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1、安培力 磁感应强度 第一节 磁场对电流的作用力 教学目的1复习左手定则，掌握F安方向的规律2实验探索法研究F安大小的规律3初步培养学生用科学方法探索物理规律的能力 教学过程1 引入新课（有关实验的电路课前连接好，首先简单介绍J2431型电磁感应演示器，暂不接通场源电路）师：用什么方法可以探明，铁心间有无磁场（图1所示）？生：在其中放入小磁针或与永磁铁接触师：将软磁针放入呢？（学生议论）我们试试看【实验一】 放入软磁针板，观察：再接通场源电路观察由学生对观察到的现象进行总结生：开始因软磁针没有竖立，说明无磁场，通电后软磁针竖立起来，说明这时存在磁场师：从磁针竖立情况看，这个磁场用磁感线描述是什么
2、形状？磁感线的方向如何确定？生：磁感线沿竖直方向平行排列，方向可用小磁针或永磁铁的N极受力情况判断【实验二】 指定一学生用永磁铁检验两磁极极性，井以N、S标出师：（再继续启发）检查空间有无磁场，除了用小磁针的方法外，还有什么其它方法？生：通电导线师：也可以通过磁场对电流作用力的情况来检验有无磁场（引入课题）2 新课教学师：以前学过磁场对电流的作用力吗？生：初中学过师：初中我们研究过磁场对电流作用力的什么问题？生：磁场对电流作用力的方向师：这个方向用什么办法判断？生：用左手定则板书：1磁场对电流作用力方向：左手定则（结合投影复习左手定则内容）【买验三】 利用图l装置演示电流垂直磁场时受力并验证左
3、手定则：给滚动导体ab通电后，ab从静止状态开始滚动，说明ab在滚动方向上受力，其方向符合左手定则，改变电流方向，再验证一次师：磁场对电流作用力的大小我们没研究过，今天我门来研究板书：2磁场对电流作用力的大小师：磁场对电流作用力大小与什么因素有关？猜猜看（允许学生大胆猜测，不仅可以调动全体学生积极参与，活跃课堂气氛，还锻炼了学生独立分析问题的能力）！生甲：和电流强度I有关生乙：和导线长度L有关生丙：和磁场强弱有关板书：F安与I、L、场的强弱有关师：还与什么有关？我们做实验看看【实验四】 演示电流与磁场方向平行时不受力，由于调节两导体轨道水平的困难，本实验改变磁场的方向（图2）这样就阻挡了学生的
4、视线，可加一个和水平成45角的大平面镜使学生观察到导体通电后不动由安培表指示可运动导体上的电流，提醒学生看电流大小和运动时一样（这个实验与实验三对比，目的是让学生悟出：“F安”还与导线放置的方位有关）结论1：磁场对电流作用力的大小与导线方位有关师：由于磁场对电流作用力的大小和磁场与通电导线的位置有关，所以我们就只研究当磁场和电流垂直情况下，作用力的大小和什么因素有关下面我们用实验来验证同学们的三个猜想正确与否师：物理学上要研究一个物理量与几个相关物理量的关系，常采用什么方法？生：控制实验条件保持其它量不变，分别研究与其中一个量的关系师：我们就研究电流垂直磁场时，在磁场中某处受到的力F，F与什么
5、因素有关？生：因电流在磁场中位置确定，即磁场强弱一定；又因电流垂直磁场，即电流放置的方位确定；F应该与I和L有关（控制变量法是物理学中常用方法，教师适时启发，学生可领悟后边实验原理与研究方法的内在联系，从而培养学生在理论指导下设计实验的能力）板书：3用实验方法研究电流垂直于磁场时，F与I、L的关系【实验五】 用电流天平研究F与I、L的关系（1）介绍电流天平的构造、原理和有关电路（出示实物并配合投影片详细讲解，实物图及电路图如图3所示）提出以下问题边讨论边讲解A螺线管中磁场的方向如何？大小有什么特点？磁场强弱与什么有关？怎么使螺线管内部磁场保持不变？BE型导线中通入电流后各边是否都受力？受力方向
6、如何？怎么改变受力部分的长度？怎么改变导线中的电流强度？如何测出受力大小？（教师说明：E型通电导线中因AC、BD两段通电导线和磁感线平行所以不受力；AB段和磁感线垂直只有它受力，因此这个实验能很好研究F随I和L的变化情况通过教师讲解、学生讨论可使学生对实验设计思想、实验装置的原理获得透彻理解）（2）实验研究F与I的关系实验结果如表一所示板书：结论2：L一定时，FI（3）实验研究F与L的关系，实验结果如表二所示（说明：表二第二组数据是从表一第二行来）板书：结论3：I一定时，FL总结两次结论板书：FkIL（实验结果对“F安”有了具体的感性认识，也为B的引入奠定了基础）师：k表示什么呢？k的物理意义
7、是什么？我们下节课将要讨论这个问题3 布置作业：布置紧扣本节内容的三个知识水平一般的作业题，具体题目略 第二节 磁感应强度B 教学目的1通过对实验结果的分析、综合、抽象出磁感应强度“B”的概念2初步形成对“B”的物理意义、定义方法、单位及其矢量性的完整认识3初步理解磁场对电流作用力F=BIL的意义4培养学生分析实验结果和逻辑推理的能力 教学过程1 对实验结果分析、讨论师：要了解公式F=kIL中k的物理意义，先将公式变为k=F/IL，从表一、表二中数据分析能得到什么结论？师：F/IL是一个恒量，和IL的大小无关，它一定表示磁场的一种特性表示磁场什么特性呢（停顿一会儿再分析）？它反映磁场对通电导体
8、作用力大小的特性：FIL比值大，表示磁场对相同的IL的通电导线作用力大；FIL比值小，表示磁场对相同的IL的通电导线作用力小它反映磁场强弱的特性这里有三点需要特别强调的：第一，我们的两次实验，都是在磁场的同一个地方，所以上述FIL比值不变，应有一个条件即对磁场中同一地方，FIL比值不变第二，和电场强度相似，对于磁场中同一地方，即使IL等于零时，F也等于零，其比值不为零，也非无限大，仍等于原来的比值这才说明FIL表示磁场对电流作用力的特性和IL值的大小、有无都无关第三，对磁场中不同地方，FIL比值一样吗？【实验六】 如图4所示，同一通电导线在磁场中不同位置时，因受力而摆起的角度不同师：摆角大小说
9、明什么问题？生:摆角越大，受力越大，说明相同的IL在磁场中不同位置受力不同，且受力大的比值k就大，所以k反映的是磁场对电流作用力的特性师：要在磁场中不同位置使F都相同，I越大k如何？说明什么？生：I越大，k越小，说明磁场越弱；反之，I越小，k越大，磁场越强；k反映的是磁场的强弱师：既然k能定量反映磁场强弱，它与电场中哪个物理量类似？怎么给它命名最合适？生：k与电场强度E类似，它应叫磁场强度师：由于历史的原因，在它之前已有一个物理量叫磁场强度了，所以它叫另一名字：磁感应强度B2 引入B板书：磁感应强度B在教师启发引导之下总结出B的物理意义、定义式、方向规定、单位，并通过例题巩固3“F安”的定量表
10、达师：有了B之后，如何定量表达F安呢？生：可由B的定义式导出F=BIL师：这个表达式适用于什么情况？生：磁场强弱（B）一定且电流I垂直于B师：当I、L一定时，F与B是什么关系？生：F正比于B师：我们再用实验五 装置验证一下这个关系【实验七】 用电流天平验证F与B的关系（首先向学生说明：螺线管内部的B与螺线中电流强度I0成正比）实验记录如表三师：总结：在通电导线与磁场垂直的情况下，磁场对电流的作用力大小决定于I、L、B三个因素且与它们成正比，这证明了同学们的猜想是正确的我们不仅找到了F与I、L、B间的精确关系，更为重要的是初步尝试了如何探索物理规律它的基本方法即：提出假设（猜想）设计实验验证假设
11、是否正确分析实验结果揭露本质特性用数学方法对实验结果做出精确描述我们所分析的决定“F安”大小的四个因素在公式F=BIL中是如何体现的？若电流与磁场既不平行也不垂直是否受力？若受力，力的大小如何？以上问题我们将在课外活动讨论（引导学生对学习内容进行更深入的思考，为好学生的学习留下悬念） 布置作业（略） 教学说明1 标题的变动：“先讲F安、再讲B”，还是“先讲B，后讲F安”表面看似乎是小事，实则不然，我们“先讲F安，再讲B”目的是使标题顺序更符合学生认知心理，让第一个标题的出现是学生熟知的，可使学生很快在旧的认知结构中找到与新知识的连结点，创造良好的课堂心理气氛，使旧知识更自然、顺利的与新知识接轨
12、而形成为更丰富、更高级的认知结构2 我们的思路：在初中基础上启发学生猜想F安大小和什么因素有关，再仔细用定量实验验证猜想是否正确，同时得出FIL的关系，使这两节课充分展示研究物理问题的方法，教学目的中渗透研究方法的目的才能真正达到3 由于充分研究磁场对电流作用力的大小与什么因素有关，加之仔细定量的实验，在客观上为“B”的引入做了充分铺垫，到了“水到渠成”的地步，既不增加课时，又降低了引入“B”的突然性和台阶只要课后不让学生解“难题”，这种教学安排不仅对今后学理科的学生有益，同样，对今后学文科的学生在发展思维能力、培养学习能力方面也是有好处的4 学生和其他老师的反映：由于为学生铺设了合理的思维坡
13、度，学生在课堂上情绪热烈，思维活跃，形成了较和谐的课堂氛围，实验给学生留下的印象是极其深刻的，在以后的学习中有关“B”的定义条件，对“B”的理解及F安的决定因素等在各种反馈信息中都得到令人满意的结果听课教师都肯定了这两节课在培养能力及科学方法渗透方面的突出特点关于演示实验的几点说明1对J2431型电磁感应演示器的改进和注意事项为保证本文【实验三】的成功，第一，要挑选质量轻表面光滑的滚动导体，我们选用一小段拉杆天线；第二，课前仔细调节两轨道的水平状况其后做【实验四】时，我们只改变磁场方向，而不动两水平轨道但原仪器两水平轨道间的距离比两磁极间距离大，需要老师重新打孔移动两水平轨道间的距离，才能实现我们的设想2 对电流天平的改进和意见由于电流天平体积小，指针显示可见度低，需做改进用轻质材料将指针加长10cm右，这样可使指针转角一定时，针端点转过的弧长增加，同时每次接通电流之前提醒学生注意观察指针位置的变化建议厂家生产供演示用的大型电流天平，同时将E型导线改为如图5所示的为可移动式，以便于测量通电导线在磁场中不同位置处的受力大小3 如果电流天平数量足够，能把探索磁场对电流作用力的演示实验改为并进实验，教学效果将会更好
