大单元教学设计1.1 磁场对通电导线的作用力 人教版高中物理选择性必修第二册.pdf

第一章安培力与洛伦兹力

第1节磁场对通电导线的作用力

教材分析：

本节课程将深入探讨安培力的方向和大小，以及安培力、电流、磁感应强度三者

方向的空间关系（左手定则），这些内容是本章的重点和难点。需要强调的是，安培

力的方向始终与电流和磁感应强度的方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向之间

可以存在任意角度。当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力达到最大值。对

于这些概念的准确理解和应用，是本章的另一个难点。

物理核心素养：

物理观念：安培力的方向始终与电流和磁感应强度的方向垂直，这是由于安培力

是由电流在磁场中受到的力，而电流的方向与磁感应强度的方向相互垂直，因此安培

力的方向也会与这两个方向垂直。这一结论在物理学中有着广泛的应用，特别是在电

力和磁力相互作用的场景中。

科学思维：推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大

科学探究：观察安培力与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。

科学态度与责任：通过实验演示、动手操作仪器，让学生体验安培力的特点，将

理论联系实际。

教学重难点：

1、教学重点：安培力的方向和大

2、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系

教学方法与教具：

多媒体、视频片断、安培力演示仪、三维立体坐标等

教学过程：

一、新课引入

初次与大家见面，我并没有准备贵重的礼物，但为了表达我的诚意和心意，我亲

手制作了一个小爱心。这个爱心虽然微小，但寄托了我的祝福和希望，希望你们能够

喜欢这份简单而真挚的礼物。

(播放动图、音频）

问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？

通过前面的学习我们知道了磁场对通电导线会有力的作用。安培在这方面有杰出

的贡献，为了纪念他，我们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。电流的单

位是A，说的就是他。大家应该熟悉了吧。

我们高一学习力的时候，知道力的三要素是力的大小，力的方向和作用点。通电

导线在磁场中所受的作用力作用点肯定在导线上。那么

问题：安培力的大小和方向是怎么样的呢？

二、新课教学

一、知识回顾

如何描述磁场强弱？

在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理

F

量——磁感应强度BB

IL

安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把

通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampèreforce），把电流的单位定为安培

安德烈-马里安培（法语∶André-MarieAmpere，FRS，1775年1月20日-1836

年6月10日）是法国物理学家、数学家，经典电磁学的创始人之一。

（一）安培力的方向

实验探究

组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。

1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。

2.改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。

众多实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的

方向都垂直

实验结果分析

试画出下述两实验结果的正视图：

安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平

面

很难观察到具体的关系，换成立体图就更加清晰。通过用立方体的方式简单描述

F、B、I的关系，比较之后，你能用简洁的方法表达F、B、I方向的关系？

请注意观察，我们发现力的方向与电流方向始终保持垂直，而磁感线的方向是从

N极指向S极的。因此，力也与磁感线方向相互垂直。这就意味着，安培力的方向始终

与导线和磁感应强度方向所在的平面保持垂直。换句话说，无论导线的放置方向如

何，安培力的方向总是与导线和磁感应强度方向相互垂直。

问题：如何更加精确的判断安培力的方向呢?

左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让

磁感应线从掌心进入,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

课堂练习：例1利用左手定则，判断受力方向。

在这里普及一下打叉打点的知识，打点表示垂直纸面向外，好比如