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本节内容的主题是安培力，围绕安培力的大小、方向、应用展开教学。 通过必修三磁场的初步学习，有了这样的知识储备：静磁场的来源究其本质都是电流。奥斯特的电流磁效应实验证明了电流可以产生磁场，磁体的磁场通过安培分子环流“真说”也归源到了电流。 静磁场对磁体的作用力，本质上是磁场对电流的作用力，和静电场对处于其中的电荷有作用力可进行类比学习。但类比最大的注意事项是注意类比中的不同点，注意到类比的不同之处才是类比学习的核心，相同照搬，不同就是新的知识。 沿着力学、静电场、静磁场这条主线走来，力学中的受力分析相对简单，静电学就比力学考虑的因素多了，电性的正负影响电场力的方向。磁场中的影响因素就更多了，电流方向和磁场方向影响力的大小和方向。需要注意的细节越来越多，事物复杂化的标志就是得出结论时需要考虑的变量或细节越来越多。考验的是思维的条理性和逻辑性，考虑这些变量如何影响结果，再把各种影响叠加得出正确结论。 一.定性探讨安培力的方向 看力的名称就应该知道谁是做出贡献的大师。用两根平行的通电导线做实验，一根固定，一根可动，先体会磁场方向影响力的方向。通过安培定则可判断出固定导线产生的磁场方向，根据可动导线的运动方向可定性推断受力方向，初步形成磁场方向影响安培力的方向。同样的器材，可得出电流方向也影响安培力的方向。 二.定量探讨安培力的方向 创设一个近似的匀强磁场，蹄形磁铁两磁极间的平行部分，并排几个，特意使电流和磁场方向垂直，变换电流、磁场的方向。记录电流、磁场、安培力的方向，通过绘图的方式，画出不同情况下三者的方向，试着总结规律，立体几何已经有所接触，立体感强的同学应该能看出三者间遵循的关系，不是简单的平面内的方向关系，而是立体关系。电流方向——正x方向；磁场方向——正y方向；安培力方向——正z方向，三个方向两两相互垂直，有助于将来直接过渡到叉乘。有了这个结论，再看教材中的左手定则，两者不矛盾。 三.安培力的大小 必修三学习磁感应强度时，对电流元的受力的大小情况已有所了解，电流、磁场 方向垂直时最大；平行时为零。将磁感应强度的表达式变形可的安培力的表达式。此处建议考虑夹角的影响，教材中表达式没出现角度是因为文字部分做了补充，在表达式中写入角度的影响对“见式思意”的理科生很有必要。 在功和功率的学习中，机动车瞬时功率表达式中没写入角度，只看式子不管文字的学生在其他功率的计算中也只计得p=Fv。看式用式不思式是刷题版学生的真实写照，可能有点偏激，但事实真是如此，在教学中所做得稍微起扭转作用的工作就是还原本质。 四.磁场、电流方向不特殊时的安培力
五.安培力的应用 磁电式电流表的工作原理终于一睹真容，需要再次补一次力矩的知识，还有一个重要的认识是中心辐射磁场，磁感线不能相交，所以磁感线不是真的从中心辐射而来，只是在线圈转动的范围内有这中错觉，这种中心辐射磁场应该是一种近似。从电流表可以试着引申一下电动机，原理一样，功能不同。理论与技术的区别。 六.实验条件 有个相对较大、强的匀强磁场，通电良好的金属管，实验的效果相对要好，相比电场的学习，磁场中的受力条件好创设。 |
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