2022年高中物理 2.3《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用》學(xué)案 新人教版選修1-1(無(wú)答案)

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1、2022年高中物理 2.3《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用》學(xué)案 新人教版選修1-1(無(wú)答案) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道安培力的定義,了解影響安培力的因素,能通過實(shí)驗(yàn)理解導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)安培力的計(jì)算公式。 2.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,知道式中物理量的含義及磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位。理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性及了解一些生活實(shí)際中磁場(chǎng)的大小。 3.知道并會(huì)應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。 4.了解電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),理解其工作原理,觀察家庭電器中哪些有電動(dòng)機(jī)并想想其作用。 自主學(xué)習(xí) 【問題1】按照課本圖2.3-1、圖2.3-2自備器材,在家中做實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中在什么情況下會(huì)受力,并探究力的大小跟什么因

2、素有關(guān)?做完后整理器材帶到課堂上來,到時(shí)與同學(xué)們共同分享你的成功快樂。 【問題2】安培力的公式是什么?磁感應(yīng)強(qiáng)度是如何定義的?其單位是什么?它是矢量還是標(biāo)量,若是矢量它的方向是如何規(guī)定的?人體心臟工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)約為多大? 【問題3】在家中繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),探究安培力方向與哪些因素有關(guān)?左手定則正確嗎?請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)中自我驗(yàn)證。 【問題4】在確保安全和條件允許的情況下,從家用電器里拆下一個(gè)電動(dòng)機(jī),觀察它由哪幾部分組成,各有什么作用?準(zhǔn)備一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶到課堂上來。 【問題5】安培為什么被稱為“電學(xué)中的牛頓”? 【問題6】在家中用一塊蹄形磁鐵慢

3、慢地接近發(fā)光的燈泡,觀察燈絲有什么反應(yīng)?為什么? 合作探究 【問題1】影響安培大小的因素 ① 利用自帶器材及學(xué)校實(shí)驗(yàn)室所配備的學(xué)生電源及配套器材(學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、蹄形磁鐵、導(dǎo)線、軌道等)按課本圖2.3-1、圖2.3-2連成兩個(gè)電路,定性探究影響安培力大小的因素,圖2.3-1中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體可用鋁筒,其擺放可沿不同方向。電流大小的改變可用滑動(dòng)變阻器。 ② 理論探究(討論交流):實(shí)驗(yàn)探究得出通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力的大小,跟導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比,跟導(dǎo)線中的電流I成正比,公式應(yīng)為,為什么課本上的k=1?在什么條件下才能等于1? 【問題2】磁感應(yīng)強(qiáng)度 (

4、1)在探究完問題1之后,更換不同強(qiáng)弱的磁體,按以下實(shí)驗(yàn)步驟完成以下實(shí)驗(yàn)探究: 保持I與L不變,按磁性從弱到強(qiáng)改換磁體,觀察懸線擺動(dòng)的角度變化,發(fā)現(xiàn)磁體磁性越強(qiáng),懸線擺動(dòng)的角度越________,表示通電導(dǎo)體受的安培力越________,力F與IL的比值越______,即B變________,這表示B能反映了磁場(chǎng)的______。 (2)理論探究 為什么B為磁感應(yīng)強(qiáng)度而不被稱之為磁場(chǎng)強(qiáng)度,網(wǎng)上查詢一下人腦神經(jīng)活動(dòng)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為多少特?電機(jī)和變壓器的鐵芯中,磁感應(yīng)強(qiáng)度又約為多少?感受一下1T的大小。 【問題3】安培力的方向 ① 在探究完問題1和問題2之后,其它

5、不變只調(diào)換磁鐵兩極的位置而使磁場(chǎng)的方向改變,觀察懸線的擺動(dòng)方向,可得出什么結(jié)論?若保持磁場(chǎng)方向不變而只改變電流方向,懸線的擺動(dòng)方向又如何?又可得出什么結(jié)論? ② 利用上述探究結(jié)論,理解左手定則,并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證定則是否正確? 【問題4】利用實(shí)驗(yàn)室的器材,在磁場(chǎng)中放一個(gè)通電矩形線圈,觀察線圈如何運(yùn)動(dòng)?其運(yùn)動(dòng)方向跟哪些因素有關(guān)?并用左手定則進(jìn)行驗(yàn)證。 【問題5】同學(xué)們把各自從家里帶來的電動(dòng)機(jī)展示給本組,大家一起來觀察并研究電動(dòng)機(jī),哪些是轉(zhuǎn)子?哪些是定子?比較直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)有哪些不同?它們分別應(yīng)用于哪些領(lǐng)域?

6、 【問題6】大家談?wù)劶依锬男╇娖饔须妱?dòng)機(jī),如果沒有電動(dòng)機(jī),會(huì)給我們的生活帶來哪些不方便? 【問題7】利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的器材,探究平行導(dǎo)線通電后它們之間作用力的方向?它們之間為什么會(huì)有相互作用力? 課堂檢測(cè) A 1.下列關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受安培力的說法,正確的有? ( ) A.安培力的大小只跟磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電流大小有關(guān) B.若導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力為0,導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為0 C.安培力的方向必與磁場(chǎng)方向垂直,磁場(chǎng)方向必與電流方向垂直 D.若某段導(dǎo)線在磁場(chǎng)中取某一方向時(shí)受到的磁場(chǎng)力最大,此時(shí)導(dǎo)線必與磁場(chǎng)方向垂

7、直 I × F B A · F B I B · F B I C × × × × × × × × × × × × F B D × × × × × × × × I × × × × 2.某同學(xué)畫的表示磁場(chǎng)B、電流I和安培力F的相互關(guān)系如圖2.4-1所示,其中正確的是( ) 3. 有一通電金屬導(dǎo)線在赤道上方,東西向水平放置,電流方向向東,它受到地磁場(chǎng)的作用力方向?yàn)? ) A.向東 B.向西 C.向上 D.

8、向下 a b × c × × × × 圖2.4-2 × × × × × × × × × × × × × × × 4.如圖2.4-2所示,閉合直角三角形線框abc處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,通有圖示方向的恒定電流,下列說法中正確的是 ( ) A.a(chǎn)c邊在磁場(chǎng)中受到的安培力最大 a B.a(chǎn)c邊受到的安培力方向垂直于該邊斜向下 C.bc邊在磁場(chǎng)中不受安培作用 D.線框受到磁場(chǎng)力的合力不為零 B · I N S 圖2.4-3 5.如圖2.4-3所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通一垂直紙面向外的電流,則 ( ) A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,不受桌面的摩擦力作用 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,受到桌面的摩擦力作用 C.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大,不受桌面的摩擦力作用 D.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大,受到桌面的摩擦力作用 6.將長(zhǎng)0.5m通過4A電流的通電導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,(1)當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直時(shí),通電導(dǎo)線所受安培力為0.3N,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大? (2)若將通電導(dǎo)線中的電流減為2A,則這時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B又為多大?導(dǎo)線受安培力為多大? 學(xué)有所得

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