师:大家来思考一下,通电导线在磁场中受力与什么因素有关?
生:可能跟电流有关。
师:嗯,很好。同学们再来思考一下,要想测量磁感应强度,需要用什么实验方法,如何进行实验,需要哪些器材,测量哪些数据。
师:老师带大家一起来解决这些问题。
师:大家看大屏幕,老师在 PPT 中出示完整了的实验器材,这就是我们实验需要用到的所有器材。本次实验要使用的是 “控制变量法”。
师:了解了实验器材之后,同学们也要注意实验步骤。
师:第一步,把三块相同的蹄形磁铁并列放在桌上,磁极间的磁场近似为匀强磁场。
师:第二步,导线与外电路相连,先保持导线通电部分的长度不变,即接通 “2、3”,改变电流,通过摆动角度大小比较导线受力的大小,记录数据。
师:第三步,外电路接通 “1、4”,改变导线长度,然后固定后,再调节外电路改变导线中电流,然后记录下摆 动角度。
师:同学们,明确了实验的原理以及步骤之后,老师带大家进行演示实验,同学们仔细观察,并记录数据。
师:现在实验数据已经清晰了,大家就根据实验中的数据和现象,进行分析讨论吧。
师:通过实验结论,大家有什么发现呢?
生:发现通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小既与导线的长度
成正比,又与导线中的电流
成正比。
师:也就是说与
和
的乘积成正比:
。其中的
是比例系数,不同的磁场中,导线受力不同。
师:我们由此可以引出磁感应强度
这个物理量:在导线与磁场垂直的最简单情况下:
,说明其单位:特斯拉,简称特(
)。这里的
就是通电导线在磁场中受到的安培力。
师:同学们要明确,第一点,磁感应强度是矢量,方向与小磁针静止时 N 极所指方向相同;第二点,磁感应强度表示的是磁铁周围磁场的强弱,与放入其中的通电导线无关。
师:同学们,不知不觉这节课就要结束了,哪位同学愿意谈一下你这节课都有哪些收获呢?
生:我们知道了磁感应强度的探究过程,并且能用磁感应强度的公式进行简单计算。
师:看来大家都收获颇丰。
师:下课后请完成作业:在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为 1cm,电流为 0.5A,所受的磁场力为
。求:
(1) 该位置的磁感应强度多大?
(2) 若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大?
(3) 若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受磁场力多大?
这堂课就上到这里,下课。同学们再见。