2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三6.1《探究磁場對(duì)電流的作用》 WORD教案5.doc
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2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三6.1《探究磁場對(duì)電流的作用》 WORD教案5 一、知識(shí)與技能 ⒈通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用,這種力就叫安培力。 ⒉知道影響安培力大小和方向的因素;知道左手定則和安培力大小的計(jì)算公式。 ⒊用左手定則判斷安培力的方向,能計(jì)算在勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)通電導(dǎo)線所受安培力的大小。通過安培力了解磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值定義法。 二、過程與方法 ⒈經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,培養(yǎng)分析解決問題的能力。 ⒉使用控制變量法來研究安培力的大小與什么有關(guān),學(xué)習(xí)使用等效替代法來測量不能直接測量的安培力。 ⒊嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問題如電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和磁電式電表的原理。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 ⒈通過對(duì)電磁關(guān)系的學(xué)習(xí),領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧,發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲,熱于探索自然界的奧秘 ⒉體會(huì)物理知識(shí)運(yùn)用的價(jià)值,逐漸提高發(fā)現(xiàn)日常生活中與物理有關(guān)問題的意識(shí)。 四、教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn):使學(xué)生掌握電流在勻強(qiáng)磁場中所受安培力大小的決定因素、計(jì)算公式以及安培力方向的判定;使學(xué)生熟練的利用三視圖來分析磁場、電流以及安培力之間的關(guān)系。并能擴(kuò)展到線框受力。 難點(diǎn):在掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的基礎(chǔ)上,掌握磁場對(duì)電流作用的計(jì)算方法,并能熟練地運(yùn)用左手定則判斷通電導(dǎo)線受到的磁場力的方向 五、教學(xué)用具 馬蹄形磁鐵、干電池、導(dǎo)線、通電直導(dǎo)線研究儀等。磁電式多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)FLASH課件,電動(dòng)機(jī)的原理FLASH課件。 六、 教學(xué)過程設(shè)計(jì) ㈠復(fù)習(xí)提問 ⑴將粉筆放置在蹄形磁鐵兩極之間,粉筆受力嗎?如果把粉筆換成是小磁針呢? 粉筆不受力。小磁針受力(磁體→磁場→磁體) ⑵我們上一章學(xué)過的奧斯特的實(shí)驗(yàn)我們看到了什么現(xiàn)象呢?為什么? 看到了小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。因?yàn)橥妼?dǎo)線產(chǎn)生的磁場對(duì)它施的力。 (電流→磁場→磁體) 我們同樣也知道運(yùn)動(dòng)的電荷也會(huì)產(chǎn)生磁場同樣也會(huì)讓小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 (運(yùn)動(dòng)電荷→磁場→磁體) ⑶既然通電導(dǎo)線周圍存在的磁場對(duì)小磁針有力的作用,那么小磁針也會(huì)產(chǎn)生磁場,小磁針的磁場對(duì)通電導(dǎo)線是否也有力的作用呢?(磁體→磁場→電流?) ㈡新課教學(xué) ⒈安培力的定義及力的作用點(diǎn): 講述:“上面的這個(gè)問題來自一位我們不得不提到的偉大的物理學(xué)家——安培。他出身于一個(gè)富裕的家庭,不過在他身上歷了各種不幸:父親在法國大革命中被殺害,妻子過早的就離開了他,他一度沉浸在悲痛中,后來是盧梭關(guān)于植物學(xué)的著作燃起了他對(duì)科學(xué)的熱情,他開始潛心研究學(xué)問。 他主要的貢獻(xiàn)集中在電磁學(xué)方面:發(fā)現(xiàn)了電流產(chǎn)生磁場的規(guī)律---安培定律;提出了著名的分子環(huán)流假說,闡述了磁現(xiàn)象的電本質(zhì);第一個(gè)把研究動(dòng)電的理論稱為“電動(dòng)力學(xué)”…… 為了紀(jì)念安培,我們以其名字來命名電流的單位。符號(hào)為A。這是物理7個(gè)基本單位之一。 講述:在上個(gè)世紀(jì),許多物理學(xué)家就提出通電導(dǎo)體在磁場里是否受力的問題,并著手研究。其中安培也在進(jìn)行這方面的研究,并且他提出了兩個(gè)思考: 磁場對(duì)通電導(dǎo)線是否有力的作用。 通電導(dǎo)線之間是否有力的作用。 在這節(jié)課,我們就用老師帶來的這套儀器來親自動(dòng)手研究,看看能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律。展示器材,介紹各個(gè)部分,并在黑板上畫出實(shí)物圖。 發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象?說明了什么?(變換磁鐵的方向再做一次,使學(xué)生看到導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)這一現(xiàn)象) 導(dǎo)體動(dòng)起來了。導(dǎo)體從靜止變成運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說明通電導(dǎo)體受到力的作用。 是誰給通電導(dǎo)體施加了力呢?這個(gè)力的受力物體是電流還是導(dǎo)體?(學(xué)生思考) 演示:(1)切斷電流,導(dǎo)體雖在磁場中,卻不動(dòng)。(2)去掉磁場再通電流,導(dǎo)體也不動(dòng)。 (啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到是磁體周圍的磁場給了電流以力的作用) 我們把磁場對(duì)電流的這一作用力稱為安培力。因此,我們知道了磁場不僅能對(duì)放入磁場中的磁體有力的作用,對(duì)放入其中的電流也有力的作用。大家說一說,力有哪三個(gè)要索?大小、方向、作用點(diǎn)。 現(xiàn)在我們已經(jīng)知道受力體是導(dǎo)線中的電流,也就是說畫安培力的示意圖時(shí),力的作用點(diǎn)要畫在電流上(導(dǎo)線的中心上),接下來我們再來研究一下力的方向。 ⒉安培力的方向:剛才我們觀察到作用力方向不完全相同,說明作用力的方向與某些因素有關(guān)系,如何去研究這一問題呢? 若學(xué)生不能回答,可出示蹄形磁鐵(內(nèi)置導(dǎo)體)在黑板上畫出其平面圖(圖2)啟發(fā)學(xué)磁鐵口向右有幾種放法?(兩種)導(dǎo)體中的電流方向有幾種?(兩種)使學(xué)生知道共有四種情況需要研究。 由此圖我們可以看出,磁場中通電導(dǎo)線所受安培力的方向與磁場方向和電流方向都有關(guān)。 那么現(xiàn)在請同學(xué)們看課本122頁,閱讀課本中關(guān)于左手定則的描述。 (等學(xué)生閱讀完后再用來判斷圖2中各圖,看看是否符合。) 練習(xí)導(dǎo)體受力方向,完成導(dǎo)與練P124/2所示的四種情況。 ⒊安培力的大?。? 講述:通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)放入磁性強(qiáng)弱不同的磁鐵,或者使用數(shù)目不同的電池,或者改變磁場中導(dǎo)線的長度時(shí),導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)的角度不同,這樣我們可以得到什么結(jié)論呢? 電流所受的安培力大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流大小以及磁場中垂直磁場方向?qū)Ь€的長度有關(guān)。 該怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探索他們之間的關(guān)系呢? 引導(dǎo)學(xué)生討論出:1、安培力的測量需要用導(dǎo)線在磁場中的偏離豎直方向的角度大小來體現(xiàn)——類似于庫侖定律的定性實(shí)驗(yàn)。教師指出這樣把不易測量的物理量轉(zhuǎn)化成易測量的量來進(jìn)行的方法稱為替代法。2、磁場要?jiǎng)驈?qiáng)磁場,可用馬蹄形磁鐵的N、S極之間來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3、導(dǎo)線不能太長,電流又要大,需要用較粗的導(dǎo)體棒(細(xì)銅棍)和能通過大電流的電源(否則電源易燒壞)。4、可用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電流,用安培表測量電流的大小。5、可改變導(dǎo)體棒接入的長度。 但由于實(shí)驗(yàn)條件限制,我們只能進(jìn)行定性的實(shí)驗(yàn)。教師演示并歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出:進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,在勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí),安培力的大小等于電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積: F=BIL 在式中,F(xiàn)的單位為牛頓(N),I的單位為安培(A),B的單位為特斯拉(T),L的單位為米(m)。 為什么要加一個(gè)垂直于磁場放置的限制呢?如果導(dǎo)線與磁場不垂直會(huì)怎樣?定性實(shí)驗(yàn)——發(fā)現(xiàn)不垂直時(shí)導(dǎo)線受力比較小。因此影響安培力大小的因素不僅有電流大小I,磁場強(qiáng)弱B和導(dǎo)線長度L,還有電流與磁場的夾角θ。 當(dāng)θ=90時(shí),即電流與磁場垂直時(shí),安培力最大,為F=BIL; 當(dāng)θ=0時(shí),即電流與磁場平行時(shí),安培力最小,為F=0; 當(dāng)0<θ<90時(shí),即電流與磁場互成角度時(shí),安培力介于零與最大之間,為0- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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