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可以动的.（2）看书93页磁电式电流表第1—3段，分组讨论（屏幕上显示如下问题）问1：线圈的转动是怎样产生的？问2：线圈为什么不能一直转动下去？问3：为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？问4：如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的强弱？问5：使用时要注意什么？（引导）前面我们学过右手螺旋定则，来表达电流方向和磁场的关系，这个方法很简洁的，我们能不能也类似的用手来表达这种关系呢？学生分组实验探究，经历规律发现过程，尝试用“左手”归纳判断安培力方向的方法，可以让学生最大程度的参与课堂；②借助小工具立体展现三个量的方向关系，体验空间关系构建方法.在定义磁感应强度时，学生经历了实验探究的过程，所以此处只进行理论探究，推导出安培力大小的表达式学生经历安培力方向的探究、安培力大小的探究、解决电磁轨道炮的问题，学生意识到看似神秘的电磁炮，其实它的原理并不深奥！先让学生观察磁电式电表的结构，再分组讨论、自学其工作原理，最后让。
高中物理人教版安培力教案
高中物理人教版安培力教案一、教学内容本节课选自高中物理人教版选修31第三章第4节，详细内容包括：安培力的定义，安培力的大小计算，安培力的方向判断，通电螺线管和电流表的工作原理。
二、教学目标1. 理解安培力的概念，掌握安培力的大小计算和方向判断。
2. 了解通电螺线管和电流表的工作原理，能运用安培力解释相关现象。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
三、教学难点与重点重点：安培力的大小计算和方向判断。
难点：通电螺线管和电流表的磁场分布及安培力的应用。
四、教具与学具准备教具：磁铁、通电螺线管、电流表、演示用安培力实验装置。
学具：学生分组实验用安培力实验装置、电流表、导线、电源。
五、教学过程1. 实践情景引入利用磁铁和通电螺线管演示磁铁吸引铁钉的现象，引导学生思考：为什么通电螺线管能吸引铁钉？2. 基本概念讲解介绍安培力的定义，引导学生了解安培力是电流在磁场中受到的力。
3. 例题讲解讲解安培力的大小计算和方向判断，结合具体例题进行分析。
4. 随堂练习出具有代表性的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
5. 实验操作学生分组进行安培力实验，观察安培力与电流、磁场的关系，并记录实验数据。
6. 知识拓展介绍通电螺线管和电流表的工作原理，引导学生运用安培力解释相关现象。
六、板书设计1. 安培力的定义2. 安培力的大小计算和方向判断3. 通电螺线管和电流表的工作原理七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：已知电流和磁场，求安培力的大小和方向。
（2）分析题：分析通电螺线管和电流表的磁场分布。
2. 答案：（1）安培力的大小：F = BIL，其中B为磁感应强度，I为电流，L为导线长度。
（2）安培力的方向：根据右手定则判断。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果，学生的掌握情况，对实验操作的熟练程度。
2. 拓展延伸：引导学生了解安培力的应用，如电机、发电机等，激发学生的学习兴趣。
重点和难点解析1. 安培力的大小计算和方向判断2. 实验操作中的通电螺线管和电流表的磁场分布3. 作业设计中安培力计算题和分析题的解答详细补充和说明：一、安培力的大小计算和方向判断安培力的大小计算依据公式 F = BIL，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度。