2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十五章 磁場 三、電流表的工作原理(第一課時).doc

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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十五章 磁場 三、電流表的工作原理(第一課時) ●本節(jié)教材分析 本節(jié)講述磁電式電流表的工作原理,這是安培力在實際中具體應(yīng)用的一個例子.教材簡明地介紹了電流表的基本結(jié)構(gòu),重點(diǎn)講述了原理,目的在于使學(xué)生了解安培力是如何在電流表中得到應(yīng)用的,以培養(yǎng)他們運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力. ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1.知道電流表的構(gòu)造. 2.知道電流表的內(nèi)部磁場的分布特點(diǎn). 3.能準(zhǔn)確判定線圈各邊所受磁場力的方向. 4.知道電流表測電流大小和方向的基本原理. 二、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力. 三、德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生形成積極思維，善于推理的思維品質(zhì). ●教學(xué)重點(diǎn) 1.電流表的構(gòu)造及表內(nèi)的磁場分布特點(diǎn). 2.電流表測電流大小和方向的基本原理. ●教學(xué)難點(diǎn) 表內(nèi)的磁場分布特點(diǎn). ●教學(xué)方法 閱讀法、講授法、分析推理法. ●教學(xué)用具 演示電流表、投影片、實物投影儀. ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 一、引入新課 ［師］電流表是測定電流強(qiáng)弱和方向的電學(xué)儀器，實驗時經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表.這節(jié)課我們就一起研究電流表的工作原理. 二、新課教學(xué) ［師］請同學(xué)們對照課本圖15—20,結(jié)合實物觀察一下,然后回答:電流表主要由哪幾部分構(gòu)成? ［生］電流表主要由蹄形磁鐵、鐵芯、線圈螺旋彈簧、指針、刻度盤等組成. ［師］蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場有什么特點(diǎn)? ［生］蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向磁場. ［師］什么是均勻輻向磁場? ［生］由圖15—21可知,所謂均勻輻向磁場,就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心,不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置,線圈平面都跟磁感線平行. ［師］該磁場是勻強(qiáng)磁場嗎? ［生］不是勻強(qiáng)磁場,但在以鐵芯為中心的圓圈上,各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是相等的. ［師］當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動時,磁鐵和鐵芯之間的兩個邊所經(jīng)過的位置其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小怎樣? ［生］磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等. ［師］當(dāng)有電流通過線圈時,線圈轉(zhuǎn)動的原因是什么? ［生］當(dāng)電流通過線圈時,線圈上跟鐵柱軸線平行的兩邊都受安培力,這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動. ［師］當(dāng)指針指到某一值時,線圈停止轉(zhuǎn)動的原因是什么? ［生］線圈轉(zhuǎn)動時,螺旋彈簧被扭動,產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩,其大小隨線圈轉(zhuǎn)動角度的增大而增大.當(dāng)這種阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩增大到同安培力產(chǎn)生的使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時,線圈停止轉(zhuǎn)動. ［師］為什么根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以知道被測電流的強(qiáng)弱? ［生］磁場對電流的作用力跟電流成正比,因而線圈中的電流越大,安培力產(chǎn)生的力矩也越大,線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也就越大.因此,根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小,可以知道被測電流的強(qiáng)弱. ［師］如何確定被測電流的方向? ［生］當(dāng)線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變.所以,根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向可以知道被測電流的方向. ［師］磁電式儀表有哪些優(yōu)點(diǎn)? ［生］靈敏度高,可以測出很弱的電流. ［師］磁電式儀表有哪些缺點(diǎn)? ［生］由于繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很弱.如果通過的電流超過允許值,很容易把它燒壞.這一點(diǎn)我們在使用時一定要特別注意. 三、小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題: 1.電流表的主要構(gòu)造:蹄形磁鐵、圓柱形鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤. 2.電流表的工作原理:當(dāng)電流通過線圈的時候,線圈在安培力矩的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動,同時螺旋彈簧被扭動,產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩,當(dāng)安培力矩與阻礙力矩彼此平衡時,線圈停止轉(zhuǎn)動,由于安培力矩與電流的大小成正比.所以,從指針?biāo)傅奈恢镁涂梢宰x出電流的大小.從指針偏轉(zhuǎn)的方向就可以知道被測電流的方向. 3.磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高;缺點(diǎn)是允許通過的電流小. 四、作業(yè) 1.閱讀本節(jié)教材內(nèi)容. 2.預(yù)習(xí)“磁場對運(yùn)動電荷的作用”. 五、板書設(shè)計 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 1.如圖甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖.圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項中正確的是 A.指針穩(wěn)定后，線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受到的磁力矩方向是相反的 B.通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大 C.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場 D.在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受磁力矩與電流有關(guān)，而與所處位置無關(guān) 2.電流表的刻度為什么是均勻的？ 參考答案： 1.ABD 2.因為指針偏轉(zhuǎn)的角度θ與電流I成正比，θ隨I的變化是線性的，所以表盤的刻度是均勻的.