一、教學目標

1．掌握磁場對電流作用的計算方法。

2．掌握左手定則。

二、重點、難點分析

1．重點是在掌握磁感應強度定義的基礎上，掌握磁場對電流作用的計算方法，并能熟練地運用左手定則判斷通電導線受到的磁場力的方向。

2．計算磁場力時，對通電導線在磁場中的不同空間位置，正確地運用不同的三角函數(shù)和題目提供的方位角來計算是難點。

三、主要教學過程

（一）引入新課

復習提問：

1．磁感應強度是由什么決定的？

答：磁感應強度是由產(chǎn)生磁場的場電流的大小、分布和空間位置確定的。

2．磁感應強度的定義式是什么？

3．磁感應強度的定義式在什么條件下才成立？

成立。

4．垂直磁場方向放入勻強磁場的通電導線長L=1cm，通電電流強度I=10A，若它所受的磁場力F=5N，求（1）該磁場的磁感應強度B是多少？（2）若導線平行磁場方向。

答：因通電導線垂直磁場方向放入勻強磁場，所以根據(jù)磁感應強度的定義式

5．若上題中通電導線平行磁場方向放入該磁場中，那么磁場的磁感應強度是多大？通電導線受到的磁場力是多少？

答：當電流仍為I=10A，L‖B時，該處磁感應強度不變，仍為B=0.5T，而通電導線所受磁場力F為零。

（二）教學過程設計

1．磁場對電流的作用（板書）

我們已經(jīng)了解到通電直導線垂直磁場方向放入磁場，它將受到磁場力的作用，根據(jù)磁感應強度的定義式可以得出：

F=BIL

當通電導線平行磁場方向放入磁場中，它所受的磁場力為零�？磥磉\用F=BIL來計算磁場對電流的作用力的大小是有條件的，必須滿足L⊥B。

磁場力方向的確定，由左手定則來判斷。

提問：如果通電導線與磁感應強度的夾角為θ時，如圖1所示磁場力的大小是多少？怎樣計算？

讓學生討論得出正確的結果。

我們已知，當L⊥B時，通電導線受磁場力大，F(xiàn)=BIL，而當L∥B時F=0，啟發(fā)學生將B分解成垂直L的B⊥和平行L的B∥，因平行L的B∥對導線作用力為零，所以實際上磁場B對導線L的作用力就是它的垂直分量B⊥對導線的作用力，如圖2所示。即

F＝ILB⊥=ILBsinθ

磁場對電流的作用力——安培力（板書）

大�。篎=ILBsinθ（θ是L、B間夾角）

方向：由左手定則確定。

黑板上演算題：下列圖3中的通電導線長均為L=20cm，通電電流強度均為I=5A，它們放入磁感應強度均為B=0.8T的勻強磁場中，求它們所受磁場力（安培力）。

讓五個同學上黑板上做，其他同學在課堂練習本上做，若有做錯的，講明錯在哪兒，正確解應是多少，并把判斷和描述磁場力方向的方法再給學生講解一下（如圖4示）。

例1．兩根平行輸電線，其上的電流反向，試畫出它們之間的相互作用力。

分析：如圖5所示，A、B兩根輸電線，電流方向相反。通電導線B處在通電導線A產(chǎn)生的磁場中，受到A產(chǎn)生的磁場的磁場力作用；通電導線A處在通電導線B產(chǎn)生的磁場中，受到B產(chǎn)生的磁場的磁場力作用。我們可以先用安培定則確定通電導線B在導線A處的磁場方向BB，再用左手定則確定通電導線A受到的磁場力FA的方向；同理，再用安培定則先確定通電導線A在導線B處的磁場方向BA，再用左手定則確定通電導線B受到的磁場力FB的方向。經(jīng)分析得出反向電流的兩根平行導線間存在的相互作用力是斥力。

完成上述分析，可以讓同學在課堂作業(yè)本上畫出電流方向相同的平行導線間的相互作用力，自己得出同向電流的兩根平行導線間存在的相互作用是引力。

例2．斜角為θ=30°的光滑導體滑軌A和B，上端接入一電動勢E=3V、內(nèi)阻不計的電源，滑軌間距為L=10厘米，將一個質(zhì)量為m=30g，電阻R=0.5Ω的金屬棒水平放置在滑軌上，若滑軌周圍存在著垂直于滑軌平面的勻強磁場，當閉合開關S后，金屬棒剛好靜止在滑軌上，如圖6，求滑軌周圍空間的磁場方向和磁感應強度的大小是多少？

解：合上開關S后金屬棒上有電流流過，且金屬棒保持靜止，由閉合電路歐姆定律

金屬棒靜止在滑軌上，它受到重力mg1和滑輪支持力N的作用，因軌道光滑，二力金屬棒不可能平衡，它必然還受到垂直于滑軌平面的磁場的安培力作用才能平衡，根據(jù)題意和左手定則判斷出，磁場方向垂直滑軌面斜向下，金屬棒受到磁場的安培力沿斜面向上，如圖7所示，由進一步受力分析得出，若金屬棒平衡，則它受到的安培力F應與重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等，方向相反：

F-mgsinθ=0……①

又 F=BIL代入①得BIL=mgsinθ

（三）課堂小結

1．當通電直導線垂直磁場方向放入磁場中時受到磁場的安培力大，F(xiàn)=BIL；當通電直導線平行磁場方向放入磁場中時受到磁場的安培力為零。

2．當通電直導線在磁場中，導線與磁場方向間的夾角為θ時，通電導線受到磁場的安培力F=ILBsinθ。

3．磁場對通電直導線的安培力的方向，用左手定則來判斷。（其內(nèi)容在書中p．226）

課外作業(yè)：物理第三冊（選修）p．227練習二。