安培力实验教学设计-盘古文库

安培力实验教学设计

来源：盘古文库

作者：漫步者

2025-09-13

安培力实验教学设计（精选9篇）

安培力实验教学设计第1篇

新课程标准指出：“高中阶段的物理课程要给学生提供必要的科学探究机会，让学生通过自己的思维、动手、查阅文献等，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究的能力，增强对科学探究的理解。高中阶段尤其要注重科学探究的质量”。但是由于受传统教学观以及相对滞后的教学评价机制的影响，许多教师在教学中往往以自己的思维代替学生的思维过程，以自己的讲解代替学生的主体活动，以学生掌握知识的多少作为教学优劣的最终衡量标准。?

怎样通过课堂教学活动使学生形成独立思考、自主学习的能力；具有科学精神、形成科学态度、学会科学方法；发展创新精神和实践能力、逐步形成适应社会需要的能够进行终身学习的能力。在课堂教学中增加探究实验的活动，并让学生积极参与是培养学生能力的一种有效方式。就人教版高中物理《安培力》的教学内容，笔者尝试进行了如下教学设计。? 设计思想?

由教师创设问题情境，提供相关的实验器材，让学生自己拟定实验方案、实验步骤，在课堂上通过学生自己的实验、观察、分析、讨论、总结等一系列活动，发现物理现象、探索物理规律。问题是整堂课教学的主线，学生是探究活动的主体，教师起着组织者、参与者和指导者的作用。?

通过“问题→猜想→设计实验方案→动手实验探究→分享实验成果”的科学探究方法，以对问题的探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识。这种教学方式可以极大地激发学生学习的积极性、主动性，培养学生的科学探究能力。? 教学过程?

师：创设问题――磁场对电流作用力的大小与哪些因素有关？?

生：提出猜想――磁场的强弱（b）、电流强度的大小（i）、通电导线的长度（l）、磁场的方向和电流的方向之间的关系（θ）等。?

师：创设问题――（1）若我们要用实验定性研究安培力（f）由哪些物理量决定，需要哪些实验器材？?

（2）请同学们思考后大胆提出你自己设计的实验方案。?

（3）当多个量都要对安培力（f）产生影响时，该怎样才能知道是哪一个物理量引起f发生变化的呢？（控制变量法）?

生：提出多种实验设计方案。?

师生：对各种实验方案进行论证，从中选取具有代表性和较合理且可操作性强的方案。（如图1所示）?

生：实验探究→按实验方案进行实验，发现问题，并设法在实验中解决。?

（1）磁场b对安培力f的影响：?

电流强度i和导体长度l保持不变

?小磁体（b弱）：观察悬线偏角θ的大小（记录）??大磁体（b强）：观察悬线偏角θ的大小（记录）

比较两次偏角θ的大小后得出结论：

?偏角θ小„„f小（b弱）??偏角θ大„„f大（b强）?

（2）电流强度i对安培力f的影响： ?

磁体b和导体长度l保持不变?

单个电池作电源（i小）：?观察悬线偏角θ的大小（记录）??四个电池作电源（i大）：?观察悬线偏角θ的大小（记录）?

比较两次悬线偏角θ的大小后得出结论：?

偏角θ小„„f小（i小）??偏角θ大„„f大（i大）?

（3）通电导体长度l对安培力f的影响：?

磁体b和电流强度i保持不变：?

在原导体两端之间另取两点接入电源以保证?导体质量不变（l小）：观察悬线偏角θ的大小（记录）??仍将导体两端接入电源（l大）：?观察悬线偏角θ的大小（记录）?

比较两次偏角θ的大小后得出结论?

偏角θ小„„f小（l小）??偏角θ大„„f大（l大）?

（4）磁场b和电流i之间的方向对安培力f的影响：?

保持磁体b、电流强度i的大小和导体的长度l不变，改变导体方向与磁场b方向的夹角，观察悬线偏角θ大小的变化情况。（图2）?

得出结论实验结论：通电直导线在磁场中，当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受到的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，电流所受到的安培力最小，为零；当导线方向与磁场方向斜交时，电流所受到的安培力介于最大值和最小值之间。?

师生交流总结：?

对探究结果、方法进行总结??对学生积极主动的设问、思维、动脑、动手的热?情给予充分的肯定? 教学反思?

在课堂上，学生的讨论非常活跃，在分析讨论过程中，教师及时对学生进行鼓励，整堂课问题是教学的主线，学生的研究活动是主体，教师起着组织者、参与者和指导者的作用。通过“问题→猜想→设计实验方案→动手实验探索→分享实验成果”这一类科学探究方法，由师生共同创设问题情境，提供相关的实验器材，让学生自己拟定实验方案、实验步骤，在课堂时间内通过学生自己的实验、观察、分析、讨论、总结等一系列探究活动，发现物理现象、探索物理规律。教师不宜给出具体步骤和方法，而应鼓励学生大胆采用不同方法，提出不同见解，在彼此思维的碰撞中捕捉智慧的火花，以问题的研究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主题意识。采用这种探究式教学可最大限度地调动学生学习的积极性、主动性，培养学生的创造能力。?

探究式教学对教师提出了更高的要求，教师必须对所研究的问题有透彻、深入的了解；要有敏锐的洞察力，要善于从学生的思维痕迹中点拨出科学推理的途径；要从学生不太成熟的想法中找到真理的雏形。我们不应担心在教学中课堂是否显得散乱，不要拘泥于教学进度任务的限制，而应真正将学生置于探索知识的主体地位上。课堂教学为师生开展科学探究活动提供了广阔的空间，教材内容给我们提供了丰富的探究课题。我们可以把教材上的一些演示实验或学生分组实验由验证性实验转化成探究性实验；或尽量设置开放题材进行教学，题材内容以及所涉及的物理情境、物理过程，应当是学生比较熟悉的；问题应对学生具有较强的刺激因素；解决问题的方法应具有较高的方法论价值。能使学生通过对问题的讨论解决，体会到物理探索的乐趣。问题的解答方法、途径要具有多样性，问题本身具有延伸性和推广的可能。?

总之，在当前的课改形势下，我们应彻底摒弃传统的“重知识、轻过程”的教学观念，强调学生亲身参与探究活动，重在体验参与的过程。以学生为主体，发挥学生群体的互补性，使学生在相互研讨、争论的环境中批评性的思考与接受，加强交流和与他人合作与分享的能力。我通过教学实践体会到，将探究实验活动引入课堂教学对培养学生的问题意识、研究意识、合作意识、创新意识都具有积极的促进作用。?

参考文献：?

［1］普通高中物理课程标准.中华人民共和国教育部制定.2003年?

［2］廖伯琴.《物理探究式教学设计与案例分析》.北京：高等教育出版社，2003年

?(栏目编辑王柏庐)

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以pdf格式阅读原文。

安培力实验教学设计第2篇

教学反思

导入反思：

2014年浙江卫视一档很火的综艺节目《奔跑吧兄弟》“节目组”2014年11月26日星期三来到我们5年2班，很荣幸的我成为了本期活动的主持人，这一期活动主题为搜集线索获得终极大奖。活动规则：

1、根据回答问题、完成任务多少、抢答快慢获得相关的线索提示卡（多多益善），2、最后结合信封内的任务密码，最终拿到一组正确密码的小组获胜。终极密码就在讲桌上一块浪琴名表的盒子里，里面放着一块名表和一个密码条。

课上反思：

上课：同学们好，老师好，请坐，一切如同往常的课前互动，学生却是异常的兴奋，这样开始了第一项任务：搜集线索，当我打开第一个问题条的时候，1、是谁发现了电流的磁效应？班级就连平时很爱睡觉的陈同学都举手来回答问题，当然机会我给了他，站起来很自信的告诉我：奥斯特，同学们都不由自主的给他送去了掌声，当然我也守信用的给了他一个提示卡，接下来2个问题就很快完成了，第一轮搜集工作结束，三组分别获得1个线索提示卡，接下来大家一起观看了段视频——《通电导线在磁场中受到的力》新课开始了，导入安培力，给学生介绍安培奥斯特时代人物及贡献（高考中物理学史部分），很自然的知道了通电导线在磁场中受到的力就叫安培力。新的线索出现了，力是什么量？有什么？还有什么？线索一出，班级平时最爱体活的沈同学就高高的举起手，站起来回答：力是矢量，有大小，有方向。很好很完整，他又为第三小组获得1个线索提示卡，这时其它小组就急了，说：“老师我们也要答题”，马上新的线索就会出现，同学们眼睛瞪的溜圆紧紧的盯着大屏幕，接下来我们大家一起来探究影响安培力方向的因素有哪些？首先提出猜想，三组同学不甘示弱的纷纷举手抢答，当热也都获得了提示卡（透漏下提示卡里有的是习题密码，有的是空，有的是抢答一道题），大家一起观看了实验的视频，得到了影响安培力方向的因素确定为，磁场方向和通电导线中电流方向。接下来的环节就是我们大家一起完成的任务，没有按要求完成的被淘汰，第一个要求在这个屋子内找出一个可以形容三维立体的地方（墙角、名表盒子），第二个要求用什么办法可以把磁场方向、电流方向、安培力方向，分别和这三个方向一一对应上（提示初中用过右手做什么？），“啊明白了” 同学们在我的提示下很快的反应出用左手去尝试，很快了大家都伸出了左手，做出了四指和拇指在同一平面内并保持垂直状态，并且拿起铅笔穿过手掌心，大家做到这，真的是超出了我的想象，上课前我还在担心他们不会伸手，我给他他们总结意义就不大了，结果他们给我交了一份100分的答卷，你一句、我一句在大家共同的努力下终于用很简洁的话语概括了“左手定则”伸开左手让四指与拇指在同一平面内，并保持垂直，让磁感线垂直穿入掌心，四指为通电导线中电流方向，此时大拇指即为通电导线在磁场中受到安培力方向。大家共同突破了本节课的一个重点也算难点的问题，我也守信用的告诉了大家一个共同的线索，大屏幕上出现了“终极任务卡中第四题答案不是A和C”。接下来就是疯狂抢答环节，利用左手定则进行安培力方向的判断，各组都派出了最厉害的选手进行抢答，当然规则是答错了就失去1个提示卡，经过3分钟的答题，三组完成了5道习题，不过还剩下1道题比较特殊（磁场方向和电流方向平行，无安培力），同学们开始议论怎么放能左手满足条件呢？同学们都激烈的讨论着，第二组因为想获得更多的提示卡因此题还扣了1个，班级后面座了很多听课老师，当然物理学科的都在，这时我也突然想到了一个好的办法，就是请物理刘老师帮忙，帮助你们解决这个问题，没用我说同学们的目光很快的转移到后面的刘老师身上，刘老师也用了很简洁的语言给大家描述了这时的安培力是不存在的原因。同学们这时不约而同的掌声响起了，顿时班级由一片安静到沸腾了。经过这轮竞争第一组现有3张提示卡，第二组2张，第三组4张。大家都收获了不少，接下来是我赠送给大家的一个演示实验，演示安培力方向与磁场方向和电流方向的关系。这节课的第二个任务就是安培力究竟多大呢？安培力的大小，分为三种情况

1、当B⊥I时，F=BIL，2、当B∥I时，F=0。

3、当B与I有一定夹角θ时，F=？利用B是矢量进行分解垂直于I的B1=B sinθ，平行于I的B2=B cosθ，决定安培力的是B1=B sinθ，所以F=BI· Lsinθ安培力的一般表达式。并对F=BI· Lsinθ的应用进行了4点说明，这一轮中各组获得1张提示卡，设计了3道安培力大小练习题，每组一道，规则第一完成并且正确，获得3张提示卡，第二完成获得2张提示卡，第三完成获得1张提示卡。3分钟过去了三组都正确的完成了任务，依次是第二组、第三组、第一组，第二轮过后统计第一组5张提示卡，第二组6张提示卡，第三组7张提示卡。本节课最后一环节总结你学到了什么？高考考什么？大家一起总结了这节课的重难点，接下来重量级的高考题出现了，在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒，如图所示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为 _________.大家先是判断了安培了的方向，在结合必修1对物体进行受力分析，最后大家在我的帮助下终于揭开了高考看似神秘的面纱，大家也都很高兴，同时他们一直在意的线索收集工作又提示我了，孩子们以为我忘记了，接下来我公布了今天的作业，拿出了三个信封，每组一个信封，今天你们收集的所有线索结合信封内试题的答案就是这节课通往下期《奔跑吧兄弟》的门票。同时拿着正确答案也可以上我这换取3、2、1节的体活课。这时的下课铃声也响起了，孩子们好像还没有玩够，让我们一起期待下期节目更精彩。下课：“同学们再见，老师再见”。

课后反思：

课堂上同学们都踊跃发言，很顺利完成了提示卡的搜集工作，最后也获得了每组的信封，当然3个信封内是本节课的试题，答案就是课上收集的线索提示卡，孩子们听的很认真任务完成的也很快，第一节下课到第三节课间操时三组就把密码给我送多来了，结果让我大吃一惊三组密码完全正确。

中午午睡课时，我也如约的给了他们这个终极大奖，拿出盒子里的任务条，我宣布：本周三组分别获得3、2、1次体活课。顿时班级由一片安静到沸腾不止，孩子们兴高采烈的来到我面前问老师咱们什么时候做下一期《奔跑吧兄弟》。

孩子们真心的参与了，自己也付出了，经过自己努力后也获得回报，很开心的他们像是找到了学习的乐趣，作为班主任的我感到了很欣慰，我们的班主任工作每天看似很简单的在重复昨天的故事，其实并不是这样，每一天都是一个新的开始，谁也想不到孩子们会应为你给他们他去快乐的同时他们会给你什么，这也许就是惊喜中的期待，期待着下一期会更好，孩子们会更加热爱学习。《奔跑吧孩子们》下期节目更精彩。

课程不足：

1、课程习题设计问题

例左则定则练习设置时间过长！导致了课程进程中有些习题时间被占用！高考试题的引申例题没有讲上。

2、演示实验如果用幻灯投到大屏幕上效果会更好。遗憾的是班级内幻灯不好使。

探究安培力实验的设计第3篇

一、背景

现在中学阶段用来演示安培力的器材主要是J2447型安培力演示器。它主要用来演示通电直导线在磁场中的受力情况, 以便让学生掌握安培力的产生原理, 以及安培力与电流方向、磁场方向三者之间的关系。

安培力演示器是演示安培力的主要实验器材, 但实际演示效果并不理想。例如:滚动的导线和导轨经常会接触不良, 导致演示实验失败;仪器的可视范围较小, 不利于做演示实验。此外, 演示通电导线与磁场方向平行和垂直两种不同情况的受力时, 还要把两条通电导轨重新拆装。而且如果学生想了解影响安培力大小的三个因素, J2447型安培力演示器无法演示。

为了能让学生在实验中更好地理解安培力以及相关的影响因素, 笔者设计和制作了用于安培力教学的两套实验器材:安培力演示仪、探究安培力实验仪。

二、实验器材的制作

1. 安培力演示仪

(1) 制作底座及导轨

首先, 选取60 cm×20 cm的木板作为底座, 对其表面进行打磨、上油漆, 并用4个不锈钢支架将其支撑起来。然后, 裁剪2条60 cm×2 cm的紫铜条, 用锤子将其弄平整后再用砂纸打磨表面, 将表面的氧化物去掉。紧接着再对铜条进行打孔, 把它们安装在底板上, 并保持铜条间的距离为10 cm。最后, 把导线连接到铜条上, 并用焊锡固定。

(2) 制作匀强磁场

磁场由2块15 cm×10 cm的磁铁相对放置组成。具体操作过程如下:先在铝合金管上分别挖4个10 cm×2 cm的方孔, 接着将2块磁铁套在其中。然后利用不锈钢条制作一个U型支架, 最后再将套上铝合金管的2块磁铁安装在支架上。

装置示意图如图1所示。

2. 探究安培力实验仪

(1) 制作强匀强磁场

本匀强磁场主要用于定量探究安培力的实验, 因此需要的磁感应强度比较大。磁场由2块15 cm×10 cm的磁铁相对放置组成。首先在铝合金管上挖4个10 cm×2 cm的方孔。然后把铝合金管套住2块磁铁后相对放置, 并使得2块磁铁间的距离为5 cm, 最后再把磁铁分别固定在木板上。

(2) 制作线圈

线圈采用抽头设计的方法, 先用铝合金做成一个方形的线圈支架, 当线圈绕了N匝时引出一个接线端, 再绕2 N匝时引出第二个接线端, 最后在绕3 N时引出第三个线端 (如图2所示) 。

三、实验设计

1. 探究安培力的方向

本节课的一个重点是利用左手定则判断安培力的方向。此时, 我们可以借助制作的安培力演示仪来完成。

(1) 演示电流方向与磁场方向垂直的情况

将底座水平放置, 把磁铁放置在底座的中间位置, 把导线放置在导轨上, 使它处在两块磁铁之间。最后将导轨上的导线、一节干电池、电流表按照串联电路接好 (如图3所示) 。

合上开关, 能够观察到电流表上的指针摆动, 证明此时电路中有电流通过。此时注意观察直导线的运动情况。然后再改变电流方向、磁场方向, 分别观察直导线的运动。

(2) 演示电流方向与磁场方向平行的情况

实验器材参照第一种情况, 只需变换磁铁的位置, 将磁场的方向放置成和导线方向平行即可。合上开关, 电流表指针发生偏转, 此时注意观察导线运动情况。然后再改变电流方向、磁场方向, 分别观察直导线的运动。

(3) 实验结果

这套实验器材的演示效果非常明显, 只要一节1.5 V的干电池, 就能让直导线快速滚动。同时, 由于实验中串联了一个电流表, 学生能直接观察到电路中是否通有电流。当教师演示磁场与电流方向平行的情况时, 学生能直接观察到电路中虽然有电流通过, 但是直导线静止不动。因为有电流表显示电流情况, 可以打消学生在J2447型安培力演示器中碰到的疑虑:也许是电路中没有电流, 才导致直导线不能运动。

除了清晰地演示实验, 这套实验器材还有两个优点:一是在改变磁场方向时, 操作方便, 不需要像J2447型安培力演示器那样要把导轨重新拆下来再安装。二是稳定性高。因为导轨采用铜条设计而成, 使得直导线与导轨的接触面积增大, 确保直导线与导轨能有效接触。

2. 探究影响安培力大小的因素 (磁场方向垂直通电导线)

实验器材:J1209高中教学电源、数据采集器 (包括力传感器、磁场强度传感器) 、自制线圈、滑动变阻器、电流表、自制匀强磁场。实验前, 要对力传感器进行调零。

实验装置如图4、图5所示。

(1) 当磁感应强度B与线圈工作电流I一定时, 探究安培力F与线圈长度L的关系

实验时保持线圈电流I=1.5 A, 通过连接线圈上不同的接线柱, 从而改变通电线圈在磁场中的有效长度。测得安培力的数值见表1。

(2) 当磁感应强度B与线圈长度L一定时, 探究安培力F与线圈工作电流I的关系

实验时保持接入电路中的线圈长度为3l, 通过改变滑动变阻器的阻值, 从而改变通电线圈的工作电流。测得数值见表2。

(3) 当线圈工作电流I与线圈长度L一定时, 探究安培力F与磁感应强度B的关系

实验时保持线圈电流I=1.5 A, 保持接入电路中的线圈长度为3l, 通过卸去两块磁铁的方法改变磁感应强度 (如图4、图5所示) 。所测数值见表3。

(4) 实验结果

通过以上三组数据, 我们可以观察到安培力的大小F与电流强度I、线圈长度L基本成正比关系。而第三组数据是探究安培力F与磁感应强度B的关系, 实验结果显示安培力随着磁感应强度的增大而增大。有了上面这套器材, 教师讲解安培力的定律关系时就非常轻松。而且, 由于实验是教师现场做的, 可信度非常高。同时, 学生对于实验结果有了感性认识, 这对于他们理解安培力的有关定律也是非常有帮助的。

四、设计反思

两套实验器材演示效果非常好, 学生能够直观地观察并理解安培力的大小与方向的规律, 从而让教师能轻松完成新课标中关于探究安培力的教学要求。不过, 仪器在演示实验过程中也存在一些不足, 比如需要改变磁感应强度时, 操作比较麻烦。如果磁场由电磁铁提供, 改变磁感应强度会方便很多。

参考文献

[1]冯容士, 李鼎.DIS安培力实验器[J].物理教学, 2012 (8) :20-24.

[2]赵西样.安培力大小实验的改进[J].教学仪器与实验, 2011 (9) :16-18.

[3]吴亿年, 陈世谦, 王双维.安培力定量演示器设计与实验研究[J].物理教师, 2002 (9) :25-28

[4]徐忠岳.安培力定量演示装置的改进[J].中小学实验与装备, 2008 (1) :28-29.

安培力实验教学设计第4篇

关键词：从生活走向物理；从物理走向社会；创新推动发展

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0067-3

1 教材分析

《磁场对通电导线的作用——安培力》是《磁场》一章的核心知识，也是本章的教学重点。本节课是在学习了《磁场》的基本知识的基础上，进一步通过实验探究的方式学习磁场对电流的作用力方向，使学生学会正确判断安培力方向的方法，体会实验探究的基本思想。本节课不仅是对安培力的深入学习，也是后续学习安培力大小和洛伦兹力的一个基础。

2 学情分析

学生通过前面的学习，已经了解了磁场的一般现象，知道了形象描述磁场的磁感线，建立了磁感应强度的概念。本节课是在这些基本知识的基础上继续学习磁场对电流的作用。

新课标对本节课的要求是：通过实验认识安培力；会判断安培力的方向。针对课标要求和学生学习的实际情况，让学生掌握判断安培力方向的方法成为本节课的教学重点，而难点的突破采用以下方法：

由于安培力的方向与磁场的方向、电流的方向不但不在一条直线上，而且不在一个平面里。因此，研究安培力方向的问题要涉及三维空间，恰恰学生此时空间想象能力还不强。为了突破此难点，本教学设计先让学生合作探究出安培力的方向，通过学生认真观察、记录、分析实验现象，初步认识安培力方向的特点，然后交流、讨论、归纳出四种情况下安培力方向的规律，从而培养学生的空间思维能力。在师生协作探寻到左手定则后，再通过学生对同一种情况下不同角度的观察，画出侧视图、俯视图、剖面图，让学生在实际应用中熟悉各种角度的图像，然后通过适量习题，掌握左手定则，同时也进一步提高了学生的空间想象能力。

3 教学目标

3.1 知识与技能

（1）知道什么是安培力。

（2）知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向。

3.2 过程与方法

（1）经历小组合作探究安培力方向与哪些因素有关的实验过程，体会猜想、设计实验、观察和纪录实验现象等实验探究要素。

（2）通过制定探究方案，体会控制变量的研究方法。

（3）体验如何从实验现象中寻找联系并总结出规律的科学方法。

3.3 情感、态度和价值观

（1）通过了解安培力在生活中的应用，体会物理知识对现代社会发展的贡献。

（2）通过学习左手定则体会自然界规律的奇妙。

4 教学资源

阴极射线管、魔棒、橡皮泥、三支不同颜色笔、磁铁、铁架台、干电池、铝箔、细漆包线、裸铜导线、方木块、钳子等。

参考文献：

[1]夏雪梅.以学习为中心的课堂观察[M].北京：教育科学出版社，2012.

[2]梶田正己.教学的教育心理学[M].东京：黎明书房，1982：123.

[3]崔允漷.课堂观察II[M].上海：华东师范大学出版社，2013.

[4]林崇德.发展心理学[M].北京：人民教育出版社，2009.

[5]陈明.玩具狗身上的物理知识[J].物理教学探讨，2013，（12）：5.

[6]倪德海.遥控汽车在力学实验中的妙用[J].物理教学探讨，2013，（12）：50.

[7]丁德生.培养评估意识，把握实验全局[J].物理教学探讨，2014，（3）：32.

安培力的方向判断第5篇

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)。

高二地理教案：探究安培力第6篇

【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

高中物理知识点：安培力第7篇

南通仁德教育朱老师总结了高中知识点：安培力，仅供同学们参考；

安培力

1.磁场对电流的作用力叫安培力

2.安培力大小

安培力的大小等于电流I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B间的夹角的正弦sinθ的乘积，即F=BIlsinθ。

注意：公式只适用于匀强磁场。

3.安培力的方向

安培力的方向可利用左手定则判断。

安培法在实验测量中的分类应用第8篇

一、单安法在实验测量中的应用

1.用单安法测电阻Rx

练习1 (1998年全国卷第20题) 用图2的电路测定未知电阻Rx的值。图中电源电动势未知, 电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计, R为电阻箱。

(1) 若要测得Rx的值, R至少需要取__个不同的数值。

(2) 若电流表每个分度表示的电流值未知, 但指针偏转角与通过的电流成正比, 则在用此电路测Rx时, R至少需取_____个不同的数值。

(3) 若电源内阻不可忽略, 能否应用此电路测量Rx?

[答案: (1) 2; (2) 2; (3) 不能]

练习2 (1999年全国卷第19题) 图3为测量电阻的电路。RX为待测电阻;R的阻值已知;R'为保护电阻, 阻值未知;电源E的电动势未知;K1、K2均为单刀双掷开关;A为电流表, 其内阻不计。

2.用单安法测电流表内阻RA

(3) I0=10mA, 真实值RA约为30Ω, 要想使测量结果的相对误差不大于5%, 电源电动势最小应为多少伏?

(3) 将数据代入 (3) 得E=6V。

二、用双安法测电流表的内阻

例3. (根据2004年北京卷第22题缩编) 为了测定电流表A1的内阻, 采用如图5所示的电路。其中:A1是待测电流表, 量程为300μA, 内阻约为100Ω;A2是标准电流表, 量程是200μA;R1是电阻箱, 阻值范围0~999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组, 电动势为4V, 内阻不计;S1是单刀单掷开关, S2是单刀双掷开关。

(1) 略。 (2) 连接好电路, 将开关S2扳到接点a处, 接通开关S1, 调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处, 保持R2不变, 调节电阻箱R1, 使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置如图6所示, 电阻箱R1的阻值是_______Ω, 则待测电流表A1的内阻Rg=________Ω。

(3) 上述实验中, 无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置, 都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中, 保护电阻R3应选用:____________ (填写阻值相应的字母) 。

A.200kΩB.20kΩC.15kΩD.20kΩ

(4) 下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求, 又要调整方便, 滑动变阻器____________ (填写阻值相应的字母) 是最佳选择。

A.1kΩB.5kΩ10.kΩD.25kΩ

解析: (2) S2扳到a和b两处两种情况下, 电流相等, 则R1阻值等于A1内阻, R1=Rg=8×10+6×1+3×0.1=86.3Ω

洛伦兹力与安培力的关系第9篇

关键词：洛伦兹力；安培力

在高中物理教学中，笔者发现普通高中课程标准实验教科书教育科学出版社选修3-1中是利用安培力的公式推导得出洛仑兹力的公式，认為安培力是洛仑兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现形式。推导过程如下：

有一段静止导线长L，横截面积为S，单位体积内含有的自由电子数为n，每个电子的电荷量是e，设在时间内，自由电子沿导线移动了距离，则电子的定向移动的速率，那么通过导线的电流就是

我们已经知道，若长度是L的通电导线与磁场方向垂直，通过的电流是I，在匀强电场B中受到的安培力大小为

设每个电子受到的磁场力是f，那么，F=Nf，N是这段导线所含有的自由电子的总数，N=nSL，所以Nf=neSvBL=NevB

得出f=evB

在以上推导中，笔者认为存在四个问题，若老师不给学生讲清楚，学生将不能真正理解洛伦兹力与安培力的关系，在解答难题时思维将受到阻碍。

其一，教师并没有讲清楚为什么在通电导线与磁场方向垂直时，电子所受洛仑兹力的总和就等于导线宏观表现出来的安培力的大小，毕竟洛仑兹力是作用在金属内的自由电子上，洛仑兹力是怎样传递给导体的呢。

通过查阅相关资料，这里隐藏着这样一个原理——冲量传递机制，虽然洛仑兹力作用在自由电子上，但是自由电子不会越出金属导线，自由电子所获得的冲量最终都会通过碰撞传递给金属的晶格骨架。宏观上看起来就是金属导线本身受到这个力。在学生学习了霍尔效应之后，教师可以补充讲解，冲量传递的机制有很多种，但在最终达到稳定状态时，导体内将建起一个横向的霍尔电场，其作用是加给自由电子一个与洛仑兹力F大小相等、方向相反的力，使之相对于晶格不再有横向的宏观运动。由于晶格骨架带的电与电子数量相等，正负号相反，它在此电场中将受到一个与大小相等、方向相同的力。即自由电子对霍尔电场的反作用力构成磁场对通电导体的作用力——安培力。

其二，需强调在任何情况下安培力与导体是否运动无关，只与电子相对导体的运动有关。

其三，需指出导体棒中的自由电子不断的在做高速的无规则运动，从统计平均的观点来说，大量自由电子的热运动对导体棒的电流I没有贡献。同样大量自由电子的热运动在磁场中受到的洛伦兹力对整个导体而言合力为零。

其四，教师应指出安培力与洛伦兹力在各种情况下的关系，得出导体中自由电子所受洛伦兹力的合力无论在数值上，还是在方向上一般情况下都和安培力不一致，只有在导体棒静止不动时它们才相同，纠正学生认为安培力是洛伦兹力宏观表现的片面理解。

我们已经知道，安培力可以做功，而洛仑兹力是无论如何都不会做功的，而从做功的观点来看，合力的功等于各分力的功的代数和，而洛仑兹力始终与形成电流的运动电荷的运动方向垂直，是不会做功的，这一矛盾如何解释？通过调查这是学生最不能理解的地方。

为此，笔者认为教师应该分四种情况进行讨论

（1）导体棒在匀强磁场中静止不动，电流I的方向与匀强磁场B的方向平行。

（2）导体棒在匀强磁场中静止不动，电流I的方向与匀强磁场B的方向垂直。

（3）导体棒中电流的方向与匀强磁场B的方向垂直且导体棒沿平行于电流的方向运动。

图1

推导过程：导体棒中的自由电子除了随着导体棒以平均速度v做定向运动外还随着导体棒以速度u运动。

导体棒自由电子的速度为：v+u

因此每个自由电子受到的洛仑兹力为：f=e（v+u）B