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1、定量探究电流间的安培力 一、使用教材 人教版高中物理选修3-1第三章第四节“通电导线在磁场中受到的力”。 二、实验器材 电子分析天平，两个学生电源，两个电流表，两个线圈，细铜丝两根，铁架台，电键，导线若干 三、实验创新要点/改进要点 （1）化学仪器（电子分析天平）为物理所用，利用它的“去皮”功能，把安培力转化成质量加以显示，变定性实验为定量实验。 （2）用两个平行线圈替代平行直导线，一方面增加了电流产生的磁场；另一方面相当于增加了受力线圈的长度，起到了双重放大的作用。 （3）不仅演示同向电流相吸、异向电流相斥，且还能研究决定安培力大小的相关因素。 四、实验原理/实验设计思路 高中实验条件下的电
2、流间安培力较小。本实验利用LP203型电子分析天平来“称量”微小的安培力，精度可达到N，且用两个线圈替代两根直导线实验，增加匝数放大力，从而显示安培力，再用控制变量法进一步研究安培力与相关因素的关系。 五、实验教学目标 （一）知识和技能 （1）让学生直观体验电流间的微小的安培力，知道安培力与部分相关因素的关系 （2） 培养学生的动手能力和运用数表软件处理数据的技能 （二）过程和方法 让学生经历实验探究过程，使学生理解实验运用的转化测量法、放大法及控制变量法 （三）情感、态度和价值观 培养学生学会分工合作，尊重实验事实的科学精神，力求通过学生实验调动学生学习物理的积极性六、实验教学内容（1）体验
3、安培力的值 （2）控制变量法探究安培力相关因素七、实验教学过程 （一）变定性实验为定量探究、调动学生的探究欲望 书本演示实验：平行通电直导线之间的相互作用是定性实验，我们是不是很想知道电流间的安培力到底有多大？今天我们一起来找寻答案。 （二）直陈测量疑难，讲清设计原理 我们实验条件下电流间的安培力较小，如何定量实现安培力的测量呢？我首先想到的是有没更精密的测力计，偶然间看到物理同仁用电子分析天平测电荷间的库仑力，于是想到也可用此仪器来测电流间的安培力。 视频介绍电子分析天平测力的原理：这是一台能精密测量质量的仪器，利用仪器的“去皮”功能能够把安培力转化成质量显示出来，实验所用的LP203型电子
4、分析天平精度是1mg，转换成力就是N，示数为“+”则表示斥力，“-”则表示引力。考虑到仪器如还不能测量安培力，我改进了实验：用一组平行线圈替代平行直导线加以放大。在此基础上用控制变量法进一步探究安培力和相关因素的关系。 （三）展示电路连接，明确操作要领介绍实验仪器，展示实物连接，交待操作步骤和注意事项，做好实验准备。 （四）实验数据记录、处理及结论 1、体验安培力的值 上线圈电流 1.50A ,下线圈电流 0.18A ，天平示数 0.2211g ，安培力的值 . 2、控制变量法探究安培力相关因素 实验1：安培力方向和电流流向的关系(FA1004B型的数据)两线圈电流流向异向电流同向电流天平示数
5、/g+0.8901-0.9033表1 结论1： 同向电流相互吸引、异向电流相互排斥 。 实验2：安培力大小和间距关系（LP203型的数据）线圈间距d2d3d天平示数/g0.0550.0170.007表2 结论2： 电流间的安培力随间距增大而减小。 实验3：安培力大小和天平上线圈电流大小关系(FA1004B型的数据)电流I/A00.200.300.400.510.58天平示数M/g00.31820.48600.62250.78700.9033安培力0 3.11844.76286.10057.71268.8523表3 WPS数表软件处理： 结论3： 安培力和天平上线圈电流成正比 。 （五）、实验评价和反思 1、自我评价：两创新、一增加 创新1：电子分析天平，创新2：用线圈替代直导线；一增加：增加实验研究的内容。 2、教学反思： （1）线圈两端用细铜丝连接是实验成败的关键之一 （2） 还可考虑用此实验研究安培力和悬挂线圈电流（即B）、匝数（即L）的定量关系 七、实验效果评价 （一）通过定量的探究，学生对小电流间的安培力有了数量上的直观认识，两组同学都得出安培力与电流间的正比关系，为安培力后续学习打下了很好的基础。 （二）通过教学反思，学生体会到科学研究是一项复杂但是又充满奥秘的事情。第 页
