探究安培力教案

2024-04-25

探究安培力教案(共7篇)

篇1:探究安培力教案

高二地理教案:探究安培力

【摘要】鉴于大家对查字典物理网十分关注,小编在此为大家搜集整理了此文高二地理教案:探究安培力,供大家参考!

本文题目:高二地理教案:探究安培力

3.3 探究安培力 学案(粤教版选修3-1)

一、安培力的方向

1.磁场对电流的作用力称为________.2.通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用__________定则来判断:伸开__________手使大拇指跟其余四指______,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中让__________垂直穿入手心,并使伸开的四指指向________的方向,那么大拇指所指的方向就是______________________________的方向.二、安培力的大小

1.物理学规定,当通电导线与磁场方向______时,通电导线所受安培力F跟________和______的乘积的比值叫做磁感应强度;用B表示,则B=________.2.磁感应强度B的单位是____________,符号是____.其方向为______,是____量.3.如果磁场的某一区域里,磁感应强度大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫做______.4.在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,电流所受安培力F=________.三、磁通量

1.磁感应强度B与面积S的______叫做穿过这个面的磁通量,用表示,则有=________,其中S为垂直______方向的面积.2.磁通量的单位是________,符号是______.一、安培力的方向

[问题情境]

通过上一节课的学习我们知道磁场对电流有力的作用,为了表彰和纪念安培在这方面作出的杰出贡献,人们把磁场对电流的作用力称为安培力.1.通电直导线与磁场平行时,导线受安培力吗?

2.通过课本实验与探究得到通电直导线与磁场方向垂直时,安培力沿什么方向?安培力的方向与哪些因素有关?

[要点提炼]

______手定则安培力的方向判断

伸开_____ _手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌处在同一个平面内;把手放入磁场中让______垂直穿入掌心,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.[问题延伸]

安培定则又称______手螺旋定则,是判断电流产生的磁场方向的;左手定则是判断电流在磁场中所受安培力方向的.二、安培力的大小

[问题情境]

1.当通电导线与磁场垂直时、平行时、斜交时,所受安培力相同吗?何时最大?何时最小?

2.本节中我们只研究什么情况下的安培力的大小?

3.回顾描述电场强弱的物理量是什么?它是怎样定义的?能否用类似的方法来定义一个描述磁场强弱的物理量?

4.类比于匀强电场来描述一下匀强磁场.5.匀强磁场中的安培力的表达式是怎样的?

[要点提炼] 1.磁感应强度的定义式:B=________,单位________,此公式的成立条件是______ __.2.磁感应强度的方向:________.3.磁感应强度与磁感线的关系:磁感线上______方向都与该点磁感应强度的方向一致,磁感线的________表示磁感应强度的大小.4.匀强磁场:磁感应强度的________和________处处相同的磁场.5.安培力大小的公式表述:(1)当B与I垂直时,F=______.(2)当B与I成角时,F=BILsin,是B与I的夹角.[问题延伸] 图1

1.弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图1所示);相应的电流沿L由始端流向末端.2.公式F=BILsin 中的Lsin 也可以理解为垂直于磁场方向的有效长度.三、磁通量

[问题情境]

1.什么是磁通量?

2.为什么要引入磁通量?

3.什么是磁通密度?

[要点提炼]

1.磁通量的定义式:________________,适用条件:磁场是匀强磁场,且磁场方向与平面______.2.公式理解:在匀强磁场B中,若磁感线与平面不垂直,磁通量可表示为=BS=BScos,式中Scos 为面积S在垂直于磁感线方向的投影面积,是线圈平面与投影面间的夹角.3.在国际单位制中磁通量的单位为________,符号是Wb.1Wb=1_ _____.4.磁通密度即磁感应强度B=________,1T=1______=1______.5.磁通量的另一种定义方式:若穿过某一平面的磁感线有条,我们就称穿过这个平面的磁通量为.即穿过某一平面的磁感线的条数称为该面的磁通量.用磁感线条数定义时,面积和磁场不必垂直.[问题延伸]

1.磁通量是标量,但有正、负,如何理解磁通量的正负?

2.若有两个方向相反的磁场穿过某一面积,则此时的磁通量应如何计算?

例1 在匀强磁场中的P处放一个长度为L=20 cm,通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场中撤走,则P处磁感应强度为()A.0

B.10 T,方向沿竖直方向向上

C.0.1 T,方向沿竖直方向向上

D.10 T,方向肯定不沿竖直方向向上

听课记录:

变式训练1 下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是()

A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向

B.某处小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向

D.磁场中某点的磁感应强度的方向 就是该点的磁场方向

例2 将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图(1)~(4)所示.已知磁感应强度为1 T,试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向.变式训练2 如图2所示,其中A、B图已知电流方向及其 所受磁场力的方向,试判断并在图中标出磁场方向.C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向,试判断电流方向并在图中标出.图2 图3

例3 如图3所示,线圈平面与水平方向夹角=60,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则穿过线圈的磁通量为多少? 图4

变式训练3 如图4所示,线框面积为S,线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过线框平面的磁通量为________.若使线框绕OO轴转过60,则穿过线框平面的磁通量为______;若从初始位置转过90,则穿过线框平面的磁通量为________;若从初始位置转过180,则穿过线框平面的磁通量变化为______.【即学即练】

1.把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图中能正确反映各量间关系的是()

2.有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是()

A.B的方向就是小磁针N极所指方向

B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致

C.B的方向就是通电导线的受力方向

D.B的方向就是该处磁场的方向

3.关于磁通量,下列说法中正确的是()

A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量

B.磁通量越大,磁感应强度越大

C.穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零

D.磁通量就是磁感应强度

4.请画出在图5所示的甲、乙、丙三种情况下,导线受到的 安培力的方向

图5

参考答案

课前自主学习

一、1.安培力

2.左手 左 垂直 磁感线 电流 通电导线在磁场中所受安培力

二、1.垂直 电流I 导线长度L FIL

2.特斯拉 T 该处的磁场方向 矢

3.匀强磁场

4.BIL

三、1.乘积 BS 磁场 2.韦伯 Wb

核心知识探究

一、[问题情境] 1.不受

2.安培力的方向与磁场方向和电流方向有关,安培力的方向由左手定则判定.[要点提炼]

左 左 磁感线

[问题延伸] 右

二、[问题情境]

1.不同,垂直时最大,平行时最小 2.只研究通电导线与磁场垂直时的安培力

3.电场强度E;采用比值定义法,E=Fq;能 磁感应强度B,B=FIL

4.磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场.5.F=BIL

[要点 提炼]

1.FIL 特斯拉 导线与磁场方向垂直

2.该处磁场的方向(小磁针N极指向)

3.每一点的切线 疏密程度

4.大小 方向 5.(1)BIL

三、[问题情境]

1.(见课本)在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,我们把磁感应强度B与垂直磁场的平面的面种S的乘积叫穿过这个面的磁通量.2.在以后研究电磁感应等其他电磁现象时,常常需要讨论穿过某一面积的磁场及它的变化.3.磁通密度是垂 直于磁场方向单位面积上的磁通量.[要点提炼]

1.=BS 垂直 3.韦伯 Tm2 4.S Wbm2 NAm

[问题延伸]

1.磁通量也有正、负,磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向,它的符号仅表示磁感线的贯穿方向.一般来说,如果设磁感线从线圈的某面穿过,线圈的磁通量为+,那么磁感线的反面穿过线圈的磁通量就为-,反之亦然.2.穿过这一面积的磁通量应为正、负相互抵消后合磁场的磁通量.解题方法探究

例1 D [由公式B=FIL,把数值代入可以得到B=10 T,公式中B是与L垂直的,方向肯定不沿竖直方向向上,故选D.]

变式训练1 BD

例2(1)0(2)0.02 N;安培力方向垂直导线水平向右;(3)0.02 N;安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上;

(4)1.73210-2 N,方向垂直纸面向里.解析 由左手定则和安培力的计算公式得:(1)因导线与磁感线平行,所以导线所受安培力为零.(2)由左手定则知:安培力方向垂直导线水平向右,大小F2=BIL=10.10.2 N=0.02 N.(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上,大小F3=BIL=0.02 N.(4)安培力的方向垂直纸面向里,大小F4=BILsin 60=1.73210-2 N 变式训练2 A图磁场方向垂直纸面向外;B图磁场方向在纸面内垂直F向下;C、D图电流方向均垂直于纸面向里.例3 0.12 Wb

解析 方法一:把S投影到与B垂直的方向,则=BScos =0.60.4cos 60 Wb=0.12 Wb.方法二:把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B,B∥不穿过线圈,且B=Bcos,则=BS=Bcos S=0.60.4cos 60 Wb=0.12 Wb.变式训练3 BS 12BS 0 2BS

即学即练

1.BC 2.BD

3.C [磁通量尽管有正负之分,但却是标量,A错误;磁通量等于平面垂直于磁场时磁感应强度与面积的乘积,则同一线圈在同一磁场的同一位置,因放置方向不同,磁通量不同,当面与磁场方向平行时,磁通量为零,故C正确,B、D错误.]

4.见解析

解析 运用左手定则判定安培力的方向时,注意图形的转化,将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形.运用左手定则时,无论B、I是否垂直,一定要让磁感线穿入手心,四指指向电流的方向,则拇指所指即为安培力的方向.画出甲、乙、丙三种情况的侧面图,利用左手定则判定在甲、乙、丙三种情况下,导线所受安培力的方向如图所示.【总结】2013年已经到来,新的一年查字典物理网也会为您收集更多更好的文章,希望本文高二地理教案:探究安培力能给您带来帮助!下面请看更多频道:

篇2:探究安培力教案

磁感应强度

一、教学目标

1.理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉.

2.会用磁感应强度的定义式进行有关计算.

3.知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小.

4.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线.

5.知道什么是安培力.知道电流方向与磁场方向平行时,电流所受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL.

6.会用公式FBIL解答有关问题.

7.知道左手定则的内容,并会用它解答有关问题.

二、重点难点

重点:对磁感应强度的理解.安培力大小的计算和方向判断.

难点:理解磁感应强度的概念.磁场方向、电流方向和安培力方向三者的关系。

三、教与学

教学过程:

磁场不仅具有方向性,而且各处的强弱也可能不同,靠近磁极或电流处的磁场较强,为了反映磁场的基本特性(具有力的性质),反映磁场不仅具有方向而且还有强弱,我们将引入一个叫做磁感应强度的物理量加以定量地描述

(一)磁感应强度

1.磁场对电流的作用

【演示】利用控制变量法来演示通电的直导线在蹄形磁铁间的磁场(可以认为磁场是均匀的)中的受力跟哪些因素有关.

(1)与电流的大小有关,精确实验表明FI.

(2)与通电导线在磁场中的长度有关,精确实验表明FL

(3)与通电导线在磁场中放置的方向有关,导线与磁场间的夹角越接近90°,F越大,当通电导线平行磁场放置时,F0;当通电导线垂直磁场放置时,F最大.

归纳可得:在保持电流方向与磁场方向垂直时,通电导线所受的磁场对它的作用力——安培力FIL.

2.磁感应强度概念的引入

(1)在同一磁场中的某处,不管电流I、导线长度L怎样变.但导线所受的安培力F跟IL的比值保持不变,对不同的磁场或磁场中的不同处,这一比值一般是不同的.

(2)比值F/IL与放入的通电导线无关,反映了磁场本身的特性(力的性质),为了反映这一特性我们引入物理量磁感应强度B.

3.磁感应强度B

定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做磁感应强度.

BFIL(电流与磁场垂直)

FFEBq作比较)IL和(引导学生将

(1)磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量,跟磁场中是否存在通电导线无关.

(2)B的大小表示磁场的强弱,B越大表示磁场越强.

(3)单位:在国际单位制中是特斯拉,简称特,符号是T.1T=1N/A·m.

(4)B是矢量

为了让B不仅能反映磁场的强弱,还能反映磁场具有方向性,我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向.

这样磁感应强度B这一矢量就全面地反映了磁场的强弱和方向.

(5)几个常见磁场B的大约值:

4

4地面附近的磁场:0.310T~0.710T

3永磁铁磁极附近的磁场:10T~1T

工作的电机和变压器铁芯中的磁场:0.8T~1.4T

4.磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,磁感线越密的地方表示磁感强度越大.

5.匀强磁场:磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场.

(1)匀强磁场的实例:相距很近的两平行的异名磁极间的磁场;通电的长直螺线管内部(边缘部分除外)的磁场.

(2)匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线.

(二)安培力

磁场对电流的作用力通常称为安培力

1.安培力的大小

B由FIL可得:安培力大小FBIL。

(1)适用条件:通电导线与磁场方向垂直

(2)B对于放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度

(3)在非匀强磁场中,公式FBIL仅适用于很短一段通电导线.

在通电导线平行于磁场方向时,安培力F0

2.安培力的方向

【演示】安培力的方向与电流方向、磁场方向均有关.

(1)安培力的方向:既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.

讨论: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:左手定则.

伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.

注意:安培力方向的判断跟电场力方向的判断不同. 【例1】关于磁感应强度,下列说法正确的是()

A.由BF/IL可知:磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大 B.由BF/IL可知:磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力F的增大而增大

C.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度不一定为零

D.放置在磁场中1m长的通电导线,通过1A的电流,受到的安培力为1N,则该处的磁感应强度就是1T

【解析】磁感应强度是反映磁场本身力的特性的物理量,与是否存在通电导线,电流的大小,导线的长度,导线的放置方向均无关.通电导线在磁场中垂直磁场放置时所受的安培力FBIL最大,平行磁场放置时所受的安培力最小,等于零.

正确选项为C.

【例2】如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点.已知a点的实际磁感应强度为零,则下列叙述正确的是()

A.直导线中的电流方向垂直纸面向里

B.b点的实际磁感应强度为2T,方向斜向上,与B的夹角为45°

C.c点的实际磁感应强度也为零

D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同

【解析】磁感应强度是矢量,合成时遵循平行四边形定则:

a点的实际磁感应强度为零,是直线电流在a处的磁感应强度跟匀强磁场在该处的磁感应强度的矢量和为零,所以直线电流在a处的Ba1T,方向向左,由安培定则可得直导线中的电流方向垂直纸面向里,由于圆周上各点到直导线的距离相同,所以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1T,但方向不同,在b处向上,在c处向右,在d处向下.b、c、d三处的实际磁感应强度分别为2T.方向斜向右上方与B成45°夹角;2T方向向右;2T方向斜向右下方与B成45°夹角.

正确选项为AB 【例3】如图所示,垂直折线abc中通入电流I,abbcL,折线所在的平面与匀强磁场垂直.匀强磁场的磁感应强度为B,求abc折线受到的安培力大小和方向.

【解析】ab段所受的安培力大小为BIL,方向向右,bc段所受的安培力大小也为BIL,方向向上,所以这一折线所受的安培力大小为2BIL,方向沿ab和bc的角平分线向上.

abc受到的安培力可等效于ac(图中的虚线,通有a到c的电流I)所受的安培力,这样直接可得FBI(2L)2BIL方向按左手定则判断得垂直于ac向上.

【例4】质量为m,长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过NM的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成角斜向下,如图(a)所示,求棒MN所受的支持力和摩擦力.

(a)

【解析】求解此题时最容易误把角看成是导体棒与磁场之间的夹角,实际上尽管磁感线倾斜,但磁场方向与导体棒MN是垂直的.

正视题图,由左手定则判断出安培力方向,对MN受力分析,如图(b)所示.

(b)

对导体棒MN,由平衡条件得:

水平方向fFsin

竖直方向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

篇3:探究安培力教案

《安培力》和《磁感应强度》的教案示例

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 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形状?磁感线的方向如何确定?

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第2页

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.

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第3页

【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?

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第4页

B.E型导线中通入电流后各边是否都受力?受力方向如何?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,F⊥∝I(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,F⊥∝L 总结两次结论 板书:F⊥=kIL(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的物理意义是什么?我们下节课将要讨论这个问题.

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第5页 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 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作用力大小的特性:F⊥/IL比值大,表示磁场对相同的IL的通电导线作用力大;F⊥/IL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F⊥/IL比值不变,应有一个条件即对磁场中同一地方,F⊥/IL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F⊥/IL表示磁场对电流作用力的特性和IL值的大小、有无都无关.

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第6页

第三,对磁场中不同地方,F⊥/IL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B. 2 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”的定量表达

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第7页

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 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而形成为更丰富、更高级的认知结构.

一流专家·一流技术·一流服务 100教育在线—— 第8页 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F⊥∝IL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. 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. 学生和其他老师的反映:由于为学生铺设了合理的思维坡度,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. 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. 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.

篇4:安培力的方向判断

什么是左手定则

左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心流入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即导体受力方向)。

篇5:安培的意思, 安培的解释

【词语】 安培

【全拼】: 【ānpéi】

篇6:安培的故事

大家熟悉的电流强度单位–安培,是为了纪念在 1775 年 1 月 日出生于法国里昂的物理学家安德烈〃玛丽〃安培(Andre M.Ampere)而命名的。

安培家境富裕,他父亲因深受鲁索教育理论的影响,特别为他设立一个藏书丰富的私人图书馆,所以他从小就博览群书。这些书不但让他体会到生命崇高的一面,更激发起他对自然科学、数学和哲学的兴趣。安培是个数学天才,年纪小小已学会数学的基本知识和几何学;12 岁就开始学习微积分;18 岁时已能重复拉格朗日的《分析力学》中的某些计算。1799年他在里昂担任数学教师,并开始有系统地研究数学,后来更写了概率论的论文。

安培智慧非凡,善于运用数学进行定量分析,他的学术地位也因而不断提高。他被聘为多个学院的物理和数学分析教授,更被邀为英国皇家学会会员。

1836年安培在法国马赛逝世,享年 61 岁。

法国著名物理学家安培,在学习和研究问题时,思想高度集中,专心致志,简直达到了那种忘我的痴迷程度。怀表变卵石

安培思考科学问题专心致志,据说有一次,安培正慢慢地向他任教的学校走去,边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候,他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿,又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后,他走进教室,习惯地掏怀表看时间,拿出来的却是一块鹅卵石。原来,怀表已被扔进了塞纳河。马车车厢做“黑板”

还有一次,安培在街上行走,走着走着,想出了一个电学问题的算式,正为没有地方运算而发愁。突然,他见到面前有一块‚黑板‛,就拿出随身携带的粉笔,在上面运算起来。那‚黑板‛原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了,他也跟着走,边走边写;马车越来越快,他就跑了起来,一心一意要完成他的推导,直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动,使街上的人笑得前仰后合。“安培先生不在家”

为了专心研究问题,怕别人来打扰他,安培就在自己的家门口贴上了一张‚安培先生不在家‛的字条。这样,来找他的人看到字条后就不会再敲门打扰他。有一天,他在家中思考一个问题,百思不得其解,便走出家门,一边散步一边思考这个问题。他在马路上走着走着,好像突然想起了什么便转回身向家走去。他一边走一边还在聚精会神地思考着问题。当他返回自己的家门口时,抬头看见门上贴着‚安培先生不在家‛的那张字条,自言自语地说:‚噢!安培先生不在家,那我回去吧!‛说完,回头走了。“电学中的牛顿”

安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中,成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是‚科学上最光辉的成就之一,还把安培誉为‚电学中的牛顿‛。

安培还是发展测电技术的第一人,他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器,以后经过改进称电流计。

安培对电磁学的发展可说是功不可没。他不但创造了「电流」这个名词,又将正电流动的方向定为电流的方向。1820 年他根据奥斯特的发现的「电流的磁力效应」,进行了很多有关电流和磁铁相互作用的实验,得出几个重要的结果:

(一)两个距离相近、强度相等、方向相反的电流对另一电流产生的作用力可以相互抵消;

(二)在弯曲导线上的电流可被看成由许多小段的电流组成,它的作用就等于这些小段电流的矢量和;

(三)当载流导线的长度和作用距离同时增加相同的倍数时,作用力将保持不变。经过一番定量的分析之后,他终于在 1822 年发现了安培定律,并在 1826 年推出两电流之间的作用力的公式。安培在电磁学上杰出的成就是有目共睹的,当时许多物理学家都对他万分敬佩。

安培在他的一生中,只有很短的时期从事物理工作,可是他却能以独特的、透彻的分析,论述带电导线的磁效应,因此我们称他是电动力学的先创者,他是当之无愧的。

居里夫人的故事

居里夫人,作为—位杰出的女科学家,曾在仅隔8年的时间内就分别摘取了两次不同学科的最高科学桂冠——诺贝尔物理学奖与诺贝尔化学奖。她的长女伊伦娜,核物理学家,与丈夫约里奥因发现人工放射性物质共同获得诺贝尔化学奖。

战火下的童年激发了她求知的欲望,居里夫人幼小的心灵就懂得了‚压迫会产生反抗‛、‚知识就是力量‛

居里夫人于l867年出生于波兰华沙市,当时波兰正在俄国统治之下。她的父母都是教师,失业后承包了学生食堂,年幼的居里夫人也要协助做饭,在压迫中降生,在铁蹄下长大的小玛丽不明白为什么波兰的孩子不准学波兰话,不准看波兰书,还要在沙俄监察员的监视下学习。父亲和哥哥告诉她:‚压迫会产生反抗‛、‚知识就是力量‛,唤起她追求知识和提高学习成绩的强烈愿望。从此,小玛丽的心窝里,就埋下了对祖国热爱、对侵略者憎恨的感情。为祖国解放而学习的念头,在她的脑海里翻腾着。中学毕业后,她当了家庭教师。但是渴求知识的愿望从未改变,但带着殖民枷锁和封建镣铐的波兰,大学是不收女生的,所以她梦想去巴黎学习物理和化学、姐姐幻想到巴黎学医,他们—点—滴地积蓄着去巴黎求学的费用。最后姐姐先到巴黎去,她留在波兰挣钱供姐姐上学。

玛丽不仅刻苦自学,而且不辞辛苦地到波兰农村给孩子们讲授科学知识,到工厂女工中传播波兰文化,而这样做是随时都有可能被密探们发现,被沙俄监察员抓走的。可是玛丽的心目中只有—个念头:为被压迫的祖国服务,为祖国的解放而学。正像她给自己—位童年时代的朋友的信中所说:‚我用尽了力量来应付这—切,再接再厉……我有—个最高原则:不管是对人或者对事,都决不屈服!……‛

五年后,姐姐获得了博士学位,玛丽来到巴黎索尔本学院求学,穿着破旧衣服,住着简陋小屋,用面包和茶水充饥。大学的图书馆紧紧地吸引着玛丽,—次,她忘了吃饭晕倒在图书馆。玛丽象块贪婪的海绵,拼命地吸吮着知识的乳汁。忘记吃饭,对于玛丽来说已经成为司空见惯的事了。每晚离开图书馆回到自己的小屋里,在煤油灯下继续用功,—直到后半夜两点钟。当她躺在床上休息的时候,又被冻得不得不爬起来,把自己所有的衣服—件—件地全部穿上,再重新躺下。艰苦的生活,刻苦的学习,弄得这位年轻的姑娘面色苍白、容颜憔悴。在索尔本学院的学位考试中,玛丽以她优异的成绩获得了物理学硕士第—名。

著名学者爱因斯坦曾经这样评价居里夫人:‚在我所认识的所有著名人物里面,居里夫人是唯—不为盛名所颠倒的人。‛

居里夫人的大半生都是清贫的,提取镭的艰苦过程是在简陋的条件下完成的。居里夫人拒绝为他的任何发明申请专利,把诺贝尔奖金和其奖金都用到了以后的研究中去了。居里夫妇发现镭以后,当百万法郎、灿灿的金质奖章向她微笑的时候;当成功、荣誉、祝贺象潮水般涌来的时候,表现了他们具有高贵的品质:毫不夸耀,谦虚忘我!—位报社记者前来采访她,想把她的事迹报道出去。她坚定地回答:‚在科学上重要的是研究出来的‘东西’,不是研究者的‘个人’。‛有几位朋友劝他们申请生产镭的专利权。玛丽•居里代表她的丈夫作出了这样的决定:‚不应该这样做。这是违背科学精神的。我们不应当借此来 谋利。‛他们把这个伟大的发现交给工业界和医学界广泛利用,并不谋求个人的任何私利。

巨额的诺贝尔奖金,对于—向清贫的居里夫人来说,并不希罕它,而是把大量的奖金赠送给波兰的大学生、贫困的女友、实验室的助手、没有钱的女学生、教过她的老师、资助过她的亲属。许多朋友责怪她没有把这笔财产留给自己的孩子,而她给孩子们留下的却是那独立不羁的精神和鄙视功利的高尚品德。

l9l4年当德国侵略军逼近巴黎的时候,居里夫人带着大女儿毅然走上了反侵略战争的战场。居里夫人研究用汽车上的发动机发电,在汽车上安上—套爱克斯光射线设备。士兵们亲切地叫它‚小居里‛。—天早晨,居里夫人乘坐的那辆‚小居里‛突然发生了事故,跌进了路旁的战壕里,居里夫人被擦伤、摔昏了,这可把年轻的司机吓坏了,再也不敢开汽车。居里夫人开始刻苦学习驾驶技术。几个星期后,她又成了—名合格的司机。从此,居里夫人亲自驾着汽车,不知疲倦地从—个诊疗站跑到另—个诊疗站,—下车,就投入了透视、照像的紧张战斗……

几十年来,居里夫人由于长期从事放射性物质的研究工作,加上恶劣的实验环境和对身体保护的不够严格,时常受到放射性元素的侵袭,使她的血液渐渐受到了破坏,患上白血病。她还患有肺病、眼病、胆病、肾病,甚至患过神经错乱症。在居里夫人看来,科学研究要比她本身的健康更重要。她曾为了能参加世界物理学大会,请求医生延期施行肾脏手术;她曾带病回国参加镭研究所的开幕典礼。她曾忍受着眼睛失明的恐惧,顽强地进行科学研究。直到她生命的最后—息,由于恶性贫血、高烧不退,躺在床上的时候,仍然要求她的女儿向她报告实验室里的工作情况,替她校对她写的《放射性》著作。居里夫人l934年7月4日不治而亡,她把她的—生完全献给了伟大的科学事业。

居里夫人从整个科学生涯和人生道路上体会出—个道理:人之智力的成就,在很大程度上依赖于品格之高尚。居里夫人用神圣的母爱滋润着孩子的心田

居里夫人28岁与彼埃尔 居里结婚。3O岁生下第—个女儿绮瑞娜。37岁生下第二个女儿艾芙。当时正是居里夫人发现新的放射性元素外和镭的阶段。无休无止的实验,忙碌不堪的家务,简直压得居里夫人喘不过气来,但这并没有影响她作为—个妈妈的神圣母爱。虽然她把女儿交给保姆照看,但是她每天去工作之前,—定要证实孩子是吃得好、睡得香、梳洗得干净,没有患病时,才放心地离开。而且,居里夫人也并不是把—切工作都交给保姆去做。她认为,母女之间感情的贯通,心灵的交融,必须靠自己的努力才能做到。居里夫人说:‚我不愿意为了世界上任何事情而阻碍我的孩子发育。‛所以,即使在最苦最累的日子里,也要留出—定的时间去照料孩子,亲自给孩子洗澡换衣,抽空在孩子的新围裙边上缝上几针,她不给孩子买现成衣服,这样太奢侈也不合宜。

居里夫人从整个科学生涯和人生道路上体会出—个道理:人之智力的成就,在很大程度上依赖于品格之高尚。因此,她把自己—生追求事业和高尚品德的精神,影响和延伸到自己的子女和学生身上,利用各种机会培养孩子形成良好的道德品格。居里夫人有着两个笔记本,上面每天都记载着两个女儿的体重、食物、乳齿和思维的情况。这些日记,就象她每天所做的工作日记—样详细入微,—丝不苟。

l9O6年,她的丈夫彼埃尔•居里不幸死于车祸,给她留下了—个失去儿子的79岁的老公公,两个女儿,最小的才—岁半。当居里夫人从悲痛中解脱出来,她所挂念的第—件事情,就是要孩子和公公能够过上健康愉快的生活。

身贫寒的居里夫人教育女儿们将来必须自谋生路。居里夫人有几次可以给两个女儿谋到—大笔财产,但她从来没有这样做。她把经过几年辛苦分离出来的价值超过—百万金法郎的镭,毫不犹豫地赠给了实验室。

篇7:安培简介

中文名称: 安培

生 卒 年: 1775~1836

国 别: 法国

生平简介

安培(andré marie ampè 1775~1836年),法国物理学家,对数学和化学也有贡献。1775年1月22日生于里昂一个富商家庭。年少时就显出数学才能。他的父亲信奉j.j.卢梭的教育思想,供给他大量图书,令其走自学的道路,于是他博览群书,吸取营养;卢梭关于植物学的著作燃起了他对科学的热情。

科学成就

1.安培最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究。

①发现了安培定则

奥斯特发现电流磁效应的实验,引起了安培注意,使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动,他全部精力集中研究,两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告,以后这个定则被命名为安培定则。

②发现电流的相互作用规律

接著他又提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引,电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。

③发明了电流计

安培还发现,电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似,创制出第一个螺线管,在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。

④提出分子电流假说

他根据磁是由运动的电荷产生的这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。提出了著名的分子电流假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在,每个磁分子成为小磁体,两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性。当外界磁场作用后,分子电流的取向大致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性。安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实,它带有相当大的臆测成分;在今天已经了解到物质由分子组成,而分子由原子组成,原子中有绕核运动的电子,安培的分子电流假说有了实在的内容,已成为认识物质磁性的重要依据。

⑤总结了电流元之间的作用规律——安培定律

安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验,并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律,描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为“电动力学”,1827年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献,电流的单位“安培”以他的姓氏命名。

他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程;他几乎与h戴维同时认识元素氯和碘,导出过阿伏伽德罗定律,论证过恒温下体积和压强之间的关系,还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系。

3.“电学中的牛顿”

安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中,成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一,还把安培誉为“电学中的牛顿”。

安培还是发展测电技术的第一人,他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器,以后经过改进称电流计。

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