第一篇:安培力教學反思
安培力——《奔跑吧兄弟》
教學反思
導入反思:
2014年浙江衛視一檔很火的綜藝節目《奔跑吧兄弟》“節目組”2014年11月26日星期三來到我們5年2班,很榮幸的我成為了本期活動的主持人,這一期活動主題為搜集線索獲得終極大獎。活動規則:
1、根據回答問題、完成任務多少、搶答快慢獲得相關的線索提示卡(多多益善),2、最后結合信封內的任務密碼,最終拿到一組正確密碼的小組獲勝。終極密碼就在講桌上一塊浪琴名表的盒子里,里面放著一塊名表和一個密碼條。
課上反思:
上課:同學們好,老師好,請坐,一切如同往常的課前互動,學生卻是異常的興奮,這樣開始了第一項任務:搜集線索,當我打開第一個問題條的時候,1、是誰發現了電流的磁效應?班級就連平時很愛睡覺的陳同學都舉手來回答問題,當然機會我給了他,站起來很自信的告訴我:奧斯特,同學們都不由自主的給他送去了掌聲,當然我也守信用的給了他一個提示卡,接下來2個問題就很快完成了,第一輪搜集工作結束,三組分別獲得1個線索提示卡,接下來大家一起觀看了段視頻——《通電導線在磁場中受到的力》新課開始了,導入安培力,給學生介紹安培奧斯特時代人物及貢獻(高考中物理學史部分),很自然的知道了通電導線在磁場中受到的力就叫安培力。新的線索出現了,力是什么量?有什么?還有什么?線索一出,班級平時最愛體活的沈同學就高高的舉起手,站起來回答:力是矢量,有大小,有方向。很好很完整,他又為第三小組獲得1個線索提示卡,這時其它小組就急了,說:“老師我們也要答題”,馬上新的線索就會出現,同學們眼睛瞪的溜圓緊緊的盯著大屏幕,接下來我們大家一起來探究影響安培力方向的因素有哪些?首先提出猜想,三組同學不甘示弱的紛紛舉手搶答,當熱也都獲得了提示卡(透漏下提示卡里有的是習題密碼,有的是空,有的是搶答一道題),大家一起觀看了實驗的視頻,得到了影響安培力方向的因素確定為,磁場方向和通電導線中電流方向。接下來的環節就是我們大家一起完成的任務,沒有按要求完成的被淘汰,第一個要求在這個屋子內找出一個可以形容三維立體的地方(墻角、名表盒子),第二個要求用什么辦法可以把磁場方向、電流方向、安培力方向,分別和這三個方向一一對應上(提示初中用過右手做什么?),“啊 明白了” 同學們在我的提示下很快的反應出用左手去嘗試,很快了大家都伸出了左手,做出了四指和拇指在同一平面內并保持垂直狀態,并且拿起鉛筆穿過手掌心,大家做到這,真的是超出了我的想象,上課前我還在擔心他們不會伸手,我給他他們總結意義就不大了,結果他們給我交了一份100分的答卷,你一句、我一句在大家共同的努力下終于用很簡潔的話語概括了“左手定則”伸開左手讓四指與拇指在同一平面內,并保持垂直,讓磁感線垂直穿入掌心,四指為通電導線中電流方向,此時大拇指即為通電導線在磁場中受到安培力方向。大家共同突破了本節課的一個重點也算難點的問題,我也守信用的告訴了大家一個共同的線索,大屏幕上出現了“終極任務卡中第四題答案不是A和C”。接下來就是瘋狂搶答環節,利用左手定則進行安培力方向的判斷,各組都派出了最厲害的選手進行搶答,當然規則是答錯了就失去1個提示卡,經過3分鐘的答題,三組完成了5道習題,不過還剩下1道題比較特殊(磁場方向和電流方向平行,無安培力),同學們開始議論怎么放能左手滿足條件呢?同學們都激烈的討論著,第二組因為想獲得更多的提示卡因此題還扣了1個,班級后面座了很多聽課老師,當然物理學科的都在,這時我也突然想到了一個好的辦法,就是請物理劉老師幫忙,幫助你們解決這個問題,沒用我說同學們的目光很快的轉移到后面的劉老師身上,劉老師也用了很簡潔的語言給大家描述了這時的安培力是不存在的原因。同學們這時不約而同的掌聲響起了,頓時班級由一片安靜到沸騰了。經過這輪競爭第一組現有3張提示卡,第二組2張,第三組4張。大家都收獲了不少,接下來是我贈送給大家的一個演示實驗,演示安培力方向與磁場方向和電流方向的關系。這節課的第二個任務就是安培力究竟多大呢?安培力的大小,分為三種情況
1、當B⊥I時,F=BIL,2、當B∥I時,F=0。
3、當B與I有一定夾角θ時,F=?利用B是矢量進行分解垂直于I的B1=B sinθ,平行于I的B2=B cosθ,決定安培力的是B1=B sinθ,所以F=BI· Lsinθ安培力的一般表達式。并對F=BI· Lsinθ的應用進行了4點說明,這一輪中各組獲得1張提示卡,設計了3道安培力大小練習題,每組一道,規則第一完成并且正確,獲得3張提示卡,第二完成獲得2張提示卡,第三完成獲得1張提示卡。3分鐘過去了三組都正確的完成了任務,依次是第二組、第三組、第一組,第二輪過后統計第一組5張提示卡,第二組6張提示卡,第三組7張提示卡。本節課最后一環節總結你學到了什么?高考考什么?大家一起總結了這節課的重難點,接下來重量級的高考題出現了,在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長為L,質 量為m的導 體棒,如圖所示,在豎直向上的磁場中靜止,則磁感應強度B為 _________.大家先是判斷了安培了的方向,在結合必修1對物體進行受力分析,最后大家在我的幫助下終于揭開了高考看似神秘的面紗,大家也都很高興,同時他們一直在意的線索收集工作又提示我了,孩子們以為我忘記了,接下來我公布了今天的作業,拿出了三個信封,每組一個信封,今天你們收集的所有線索結合信封內試題的答案就是這節課通往下期《奔跑吧兄弟》的門票。同時拿著正確答案也可以上我這換取3、2、1節的體活課。這時的下課鈴聲也響起了,孩子們好像還沒有玩夠,讓我們一起期待下期節目更精彩。下課:“同學們再見,老師再見”。
課后反思:
課堂上同學們都踴躍發言,很順利完成了提示卡的搜集工作,最后也獲得了每組的信封,當然3個信封內是本節課的試題,答案就是課上收集的線索提示卡,孩子們聽的很認真任務完成的也很快,第一節下課到第三節課間操時三組就把密碼給我送多來了,結果讓我大吃一驚三組密碼完全正確。
中午午睡課時,我也如約的給了他們這個終極大獎,拿出盒子里的任務條,我宣布:本周三組分別獲得3、2、1次體活課。頓時班級由一片安靜到沸騰不止,孩子們興高采烈的來到我面前問老師咱們什么時候做下一期《奔跑吧兄弟》。
孩子們真心的參與了,自己也付出了,經過自己努力后也獲得回報,很開心的他們像是找到了學習的樂趣,作為班主任的我感到了很欣慰,我們的班主任工作每天看似很簡單的在重復昨天的故事,其實并不是這樣,每一天都是一個新的開始,誰也想不到孩子們會應為你給他們他去快樂的同時他們會給你什么,這也許就是驚喜中的期待,期待著下一期會更好,孩子們會更加熱愛學習。《奔跑吧孩子們》下期節目更精彩。
課程不足:
1、課程習題設計問題
例左則定則練習設置時間過長!導致了課程進程中有些習題時間被占用!高考試題的引申例題沒有講上。
2、演示實驗如果用幻燈投到大屏幕上效果會更好。遺憾的是班級內幻燈不好使。
3、安培力方向試題練習由于時間關系,課前準備的小道具沒有用。
第二篇:“探究安培力”教學反思及教學設計
“探究安培力”教學反思
對于這節課教材課標有三個目標,一個是安培力的方向,會用左手定則判斷安培力的方向;二個推導勻強磁場中安培力表達式,計算勻強磁場中安培力的大小;三是知道磁電式電表的基本結構以及運用它測量電流大小和方向的基本原理。
本節設計能夠突出新課程中重過程、重方法、重體驗的理念,始終以情景問題為依托,引導學生去思考、總結、歸納,凸現了學生分析能力、思維探究能力、實驗能力和評價能力的培養,注重了信息技術與物理學科教學的結合。教學中盡可能多地讓學生參與課堂教學活動,加深課堂教學的實效,體現了以學生為主體的教學理念。從課后作業等情況來看,取得了一定的效果。但仍有幾點反思:
1、知識層次方面:本節內容含量稍多,需把握演示實驗的時間,完成本節至少要用一課時,要求全體學生參與思考討論,學習體會安培力方向的判斷方法。左手定則是比較抽象的內容,學生不易理解,設計時采用演示實驗的方法,用事實說話,易于幫助學生理解。
2、學生方面:個人認為學生對實驗的能力欠缺,加強引導是關鍵。設計應把重點放在學生物理思維的養成上。為了提升學生分析思考物理問題的能力,設計中采用了演示實驗和大屏幕相配合,把每步演示實驗的結果及時記錄下來,便于實驗后進行思考討論,得出實驗結論。
3、教師方面:注意語言的組織,加強教師對知識的引導作用。并做好示范作用,了解學生的知識層次。盡量照顧全體。
4、不足 1)在學習左手定則時,應讓學生參與到實驗中,把實驗和定則理論再次結合,活用定則,既驗證定則的正確性,又應用了定則。兩全其美。
2)時間安排更合理,留時間當堂檢測反饋,提高教學效率。
“探究安培力”教學設計
設計思想在本節課的教學過程中,首先以演示實驗為突破口,讓學生觀察分析、討論、總結出安培力大小的決定因素,接著引入磁感強度B的定義式,通過講解類比電場強度,啟發學生理解公式B=F/IL的意義;再反復地借助實驗和動畫模擬,來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關系的正確圖景。教學目標 知識與技能
(1)理解磁感應強度B的定義及性質。
(2)知道用磁感線可以形象直觀地反映磁感應強度。
(3)知道什么叫勻強磁場,知道勻強磁場的磁感線的分布情況。(4)知道什么是安培力,知道導線與磁場方向平行時,導線所受的安培力為零;導線與磁場方向垂直時,導線所受安培力的大小F=BIL。(5)會用左手定則熟練地判定安培力的方向。過程與方法
(1)在磁場和電場的比較中讓學生學會類比的學習方法。(2)通過演示磁場對電流的作用的實驗,培養學生利用控制變量法總結歸納物理規律的能力。
(3)通過演示磁場對電流的作用的實驗,學生了解科學研究中常用的研究方法:理論猜想→實驗論證→得出結論。
(4)通過學習左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關系,培養學生空間想像....教學過程
(一)引入新課
教師:通過第二節的學習,我們已經初步了解磁場對通電導線的作用力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻,為了紀念他,人們把通電導線在磁場中所受的作用力叫做安培力。
這節課我們對安培力作進一步的討論。
(二)進行新課
1、安培力的方向
教師:如何判斷安培力的方向呢? [出示投影片]
通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系,可以用左手定則來判定:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且都和手掌在一個平面內,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
演示實驗
為什么會這樣呢?請大家用所學知識加以分析。
根據上述分析方法,兩根導線中通過反向電流時,它們間相互作用力的方向如何? 說明:分析通電導線在磁場中的受力時,要先確定導線所在處的磁場方向,然后根據左手定則確定通電導線的受力方向。
2、安培力的大小
教師:通過第二節課的學習,我們已經知道,垂直于磁場B放置的通電導線L,所通電流為I時,它在磁場中受到的安培力
F=BIL
教師:當磁感應強度B的方向與導線平行時,導線受力為零。[問題]當磁感應強度B的方向與導線方向成夾角θ時,導線受的安培力多大呢?
教師投影圖,引導學生推導:
將磁感應強度B分解為與導線垂直的分量B?和與導線平行的分量B//,則,B??Bsin?
B//?Bcos?
因B//不產生安培力,導線所受安培力是B?產生的,故
F?ILBsin?
此即為一般情況下的安培力公式。
(三)課堂總結、點評
教師活動:讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。
學生活動:認真總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結課堂內容,培養學生概括總結能力。
教師要放開,讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
第三篇:高中物理知識點:安培力
高中物理知識點:安培力
南通仁德教育朱老師總結了高中知識點:安培力,僅供同學們參考;
安培力
1.磁場對電流的作用力叫安培力
2.安培力大小
安培力的大小等于電流I、導線長度L、磁感應強度B以及I和B間的夾角的正弦sinθ的乘積,即F=BIlsinθ。
注意:公式只適用于勻強磁場。
3.安培力的方向
安培力的方向可利用左手定則判斷。
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么拇指方向就是通電導線在磁場中的受力方向。安培力方向一定垂直于B、I所確定的平面,即F一定和B、I垂直,但B、I不一定垂直。
第四篇:“安培力探究實驗”的教學設計
新課程標準指出:“高中階段的物理課程要給學生提供必要的科學探究機會,讓學生通過自己的思維、動手、查閱文獻等,體驗探究過程的曲折和樂趣,發展科學探究的能力,增強對科學探究的理解。高中階段尤其要注重科學探究的質量”。但是由于受傳統教學觀以及相對滯后的教學評價機制的影響,許多教師在教學中往往以自己的思維代替學生的思維過程,以自己的講解代替學生的主體活動,以學生掌握知識的多少作為教學優劣的最終衡量標準。?
怎樣通過課堂教學活動使學生形成獨立思考、自主學習的能力;具有科學精神、形成科學態度、學會科學方法;發展創新精神和實踐能力、逐步形成適應社會需要的能夠進行終身學習的能力。在課堂教學中增加探究實驗的活動,并讓學生積極參與是培養學生能力的一種有效方式。就人教版高中物理《安培力》的教學內容,筆者嘗試進行了如下教學設計。? 設計思想?
由教師創設問題情境,提供相關的實驗器材,讓學生自己擬定實驗方案、實驗步驟,在課堂上通過學生自己的實驗、觀察、分析、討論、總結等一系列活動,發現物理現象、探索物理規律。問題是整堂課教學的主線,學生是探究活動的主體,教師起著組織者、參與者和指導者的作用。?
通過“問題→猜想→設計實驗方案→動手實驗探究→分享實驗成果”的科學探究方法,以對問題的探究和解決來激發學生的求知欲、創造欲和主體意識。這種教學方式可以極大地激發學生學習的積極性、主動性,培養學生的科學探究能力。? 教學過程?
師:創設問題――磁場對電流作用力的大小與哪些因素有關??
生:提出猜想――磁場的強弱(b)、電流強度的大小(i)、通電導線的長度(l)、磁場的方向和電流的方向之間的關系(θ)等。?
師:創設問題――(1)若我們要用實驗定性研究安培力(f)由哪些物理量決定,需要哪些實驗器材??
(2)請同學們思考后大膽提出你自己設計的實驗方案。?
(3)當多個量都要對安培力(f)產生影響時,該怎樣才能知道是哪一個物理量引起f發生變化的呢?(控制變量法)?
生: 提出多種實驗設計方案。?
師生:對各種實驗方案進行論證,從中選取具有代表性和較合理且可操作性強的方案。(如圖1所示)?
生:實驗探究→按實驗方案進行實驗,發現問題,并設法在實驗中解決。?
(1)磁場b對安培力f的影響:?
電流強度i和導體長度l保持不變
?小磁體(b弱):觀察懸線偏角θ的大小(記錄)??大磁體(b強):觀察懸線偏角θ的大小(記錄)
比較兩次偏角θ的大小后得出結論:
?偏角θ小??f小(b弱)??偏角θ大??f大(b強)?
(2)電流強度i對安培力f的影響: ?
磁體b和導體長度l保持不變?
單個電池作電源(i小):?觀察懸線偏角θ的大小(記錄)??四個電池作電源(i大):?觀察懸線偏角θ的大小(記錄)?
比較兩次懸線偏角θ的大小后得出結論:?
偏角θ小??f小(i小)??偏角θ大??f大(i大)?
(3)通電導體長度l對安培力f的影響:?
磁體b和電流強度i保持不變:?
在原導體兩端之間另取兩點接入電源以保證?導體質量不變(l小):觀察懸線偏角θ的大小(記錄)??仍將導體兩端接入電源(l大):?觀察懸線偏角θ的大小(記錄)?
比較兩次偏角θ的大小后得出結論?
偏角θ小??f小(l小)??偏角θ大??f大(l大)?
(4)磁場b和電流i之間的方向對安培力f的影響:?
保持磁體b、電流強度i的大小和導體的長度l不變,改變導體方向與磁場b方向的夾角,觀察懸線偏角θ大小的變化情況。(圖2)?
得出結論實驗結論:通電直導線在磁場中,當導線方向與磁場方向垂直時,電流所受到的安培力最大;當導線方向與磁場方向一致時,電流所受到的安培力最小,為零;當導線方向與磁場方向斜交時,電流所受到的安培力介于最大值和最小值之間。?
師生交流總結:?
對探究結果、方法進行總結??對學生積極主動的設問、思維、動腦、動手的熱?情給予充分的肯定? 教學反思?
在課堂上,學生的討論非常活躍,在分析討論過程中,教師及時對學生進行鼓勵,整堂課問題是教學的主線,學生的研究活動是主體,教師起著組織者、參與者和指導者的作用。通過“問題→猜想→設計實驗方案→動手實驗探索→分享實驗成果”這一類科學探究方法,由師生共同創設問題情境,提供相關的實驗器材,讓學生自己擬定實驗方案、實驗步驟,在課堂時間內通過學生自己的實驗、觀察、分析、討論、總結等一系列探究活動,發現物理現象、探索物理規律。教師不宜給出具體步驟和方法,而應鼓勵學生大膽采用不同方法,提出不同見解,在彼此思維的碰撞中捕捉智慧的火花,以問題的研究和解決來激發學生的求知欲、創造欲和主題意識。采用這種探究式教學可最大限度地調動學生學習的積極性、主動性,培養學生的創造能力。?
探究式教學對教師提出了更高的要求,教師必須對所研究的問題有透徹、深入的了解;要有敏銳的洞察力,要善于從學生的思維痕跡中點撥出科學推理的途徑;要從學生不太成熟的想法中找到真理的雛形。我們不應擔心在教學中課堂是否顯得散亂,不要拘泥于教學進度任務的限制,而應真正將學生置于探索知識的主體地位上。課堂教學為師生開展科學探究活動提供了廣闊的空間,教材內容給我們提供了豐富的探究課題。我們可以把教材上的一些演示實驗或學生分組實驗由驗證性實驗轉化成探究性實驗;或盡量設置開放題材進行教學,題材內容以及所涉及的物理情境、物理過程,應當是學生比較熟悉的;問題應對學生具有較強的刺激因素;解決問題的方法應具有較高的方法論價值。能使學生通過對問題的討論解決,體會到物理探索的樂趣。問題的解答方法、途徑要具有多樣性,問題本身具有延伸性和推廣的可能。?
總之,在當前的課改形勢下,我們應徹底摒棄傳統的“重知識、輕過程”的教學觀念,強調學生親身參與探究活動,重在體驗參與的過程。以學生為主體,發揮學生群體的互補性,使學生在相互研討、爭論的環境中批評性的思考與接受,加強交流和與他人合作與分享的能力。我通過教學實踐體會到,將探究實驗活動引入課堂教學對培養學生的問題意識、研究意識、合作意識、創新意識都具有積極的促進作用。?
參考文獻:?
[1]普通高中物理課程標準.中華人民共和國教育部制定.2003年?
[2]廖伯琴.《物理探究式教學設計與案例分析》.北京:高等教育出版社,2003年
?(欄目編輯王柏廬)
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以pdf格式閱讀原文。
第五篇:探究安培力++磁感應強度教案
探究安培力
磁感應強度
一、教學目標
1.理解磁感應強度B的定義,知道B的單位是特斯拉.
2.會用磁感應強度的定義式進行有關計算.
3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應強度的大小.
4.知道什么叫勻強磁場,知道勻強磁場的磁感線是分布均勻的平行直線.
5.知道什么是安培力.知道電流方向與磁場方向平行時,電流所受的安培力最小,等于零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受的安培力最大,等于BIL.
6.會用公式F?BIL解答有關問題.
7.知道左手定則的內容,并會用它解答有關問題.
二、重點難點
重點:對磁感應強度的理解.安培力大小的計算和方向判斷.
難點:理解磁感應強度的概念.磁場方向、電流方向和安培力方向三者的關系。
三、教與學
教學過程:
磁場不僅具有方向性,而且各處的強弱也可能不同,靠近磁極或電流處的磁場較強,為了反映磁場的基本特性(具有力的性質),反映磁場不僅具有方向而且還有強弱,我們將引入一個叫做磁感應強度的物理量加以定量地描述
(一)磁感應強度
1.磁場對電流的作用
【演示】利用控制變量法來演示通電的直導線在蹄形磁鐵間的磁場(可以認為磁場是均勻的)中的受力跟哪些因素有關.
(1)與電流的大小有關,精確實驗表明F?I.
(2)與通電導線在磁場中的長度有關,精確實驗表明F?L
(3)與通電導線在磁場中放置的方向有關,導線與磁場間的夾角越接近90°,F越大,當通電導線平行磁場放置時,F?0;當通電導線垂直磁場放置時,F最大.
歸納可得:在保持電流方向與磁場方向垂直時,通電導線所受的磁場對它的作用力——安培力F?IL.
2.磁感應強度概念的引入
(1)在同一磁場中的某處,不管電流I、導線長度L怎樣變.但導線所受的安培力F跟IL的比值保持不變,對不同的磁場或磁場中的不同處,這一比值一般是不同的.
(2)比值F/IL與放入的通電導線無關,反映了磁場本身的特性(力的性質),為了反映這一特性我們引入物理量磁感應強度B.
3.磁感應強度B
定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值,叫做磁感應強度.
B?FIL(電流與磁場垂直)
FFE?B?q作比較)IL和(引導學生將
(1)磁感應強度是反映磁場本身特性的物理量,跟磁場中是否存在通電導線無關.
(2)B的大小表示磁場的強弱,B越大表示磁場越強.
(3)單位:在國際單位制中是特斯拉,簡稱特,符號是T.1T=1N/A·m.
(4)B是矢量
為了讓B不僅能反映磁場的強弱,還能反映磁場具有方向性,我們把磁場中某一點的磁場方向定義為該點的磁感應強度的方向.
這樣磁感應強度B這一矢量就全面地反映了磁場的強弱和方向.
(5)幾個常見磁場B的大約值:
?4?
4地面附近的磁場:0.3?10T~0.7?10T
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3永磁鐵磁極附近的磁場:10T~1T
工作的電機和變壓器鐵芯中的磁場:0.8T~1.4T
4.磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小,磁感線越密的地方表示磁感強度越大.
5.勻強磁場:磁感應強度的大小和方向處處相同的磁場.
(1)勻強磁場的實例:相距很近的兩平行的異名磁極間的磁場;通電的長直螺線管內部(邊緣部分除外)的磁場.
(2)勻強磁場的磁感線分布是一組等間隔的平行線.
(二)安培力
磁場對電流的作用力通常稱為安培力
1.安培力的大小
B?由FIL可得:安培力大小F?BIL。
(1)適用條件:通電導線與磁場方向垂直
(2)B對于放入的通電導線來說是外磁場的磁感應強度
(3)在非勻強磁場中,公式F?BIL僅適用于很短一段通電導線.
在通電導線平行于磁場方向時,安培力F?0
2.安培力的方向
【演示】安培力的方向與電流方向、磁場方向均有關.
(1)安培力的方向:既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直,即安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面.
討論:F既垂直于B,又垂直于I,是否可以得出B和I一定垂直?
(2)安培力方向的判定:左手定則.
伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在一個平面內,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向.
注意:安培力方向的判斷跟電場力方向的判斷不同. 【例1】關于磁感應強度,下列說法正確的是()
A.由B?F/IL可知:磁場中某處的磁感應強度大小隨通電導線中電流I的減小而增大 B.由B?F/IL可知:磁場中某處的磁感應強度大小隨通電導線所受的磁場力F的增大而增大
C.通電導線所受的磁場力為零,該處的磁感應強度不一定為零
D.放置在磁場中1m長的通電導線,通過1A的電流,受到的安培力為1N,則該處的磁感應強度就是1T
【解析】磁感應強度是反映磁場本身力的特性的物理量,與是否存在通電導線,電流的大小,導線的長度,導線的放置方向均無關.通電導線在磁場中垂直磁場放置時所受的安培力F?BIL最大,平行磁場放置時所受的安培力最小,等于零.
正確選項為C.
【例2】如圖所示,一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中,以導線截面的中心為圓心,半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點.已知a點的實際磁感應強度為零,則下列敘述正確的是()
A.直導線中的電流方向垂直紙面向里
B.b點的實際磁感應強度為2T,方向斜向上,與B的夾角為45°
C.c點的實際磁感應強度也為零
D.d點的實際磁感應強度跟b點的相同
【解析】磁感應強度是矢量,合成時遵循平行四邊形定則:
a點的實際磁感應強度為零,是直線電流在a處的磁感應強度跟勻強磁場在該處的磁感應強度的矢量和為零,所以直線電流在a處的Ba?1T,方向向左,由安培定則可得直導線中的電流方向垂直紙面向里,由于圓周上各點到直導線的距離相同,所以直線電流在圓周上各處的磁感應強度大小均為1T,但方向不同,在b處向上,在c處向右,在d處向下.b、c、d三處的實際磁感應強度分別為2T.方向斜向右上方與B成45°夾角;2T方向向右;2T方向斜向右下方與B成45°夾角.
正確選項為AB 【例3】如圖所示,垂直折線abc中通入電流I,ab?bc?L,折線所在的平面與勻強磁場垂直.勻強磁場的磁感應強度為B,求abc折線受到的安培力大小和方向.
【解析】ab段所受的安培力大小為BIL,方向向右,bc段所受的安培力大小也為BIL,方向向上,所以這一折線所受的安培力大小為2BIL,方向沿ab和bc的角平分線向上.
abc受到的安培力可等效于ac(圖中的虛線,通有a到c的電流I)所受的安培力,這樣直接可得F?BI(2L)?2BIL方向按左手定則判斷得垂直于ac向上.
【例4】質量為m,長度為L的導體棒MN靜止于水平導軌上,通過NM的電流為I,勻強磁場的磁感應強度為B,方向與導軌平面成?角斜向下,如圖(a)所示,求棒MN所受的支持力和摩擦力.
(a)
【解析】求解此題時最容易誤把?角看成是導體棒與磁場之間的夾角,實際上盡管磁感線傾斜,但磁場方向與導體棒MN是垂直的.
正視題圖,由左手定則判斷出安培力方向,對MN受力分析,如圖(b)所示.
(b)
對導體棒MN,由平衡條件得:
水平方向f?Fsin?
豎直方向N?F?cos??mg
安培力F?BIL,所以MN所受的支持力N?BIL?cos??mg,所受的摩擦力f?BILsin?
B?
【小結】磁感應強度B是描寫磁場強弱和方向的物理量,FIL(I垂直于磁場),方向規定為該處的磁場方向,安培力大小F?BIL.方向由左手定則判定.