例1.两根平行输电线,其上的电流反向,试画出它们之间的相互作用力 。
分析:如图5所示,A、B两根输电线,电流方向相反 。通电导线B处在通电导线A产生的磁场中,受到A产生的磁场的磁场力作用;通电导线A处在通电导线B产生的磁场中,受到B产生的磁场的磁场力作用 。我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB,再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向;同理,再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA,再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力FB的方向 。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力 。
完成上述分析,可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力,自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力 。
例2.斜角为θ=30°的光滑导体滑轨A和B,上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源,滑轨间距为L=10厘米,将一个质量为m=30g,电阻R=0.5Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图6,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少?
解:合上开关S后金属棒上有电流流过,且金属棒保持静止,由闭合电路欧姆定律
金属棒静止在滑轨上,它受到重力mg1和滑轮支持力N的作用,因轨道光滑,二力金属棒不可能平衡,它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力作用才能平衡,根据题意和左手定则判断出,磁场方向垂直滑轨面斜向下,金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上,如图7所示,由进一步受力分析得出,若金属棒平衡,则它受到的安培力F应与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)课堂小结
1.当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力,F=BIL;当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零 。
2.当通电直导线在磁场中,导线与磁场方向间的夹角为θ时,通电导线受到磁场的安培力F=ILBsinθ 。
3.磁场对通电直导线的安培力的方向,用左手定则来判断 。(其内容在书中p.226)
课外作业:物理第三册(选修)p.227练习二 。
苏科版八年级物理教案上册3
一、教材分析
1.库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度的基础,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用 。
2.本节摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触,已经有了一定的基础,在复习初中知识的基础上,应着重从原子结构的角度讲解物体带电的本质 。
3.通过对使物体带电的方法接触起电、摩擦起电和感应起电的分析,让学生体会到使物体带电的实质是电子发生转移,从而打破了物体的电中性,失去电子的物体带上了正电荷,得到电子的物体带上了负电荷 。过渡到电荷守恒定律,水到渠成,对高中学生而言很容易接受,进一步巩固守恒思想 。
4.在分析思考的过程中学生体会到电荷守恒定律以及元电荷的概念 。同时教学中渗透“透过现象看本质”的思想 。
5.展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和远大意义 。
二、学情分析
学生在初中已经学习了电学的基本知识,为过渡到本节的学习起着铺垫作用,学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力 。能在老师指导下通过观察、思考,发现一些问题和解决问题 。因此有必要把初中学过的两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识复习一下 。
三、教学方法分析及建议
1.在学生初中学习的基础上,可以通过演示实验或者媒体播放复习并巩固电荷的有关知识;先运用教材上给出的简单易行的实验,让学生观察摩擦后的塑料片之间的相互作用力,猜想作用力的大小跟哪些因素有关;然后通过实验定性验证猜想是否正确,并在这个基础上介绍库仑定律的发现过程 。
2.讲解点电荷时,可以对照质点的概念进行讲解,要讲清点电荷是一种理想化的物理模型 。
3.物理发展的重要概念及重大规律的建立都是经科学家艰辛的探索而完成的,都是对原有思维方式突破的结果,体现出了科学家的创造性 。如何充分利用这宝贵的素材,需要教师创设问题情景对学生“诱思”、“导思”,在本节课中,对库仑定律得出过程进行了尝试 。
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