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1.已知通电螺线管中电流的方向（电源的“+”“-”极），确定磁场的方向，判断放在通电螺线管周围小磁针的N、S极
例1 一通电螺线管如图1甲所示，如在其附近A、B两点放上小磁针，请标出小磁针静止时N极的指向.
解析 由于图中给出了电源正负极，可以判断通过通电螺线管中电流的方向.根据安培定则，用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.可以判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极.由于通电螺线管外部磁场方向是由N极到S极，就可以判断图中位置小磁针A、B的N极和S极.
知道小磁针静止时跟通电螺线管靠近的应该是异名磁极，熟悉安培定则是解决此类问题的关键.
答 如图乙所示.
例2 在图2中标出磁感线的方向和小磁针的N极.
解析 由电源的“+”“-”极可以判断通电螺线管中电流的方向，根据安培定则，可以判断通电螺线管的N极在左端，S极在右端，由于通电螺线管外部磁场方向是由N极到S极，由此可以图中标出磁感线的方向，从而判断图中位置小磁针的左端为N极.
答 解答如图乙所示.
2.已知通电螺线管周围小磁针静止时的方向，判断通电螺线管中电流的方向（电源的“+”“-”极）
例3 根据小磁针静止时磁极的指向，在图3甲中标出通电螺线管的N极和电源的“+”“-”极.
解析 这是一道根据小磁针静止时的指向，判断通电螺线管的N、S极和电源的“+”“-”极的问题.由图甲中小磁针静止时N、S极的位置可以判断通电螺线管的右端为S极，左端为N极，根据安培定则，可以判断通电螺线管中电流的方向，由此可以判断电源的左端为“-”极，右端为“+”极.
答 如图乙所示.
3.已知通电螺线管中电流的方向，画出通电螺线管周围磁感线的方向
例4 如图4甲所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向.
解析 根据图中电源的“+”“-”极可以判断通电螺线管中电流的方向，再根据安培定则，可以判断通电螺线管的左端为N极，右端为S极.由于通电螺线管外部磁场的方向是由N极到S极，可以判断图中磁感线上磁场的方向.
答 如图乙所示.
4.将电磁铁连入设计的电路中，来改变电磁铁磁性的强弱
例5 将图5甲中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线框内完成），要求：电源电压恒定不变；电路能改变电磁铁磁性的强弱；闭合开关S，小磁针受力静止时，其N、S极如图甲所示.
解析 在线圈匝数不变的情况下，改变电磁铁磁性强弱的方法有两种：一种是在通电螺线管中插入铁芯，另一种是改变通电螺线管中电流的强弱.根据题目要求，电源电压恒定不变，电路是通过改变通电螺线管中电流的大小来改变电磁铁磁性的强弱的.电路中的电流是可以变化的，所以电路中应串联接入滑动变阻器，可以确定电路中有电源、开关、一个滑动变阻器.由于闭合开关S，小磁针受力静止时N、S极如图甲所示，可以判断电磁铁的左端为N极，右端为S极.根据安培定则，可以判断电路中电流的方向，可以确定电源的左端为“-”极，右端为“+”极.
答 如图乙所示.
5.电磁继电器电路中控制电路和工作电路连接
例6 如图6所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝，当在正常工作的温度范围内时，绿灯亮；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮，发出报警信号.请按照题意要求，在图中连接好电路.
(2)知道利用电流的效应的大小判断电流的强弱.
能力目标
(1)通过观察和对比水流的大小来学习电流的大小，学生养成物理分析能力.
(2)运用数学知识解决物理问题的能力：电流大小的计算.
情感目标
养成认真细致的学习习惯.
教学建议
教材分析
本节教材从对比水流的大小出发，利用水流大小的说明类比得出了电流的大小判断方法，提出电流的大小如何知道，由于电流通过导体时产生各种效应，所以可以用效果的大小来判断电流的大小.用实验证明了这一点，利用电流通过小灯泡的热效应判断电流大小的.
对于实验教材分析了用两节干电池产生的效应大，电流也大，得出了电流的定义，和定义式，电流的单位是纪念物理学家安培，规定电流的单位是安培，并说明了1安的大小.电流的其他单位和安培的换算，并举了简单的实例进行电流的计算.
最后，教材列举实例展示了一些用电器的电流的大小，使学生对实际的电流的大小有初步认识.
教法建议
本节内容是学习电学的基础，教法多种多样，有对比学习、实验教学、概念教学、数学分析、联系实际学习.针对不同的教学单元可以选择恰当的教法.
课程引入可以采用对比判断水流大小的方法知道电流大小的判断方法.在如何知道电流大小中，可以用实验方法，观察灯的亮度来知道电流热效应的强弱，从而判断电流的大小.在电流的定义中可以用概念教学，学生深入理解电流的定义，并知道电流的计算公式和单位.在电流的单位形成观念上，可以用联系实际的资料帮助学生学习.
教学设计方案
【重难点】电流的概念是本节的重难点，电流在电路分析中应用广泛，又是电路计算的基础.本节注意建立关于电流的物理图景，使学生真正明白电流的物理意义.
【教学设计过程】
一.电流大小的表示
方法1、类比水流大小的表示方法来学习电流大小的表示方法，教师可以用一些媒体资料帮助学生想像电流也存在着大小.结合小灯泡发光的实验分析出可以利用电流的热效应大小来判断电流的大小.
方法2、对于基础较好的班级，可以用实验探究的方法，教师提供实验器材，并列出课题如：探究电流的大小.学生可以设计实验方案;提出问题制订实施计划;进行实验和论证等.
二.电流的概念
方法1、教师分析电流的物理意义和概念，得出定义式和单位.注意得出的方法可以由类比得出.分析1安培的物理意义.本处内容可以用讲解法授课.
方法2、对于基础较好的班级可以采用学生自主学习的方法，教师提示学生从物理量的定义中得出公式和单位，以及单位换算的方法.学生利用教材和教师提供的信息学习，提高学生对信息的收集和处理能力，养成从信息中学习的习惯.
三.应用知识
方法1、教师习题教学，进行有关电流的计算，提供一些用电器电流大小的资料，形成学生关于电流大小的观念，可以联系实际给出例题，例如可以学生查阅资料找到台灯的电流，计算2分钟内通过导体横截面的电量.学生要主要的问题有：查阅资料、电流单位的换算、公式变形、解题过程的规范性、建立电学物理量的图景.
方法2、对于基础较好的班级，可以向学生提供资料，有用电器电流大小的资料、电流单位的扩展资料、电流发现的历史资料.学生设计关于电流的计算的例题;自主学习电流的单位、建立电流大小的观念;自主学习电流的一些知识.
【板书设计】
第一节电流
一.电流的大小
1.电流的效应：热效应、化学效应、磁效应.
2.电流的大小可以用电流的效应大小来判断.
二.电流的概念
1.定义：电流等于1s内通过导体横截面的电荷量.
2.公式：
3.单位：
4.单位换算：1A=1000mA
1mA=1000μA
三.应用
计算2min内电流通过台灯的导体横截面的电量.
已知：
求：
解：根据公式，得到
=
答：通过台灯导体横截面的电量是.
探究活动
【课题】科学家安培的生平
【组织形式】学生小组
【活动方式】
查阅物理学史资料
浏览有关网站，查阅、记录
小组讨论
【评价】
所查资料的丰富性
9A。一般1.5平方线可以承受9A左右的电流。先确定电缆的安全电流，安全电流的电流值和电缆的工作电压、工作环境温度、电缆绝缘类型等有关。一般情况下，1平方铜线安全电流为6A，因此1.5平方的铜线可以承受9A（1.5x6=9A）。
电磁学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流，电流符号为 I，单位是安培（A），简称安（安德烈玛丽安培，1775~1836，法国物理学家、化学家，在电磁作用方面的研究成就卓着，对数学和物理也有贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名）。导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。电学上规定：正电荷定向流动的方向为电流方向。工程中以正电荷的定向流动方向为电流方向，电流的大小则以单位时间内流经导体截面的电荷Q来表示其强弱，称为电流强度。大自然有很多种承载电荷的载子。例如：导电体内可移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的电子和离子、强子内的夸克。这些载子的移动，形成了电流。
（来源：文章屋网 ）
教学目标
1、了解电路中的电流形成原因是电荷（定向）移动。
2、从常用电器的电流值感知电流的单位“安”。
3、了解电流大小与用电器的工作状态的关系。
4、学会把电流表连入电路侧电流。
5、学会电流表使用不同量程时的读数。
重点难点分析
重点：电流的概念；电流的单位；学会使用电流表测电流的方法。
难点：正确使用安培计测电流并可熟练测串、并联电路电流。
教学过程
【实验引入】连接图4－15的实验图，你只要一按开关，灯立即会亮，这是为什么?
－－原来，电路接通后形成的电流把能量从电源输送到了用电器(电灯)上。
电流的方向如何呢？－－从电源的正极流向电源的负极
【讲述】在没有发现电子以前，科学家曾经认为电流是正电荷从电源的正极经导线流向负极的。现在，人们已经知道金属导体中的电流是由带负电的电子的移动产生的，它们是从电源的负极经导线流向正极，电子的移动方向与电流的方向正好相反。
一、电流的形成与方向
电路中的电流形成原因是电荷定向移动。在金属导体中，是电子发生定向移动形成了电流，电流的方向与电子运动的方向相反。
在电路中电流从电源的正极流向电源的负极
二、电流的大小、单位
电流我们看不见、摸不着，但是我们可以从水流的情境想象电流的情境。当你打开两个自来水龙头，一般会看到两管中水流的强弱是不相的，在相同的时间里，哪个水龙头从管口流的水量多，就说这个水流强。
【实验】使用同一只灯泡来做两次亮度不同的演示，分别用一节和两节干电池作为电源。－－由此我们可以想象到导体中通过的电流强弱也会不相同。灯泡越亮，通过的电流越大。
因此需要一个描述电流强度的物理量——电流强度，简称电流，用字母I表示，它的单位是安培，简称安，符号为A；更小的单位为毫安和微安，符号分别为mA和µA。
换算关系：1A＝103mA，1mA＝103µA
【练习】3安=______毫安=_______微安；
15毫安=______微安=______安；
400微安=______毫安=______安。
【识表】了解常见用电器工作时的电流值
如：普通家用白炽灯约0.1A~0.3A；晶体管收音机约0.01A~0.1A；晶体管电视机约0.1A~0.3A；普通家用空调机约4A~8A。
三、电流的测量
【引入】不同的电路和用电器中的电流的大小是不同的，怎样测量电流呢？－－使用电流表
【实验】图4－16
－－实验中，灯的亮度随着电池的增多而增加，电流也随之增大。但是，根据灯的亮度并不能确定流过灯的电流的具体数值。我们用电流表来测量电流的大小。
1、电流表的符号：－A－
2、使用电流表时都有哪些要求？
1）．接入电路前
(1)一定要检查指针是否对准零刻度线，如果指针在零刻度线偏右处，使用后测量出的数据会比真实值偏大。因此，若发现指针设有指零刻度，一定要进行调整后再使用。
(2)正确选择量程。每个电流表都有一定的测量范围——量程，被测电流超过量程时，电流表会损坏。实验室里使用的电流表通常有两个量程，0~0.6A和0~3A。当使用0~0.6A量程时，每大格表示0.2A，每小格表示0.02A。当使用0~3A量程时，每大格表示1A，每小格表示0.1A。
估测待测电路的电流强度。若小于0.6安培，选0——0.6安培量程。若在0.6安培——3安培之间，选0——3安培量程。在不能预先估计被电流大小的情况下，可先拿电路的一个线头迅速试触电流表较大量程的一个接线柱，如指针偏转很小，则可换较小的量程；如指针偏转较大且在量程之内，则可接较大的量程；如指针迅速偏转且超过量程，则所用的电流表不能测量。
2）．联入电路时
(1)必须把电流表串联在待测电路中。
(2)必须使电流从“+”接线柱流入电流表，从“－”接线柱流出电流表。(3绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。
3）．联入电路后：电路接完后，在正式接通电源前必须先试触，同时观看电流表的指针偏转情况：
(1)指针不偏转：可能电路有断开的地方。
(2)指针偏转过激，超过满刻度又被弹回，说明量程选小了。
(3)指针偏转很小，说明量程选大了。
(4)指针反向偏转，接线柱接反了。
应根据情况给予改正后，才能正式接通电源。
4）．读数
读数时应“先看量程，再看中点，然后读数”。如图1所示的电流表，选用0~0.6A量程，指针相邻两个标度值分别为0和0.2A，其中点值为0.1A，指针所指的值是0.1A过两小格，每小格为0.02A，电流表示数为0.14A。这种方法为“中点助读”，可有效地防止读错数据。
【学生分组实验】用电流表测电流
四、对串、并联电路中电流关系的理解
1)串联电路各处的电流强度相等：在串联的电路中，不论电流表连入电路的位置如何，测量的结果都是一样的。因此，串联电路各处的电流强度相等。
2)并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。
电压和电流是初中电学中两重要的概念，但它们既看不见又摸不着，对于初中学生来说比较抽象，怎样用“类比法”突破这个难点呢？
我们先看看电流的概念如何建立：放学后，同学们一起沿着学校门前的街道回家，这就形成了一股“人流”；如果骑自行车回家，形成一股“车流”；长江、黄河中的水日夜东流，形成“水流”；与此类似，导体中的电荷向一定方向流动，就会形成“电流”.
那怎样判断电流的存在呢？与“力”类似，导体中有电流时，常会产生一些特有的现象，称为电流的效应.人们就是根据电流的效应来判断电流的存在，并进行测量的.电流有三大效应：（1）电流的热效应即导体通电时发热的现象，电炉、电灯等电热器就是利用电流的热效应工作的.（2）电流的化学效应即导电溶液中有电流通过时发生化学反应的现象.工业上常用电流的化学效应提炼铝和铜，进行电解、电镀等.（3）电流的磁效应即通电导体的周围存在着磁场.电话、电风扇等就是利用这一原理工作的.
再看看电流强度的概念如何建立：
一江水比一盆水的水多，水的多少叫水量.带电体使验电器箔片张开的角度不同，张角越大，表明带电体带的电荷越多，即带电体所带的电荷也是有多少之分的.物理学中把电荷的多少叫电量，单位是库仑，这是为了纪念法国科学家库仑而命名的.
在汛期，长江水在河道某一横截面上每秒流过的水量多，流速快，称为流量大；在枯水期，每秒流过的水量少，流速慢，称为流量小，流量表示了水流的强弱.
与此类似，我们取导体的一个横截面，电荷做定向运动时就有部分电荷通过这一横截面，如在相等的时间内通过导体横截面的电量越多，电流也就越强.我们把1秒内通过导体横截面的电量叫电流强度，简称电流.注意，此处“电流”指电流的强弱，而非上面所说的“电流”概念.电压相同的情况下，通过100W灯泡比通过15W灯泡的电流要强，其含义是：1秒内通过100W灯泡钨丝横截面的电量比通过15W灯泡钨丝横截面的电量多，也就是通过100W灯泡钨丝的电流强度比通过15W灯泡钨丝的大.
在一定时间内，通过导体某一横截面的电量越多，电流就越大.如果在1秒内通过导体横截面的电量是1库，导体中的电流就是1安，即1A=1C/s，电流的常用单位有mA、μA，其换算关系为：1A=1000mA，1mA=1000μA.日光灯的电流约150mA，电冰箱的电流约1A，柜式空调的电流约10A.
最后再看看电压的概念如何建立的：
如图1（a）所示的水路对同学们来说是形象直观易于理解的，而图（b）所示的电路对同学们来说是抽象的.图1（a）所示水路的组成包括水泵（又叫抽水机）、水管、水轮机、阀门四大部分.水泵的作用是在水路中保持一定水压；水管的作用是传输水流；水轮机是利用水能的设备，消耗水能转化为动能；阀门的作用是控制水流的通断.在这个水路中，抽水机的作用是保持水压，从而形成水流.
与此类似，图1（b）所示电路的组成包括电源、导线、电灯、开关四大部分.电源的作用是在电路中保持一定电压；导线的作用是传输电流；电灯就是一个用电器，作用是消耗电能转化为内能和光能；开关的作用是控制电流的通断.在这个电路中，电源的作用是保持电压，从而形成电流.
可见，电压是形成电流的原因，电源的作用就是提供电压，使电路中不断有电流通过.不同的抽水机，在水管两端产生的水压不同，例如离心泵就比压水井产生的水压大；类似地，不同的电源在电路两端产生的电压也不同.如照明电路的电压比干电池的电压大.
国际上通常用字母U表示电压，电压的国际单位是伏特，简称伏.常用单位有：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV），其换算关系为：1kV=1000V，1V=1000mV，1mV=1000μV.1节干电池的电压是1.5V，1节铅蓄电池是2V，照明电路的电压220V，对于人来说，安全电压不能超过36V.
例 我们常常将看似无关的两个事物或现象联系起来，进行“类比”.“类比法”可以帮助我们理解概念、巩固知识，以下是两个“类比”学习案例：
（1）将如图2所示的“水路”模型类比基本电路，可以发现：
①叶轮机在“水路”中的作用与下面哪个元件在电路中的作用相当？（ ）.
A.电源 B.开关 C.用电器 D.导线
②类比“水路”模型中“水压是使水管中水定向运动形成水流的原因”，我们很容易理解电压是使电路中 定向运动形成 的原因.
“探究影响安培力大小因素”的实验是高中物理的重要内容.人教版选修1-1（31页）和3-1（83～84页）[3]都以相同的演示实验，让学生进行研究.然后用相同的方法得出结论：“分析了很多实验事实后人们认识到，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L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与IL成正比，用公式表示为F=BIL.”
笔者认为，突出物理学的人文特色的选修1-1[4]做这样的安排无可非议.但作为侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容，进一步了解物理学的思想和方法的选修3-1[4]，在探究的层次上应该比选修1-1有所提高.影响安培力大小因素的探究实验设计，应有利于学生通过实验数据的收集、归纳和推理，能从中得出公式F=BIL.从这一思路出发，我设计了如图1所示的设计电路，变定性研究为定量探究，取得了较好的教学效果.现将设计思路和探究过程做一梳理.
一、设计思路
1. 如何测量安培力的大小？
由于本实验测量的是作用在一根通电直导线上的安培力，其测量值非常小，只有0.01 N左右.普通的弹簧测力计的精度（0.1N）显然不能满足定量探究的需要.为此改用电子秤来测安培力的大小，其称量为200 g，感量为0.01 g.转化为测力计，其称量为2 N，感量为0.0001 N，能满足测安培力大小的需要.利用其“去皮”功能，能直接测出安培力，并用电子秤示数的正与负表示安培力的方向.若示数为正，说明受到安培力的方向向下；若示数为负，说明受到安培力的方向向上.
测量时，将电子秤置于匀强磁场中，直导线放在电子秤的秤盘上，“去皮”归零后，闭合开关，电流通过直导线，读出电子秤的示数，其示数的10-2倍即为安培力的大小，单位为N.
2.怎样改变电流的大小？
利用如图3所示的学生电源，用改变电源电压的方法来改变电流的大小，并通过电流表直接显示.同时采用功率为10 W、阻值为5 Ω的绕线电阻R来保护电路.
3.怎样改变导线的长度？
用14 cm长的裸铜线作为直导线，焊5个连接点，安置在图4所示的导线架上，并连接到五个接线柱上.选择不同的接线柱，可方便地改变置于匀强磁场中的导线长度，分别为14 cm、12 cm、10 cm和8 cm.
4.怎样改变磁场的强弱？
用图5所示的两个长15 cm、高1 cm、厚1 cm 的钕铁硼强磁铁代替蹄形磁铁，增强匀强磁场的宽度，达15 cm.将其放在两根下面有与仪器架连接的一排铁螺钉、上面有长度刻度线的导轨上.利用磁体的吸铁性使其与导轨固定，利用刻度线确定强磁铁之间的距离，移动强磁体在导轨上的位置来改变磁体间的距离d.
5. 怎样描述力、电流、磁场三者方向的关系？
用箭头直观地描述电流方向（向左“”或向右“”）和磁场方向（进去“×”或出来“・”），用电子秤显示数的正负描述安培力的方向（向下“”或向上“”），从中归纳出用左手定则来判定安培力的方向.
二、制作仪器
根据上述设计思路，制作安培力探究仪，并将其与高中学生电源、电流表、保护电阻按图1所示电路图连成电路，其实物照片如图6所示.用它可以非常方便地定量探究影响安培力F大小的三个因素（电流大小I、磁场强弱B、导线长短L，其中导线与磁场方向垂直），揭示出描述安培力的方向与电流方向、磁场方向之间关系的方法（左手定则）.
三、探究过程
1. 探究安培力的大小与电流大小的关系
将两个强磁体放置在导轨上，使其间的距离为10 cm，使匀强磁场的强度一定.再将A、E两个接线柱连入电路中，磁场中导线的长度保持14 cm不变、直导线位于匀强磁场的中间，与强磁铁平行.改变电源电压，读出与其相对应的电流表和电子秤的示数，将其记录在设计的表1中.
表1
将表1中的数据画成如图7所示的安培力随电流变化的函数图像.由图像可知：在保持磁感应强度（1.66×10-2 T）、导线的长度（14 cm）不变时，垂直于磁场方向的通电直导线，受到安培力F的大小，与导线中的电流I成正比.
2. 探究安培力的大小与导线长度的关系
在上述实验序号1的基础上，分别改变相应的接线柱，使A、D（12 cm），B、D（10 cm），C、D（8 cm）分别先后接入电路，闭合电源开关，分别读出电子秤的示数，并记录在表2中.
表2
将表2中的数据画成如图8所示的安培力随匀强磁场中导线长度变化的函数图像.由图像可知：在保持磁感应强度（1.66×10-2T）、导线中的电流（1.46A）不变时，垂直于磁场方向的通电直导线，受到安培力F的大小，与导线的长度L成正比.
3. 探究安培力的大小与磁场强弱的关系
在探究1实验序号1的基础上，在导轨上移动强磁体的位置，改变它们间的距离d，使其分别为8 cm、6 cm、5 cm、4 cm.闭合电源开关，分别读出电子秤的示数，并换算成磁场的强弱B（B为磁感应强度），记录在表3中.
表3
分析表中第2行和第3行的数据可知，两个相同的强磁体组成的匀强磁场，其磁感应的强度随磁极间距离的减小而增大.再将表3中第3行和第4行的数据画成如图9所示的安培力随磁场的强弱而变化的函数图像.由图像可知：在匀强磁场中，导线的长度（0.14 m）、电流一定时（1.46 A），垂直于磁场方向的通电直导线，受到安培力F的大小与磁感应强度B成正比.
4. 探究安培力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系
分别改变电流方向（由“”改变为 “”）和磁场方向（由“×”改变为“・”），查看电子秤示数的正负（“”为正，“”为负），并把三个方向分别记录在表4中.
表4
分析表4中的实验现象可知：安培力的方向与电流的方向、磁场的方向都有关，三者之间的方向关系可用左手定则来描述：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线直穿入手掌心，使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向，就是安培力的方向，如图10所示.再让学生用左手定则逐一验证表4中实验序号1（或2、或3、或4）中三个方向之间的关系.
四、得出结论
综上分析可得：通电直导线在磁场中受到安培力F的大小，与电流的大小I成正比，与导线的长度L成正比，与磁感应强度B成正比.由此可得计算安培力的公式F=ILBsinθ.
其中的B为磁感应强度，它是描述磁场强弱和方向的一个物理量. 其大小为B=F/IL，单位为特斯拉（T），简称特.表3中的B1=1.66×10-2 T、B3=1.76×10-2 T、B4=1.91×10-2 T、B5=2.01×10-2 T、B2=2.14×10-2 T，都是利用公式B=F/IL，将I=1.46 A、L=0.14 cm和F1=0.34 N、F2=0.36 N、F3=0.39 N、F4=0.41 N、F5=0.44 N等数据分别代入计算而得的.
五、教学探讨
对于探究影响安培力大小因素实验的教学，若采用传统的教学方法，教师会直接根据教材的安排，通过演示实验（插图3-2-1）后，让学生直接阅读“分析了很多实验事实后人们认识到，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L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I L成正比，用公式表示为F=BIL”.这样的教学，表面上学生也经历了探究，事实上学生的思维是禁锢的.这样的教学显然缺乏严谨的探究过程，公式的得出显得苍白无力，这对教学条件比较好的重点中学的理科学生而言，是无法落实科学探究这一目标的.
本人认为，在物理规律教学尤其是得出定量公式的教学之前，教师应该认真研究如何让学生经历物理规律乃至公式的发现过程，就需要对教材进行二次创造.以学生原有的认知水平为思维起点，创设与规律或公式的真实发现过程相似的情境，变定性研究为定量探究，引导学生经历物理学家的发现过程，从而提升学生的思维能力，丰富学生的思维品质.
参考文献：
[1] 方红霞. 向心力探究仪[J].物理教学，2013（2）：23～26.
[2] 方红霞. 多功能摩擦力实验仪[J].中学物理教学参考，2013（4）：93～94.
机械能 分子动理论 内能 1. 一个物体能够做功，我们就说它具用能. 物体由于运动而具有的能叫动能. 动能跟物体的速度和质量有关，运动物体的速度越大、质量越大，动能越大. 一切运动的物体都具有动能. 2. 势能分重力势能和弹性势能. 举高的物体具有的能叫重力势能. 物体的质量越大，举得越高，重力势能越大. 发生弹性形变的物体具有的能，叫弹性势能. 物体弹性形变越大，它具有的弹性势能越大. 3. 动能和势能统称为机械能. 能、功、热量的单位都是焦耳. 动能和势能可以相互转化. 分子动理论的基本知识：①物质由分子组成，分子极其微小. ②分子做永不停息的无规则运动. ③分子之间有相互作用的引力和斥力. 4. 不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散. 扩散现象说明了分子做永不停息的无规则运动. 5. 物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能. 一切物体都有内能. 物体的内能跟温度有关. 温度越高，物体内部分子的无规则运动越激烈，物体的内能越大. 温度越高，扩散越快. 6. 物体内大量分子的无规则运动叫热运动，内能也叫热量. 两种改变物体内能的方法是：做功和热传递. 对物体做功物体的内能增加，物体对外做功物体的内能减小；物体吸收热量，物体的内能增加，物体对外放热，物体的内能减小. 7. 单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量叫这种物质的比热容，简称比热. 比热的单位是焦/(千克·℃). 水的比热是4.2×103焦/(千克·℃). 它的物理意义是：1千克水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103焦. 水的比热. 所以沿海地方的气温变化没有内陆那样显著. 8. Q吸=cm(t - t0)；Q放=cm(t0 - t)；或合写成Q=cmΔt. 热平衡时有Q吸=Q放即c1m1(t - t01)=c2m2(t02 - t). 9. 能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成为其他形式，或者从一个物体转移到另一上物体，而在转化的过程中，能量的总量保持不变. 这个规律叫能量守恒定律. 内能的利用中，可以利用内能来加热，利用内能来做功. 10. 1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值. 热值的单位是：焦/千克. 氢的热值()是1.4 ×108焦/千克，它表示的物理意义是：1千克氢完全燃烧放出的热量是1.4 ×108焦.
电 学 1. 摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电. 用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电. 2. 自然界存在着两种电荷，正电和负电. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引. 3. 电荷的多少叫电量. 电荷的符号是“Q”，单位是库仑，简称库，用符号“C”表示. 4. 摩擦起电的原因是电荷发生转移. 电子带负电. 失去电子带正电；得到电子带负电. 5. 电荷的定向移动形成电流. 把正电荷移动的方向规定为电流的方向. 能够提供持续供电的装制叫电源. 干电池、铅蓄电池都是电源. 直流电源的作用是在电源内部不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷. 干电池、蓄电池对外供电时，是化学能转化为电能. 6. 容易导电的物体叫导体. 金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等都是导体；不容易导电的物体叫绝缘体. 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等是绝缘体. 导体和绝缘体之间没有绝对的界限. 金属导电，靠的就是自由电子导电 . 7. 把电源、用电器、开关等用导线连接起来组成的电流的路径叫电路. 接通的电路电通路；断开的电路电开路；不经用电器而直接把导线连在电源两端叫短路. 用符号表示电路的连接的图叫电路图. 把元件逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路. 把元件并列地连接起来的电路叫并联电路. 8. 电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量 . "I"表示电流, "Q"表示电量, "t"表示时间，则 I= . 1安=1库/秒. 1安（A）=1000毫安(mA)；1毫安(mA)=1000微安(μA)； 9. 测量电流的仪表叫电流表. 实验室用的电流表一般有两个量程和三个接线柱，两个量程分别是 0～0 .6安和 0～3安；接0～0 .6安时每大格为0.2安，每小格为0.02安；接0～3安时每大格为1安，每小格为0.1安. 10. 电流表使用时：①电流表要串联在电路中；②“+”、“－”接线柱接法要正确；③被测电流不要超过电流表的量程；④绝对不允许不经用电器而把电流表直接连到电源的两极上. 11.电压使电路中形成电流. 电压用符号“ U”表示，单位是伏，用“ V”表示. 1千伏(kV)=1000伏(V); 1伏(V)=1000毫伏(mV)；1毫伏(mV)=1000微伏(μV). 一节干电池的电压为1.5伏 ，电子手表用氧化银电池每个也是1.5伏，铅蓄电池每个2伏 ，家庭电路电压为220伏 ，对人体的安全电压为不超过 36伏. 12. 测量电压的仪表叫电压表. 实验室用的电压表一般有两个量程和三个接线柱，两个量程分别是 0～3伏和 0～15伏；接0～3伏时每大格为1伏，每小格为0.1伏；接0～15伏时每大格为5伏，每小格为0.5伏. 13. 电压表使用时：①电流压表要并联在电路中；②“+”、“－”接线柱接法要正确；③被测电压不要超过电压表的量程. 14. 导体对电流的阻碍作用叫电阻. 电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定导体的材料、长度和横截面积. 电阻的符号是“R”，单位是“欧姆”，单位符号是“Ω”. 1兆欧(MΩ)=1000千欧(kΩ)；1千欧(kΩ)=1000欧(Ω). 15. 变阻器的作用是：改变电阻线在电路中的长度，就可以逐渐改变电阻，从而逐渐改变电流. 达到控制电路的目的.
欧姆定律16. 导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比. 这个结论叫欧姆定律. 用公式表示是:I=U/R
本专题的考点是：关于磁场的基础知识及应川、了解电和磁之间的联系、知道电磁波在真空中的传播速度、了解电磁波的应用.
本专题的难点是：认识磁场、会用磁感线描述磁场，弄清发电机和电动机的工作原理.重点是：用磁感线描述磁场、电磁继电器、电动机的原理、发电机的原理、电磁波的产生及应用，考试热点是：磁感线、安培定则、发电机和电动机的原理、电磁波的应用.
本专题知识在中考试卷中的考查主要以填空题、选择题、作图题为主.利用选择题可以将相近、易混的知识点放在一起考查，既扩大了考查面，又可以考查同学们对概念的理解程度，这几年考题中经常出现，同学们在平时的学习和练习巾要学会进行比较，弄清相近、易混的知识点之问的联系和区别，加深理解.
第1节 简单的磁现象
重点考点
这部分内容有四个重要考点：磁极间相互作用的规律、磁场的基本性质、磁场的方向、地磁场.对本知识点的考查，一般是通过考查磁极之问的相互作用及磁场方向来命题.
中考常见题型
例1（2014.宜宾）请利用图1中给出的信息，在图中标出电源的正极、小磁针的N极，并用箭头标出磁感线的方向.
思路分析：由图1可知通电螺线管的右端为S极，则左端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的右端为S极，则左端为N极，因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以在磁体外部磁感线的方向是指向右的.根据右手螺旋定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的左端，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的右端流人，则电源的右端为正极.答案如图2所示.
第2节 电流的磁效应
重点考点
奥斯特实验表明通电导线周围存在着磁场――电流的磁场，这就是电流的磁效应，其本质可以简记为：电生磁.电流的磁场方向跟电流方向有关.根据电流的磁效应，人们发明制作了螺线管、电磁铁、电磁继电器.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，其两端的极性跟螺线管中的电流方向有关，可以用安培定则来判定，
电磁铁的极性、电流方向，以及磁性强弱的判断、探究影响电磁铁磁性强弱的因素、电磁铁的应用是中考的重点和热点，经常以填空题、选择题、作图题、实验探究题的形式出现.
电磁继电器就是利用电磁铁来控制r作电路的一种开关，是利用电流的磁效应工作的.了解电磁继电器的工作原理，必须区分控制电路与厂工作电路.控制电路就是电磁铁电路，电磁继电器是通过电磁铁电路的通、断而改变电磁铁的磁性有无，从而控制工作电路的.
利用某种方式来操纵电磁继电器控制电路的通、断，就可以实现对工作电路的自动控制，例如水位自动报警器就是由水位的升降来操纵电磁继电器控制电路的通、断.这部分知识在近年的中考试题中出现频率、所占分值呈上升趋势.
中考常见题型
例2 （2014.南昌）家庭电路中常用带有开关的移动插座，插座上的开关与插座是________联，插座与插座之间是____ 联.如图3所示.A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向左移动时，A弹簧的长度将____，B弹簧的长度将____.（均填“伸长”“缩短”或“不变”）
思路分析：本题考查了家庭电路的连接，影响电磁铁磁性强弱的因素和根据右手定则判断通电螺线管的极性.插座是用来连接用电器的，开关与被控制的用电器是串联的，所以插座上的开关与插座是串联的，用电器之间是并联的，所以插座与插座之间是并联的.开关闭合，滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，对铁棒的吸引力增强，弹簧A长度会伸长，根据安培定则判断通电螺线管的上端为s极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短.当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的排斥力增大，所以弹簧B长度会缩短.
答案：串 并 伸长 缩短
例3 （2014.东营）学校教学楼里安装的应急照明灯，内部结构如图4所示，分电器的作用是把220 V的交流高压转化为12 V的直流低压，并且分两路输出.请说出220 V的供电线路有电和停电时，蓄电池、灯泡的工作状态分别是什么.
思路分析：电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、触点簧片、弹簧等组成，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁力也随之消失，衔铁就会在弹簧的作用下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的.在220 V照明电源正常情况下，应急照明灯通过分电器给蓄电池充电，此时，电磁铁吸引衔铁，将灯泡与蓄电池所在电路形成断路，灯泡不发光.当照明电源突然停电时，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上抬起，使灯泡和蓄电池所在的电路形成通路，灯泡发光，从而实现自动应急照明，
答案：有电时，应急灯熄灭，蓄电池充电；停电时，应急灯由蓄电池供电而点亮.
例4（2014.泰安）如图5，闭合开：关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小.则下列分析正确的是（）.
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为“+”极
C.断开开关，弹簧测力计的示数为零
D.若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计的示数增大
思路分析：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，从而可以确定电磁铁的磁性变强.而条形磁体的下端为N极，并FL弹簧测力计的示数变小，由于异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以电磁铁的上端为N极，故A不符合题意，由安培定则可知，电流由电磁铁的下端流人，故电源右端为正极，左端为负极，故B不符合题意，断开开关，电路中没有电流，所以电磁铁无磁性，即电磁铁对条形磁体既不吸引也不排斥，但由于条形磁体的F1重，故弹簧测力计有示数，故C不符合题意.抽去铁芯后，电磁铁的磁性变弱，而电磁铁的上端为N极，并月一同名磁极相互排斥，电磁铁对条形磁体的排斥力减小，弹簧测力计的示数将变大，故D符合题意.选D.
第3节 磁场对电流的作用 电动机
重点考点
通电导体在磁场中会受到力的作用.两个磁体间的相互作用是通过磁场而发生的，电流周围也存在着磁场，当把通电导体放人磁场中时，相当于把一个磁体放入了此磁场中，由于磁场对磁体会产生力的作用，所以通电导体在磁场中也会受到力的作用，而作用的实质，还是两个磁场间发生了力的作用.
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向都有关系，人们发明制造的电动机就是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它把电能转化为机械能，电动机分为交流和直流两种.磁场对电流的作用简单理解就是“因电而动”，
动圈式扬声器足利用通电导体在磁场中受力运动的原理把电信号转换成声信号的一种装置.
中考常见题型
例5（2014-安徽）图6为直流电动机的工作原理图.以下相关的分析中正确的是（）.
A.电动机工作过程中.消耗的电能全部转化为内能
B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C.电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流
D.电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变
思路分析：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能.电动机工作过程中，消耗的电能几乎全部转化5转化为机械能，只有很少一部分电能转化为内能，A、B错.电动机工作过程中，线圈切割磁感线，线圈中也产生感应电流，C对.存制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方阳，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动.矿选项D错误.选C.
第4节 电磁感应现象发电机
重点考点
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流，感应电流的方向跟磁场方向和导体切割感线运动方向有关（三者互相垂直），改变磁场方向或改变导体切割磁感线方向都会改变感应电流的方向.发电机、动圈式话筒就是利用电磁感应原理制成的.其实质可以婵解为“因动而电”或“磁生电”.发电机工作时，将机械能转化为电能.
这部分知识在中招考试中出现的频率很高，每年的试题可以变换新颖的背景，而形式最多的是将发电机和电动机的原理进行比较，考查同学们是否理解其实质.中考常见题型
例6（2014.邵阳）下列哪种电器设备是利用电磁感应现象来工作的？（）
A.电热器 B.电动机 C.发电机 D.电磁铁
思路分析：先要知道电磁感应现象原理的含义.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这叫电磁感应现象，其前提条件是施加运动，结果是产生电流.电热器的主要部件是发热体，足利用电流的热效应工作的，故A不符合题意.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动来工作的，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，故B不符合题意，发电机就是通过线圈在磁场中做切割磁感线的运动，此时电路中会产生电流，故是电磁感应现象，故C正确.电磁铁足利用电流的磁效应的原理制成的，故D不符合题意，故选c，
小结：明确各设备的结构及工作原理，掌握电流的三种效应，即可解决本题.
第5节 信息的传递
重点考点
1.电话的结构及工作原理：最简单的电话由话筒和听筒组成.话筒把声音变成相应的电流信号，听筒再把电信号变成声音.
2.模拟信号和数字信号：信号电流的变化情况与声音的变化情况完全一样的信号叫模拟信号：信号是用不同符号的不同组合来表示，这种信号叫数字信号.使用数字信号的通信方式叫数字通信.
3.电磁波：变化的电流产生电磁波，电磁波的家族庞大、应用广泛，如无线电台、无线电视节日发射、雷达、手机等，都利用电磁波传递信号，电磁波的传播不需要介质.电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c=3xl0 8 m/s.电磁波的传播速度c、波长λ、频率f的关系为c=λf.
中考常见题型
例7 （2014.广安）随着数字时代的到来，3G与4G的相继出现，现在我们已经可以很方便地使用 3G或4G.手机进行无线网络登陆，对手机上网的说法中，正确的是（）.
A.使用电磁波传输数字信号
B.使用超声波传输数字信号
C.使用红外线传输数字信号
初中物理涉及到的研究方法有很多，以下分别加以说明。
一、控制变量法
自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的，因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单个自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是“控制变量”的方法。
在初中物理实验过程中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。其在初中物理教材中的应用有：
1.研究蒸发的快慢与哪些因素有关；
2.研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；
3.研究液体压强与哪些因素有关；
4.研究浮力大小与哪些因素有关；
5.研究压力的作用效果与哪些因素有关；
6.研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关；
7.研究动能、重力势能大小与哪些因素有关；
8.研究导体的电阻与哪些因素有关；
9.研究电阻一定，电流与电压的关系；
10.研究电压一定，电流和电阻的关系；
11.研究电流做功的多少与哪些因素有关；
12.研究电流的热效应与哪些因素有关；
13.研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关；
14.研究物体吸收放热的多少与哪些因素有关；
15.研究电功大小与哪些因素有关；
16.研究通电螺线管的极性与哪些因素有关；
17.研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关；
18.研究感应电流的方向与哪些因素有关；
19.研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解其在初中物理教材中的应用有：
1.研究串、并联电路时，引入总电阻的概念；
2.等效替代法测电阻；
3．滑动摩擦力的测量；
4．“曹冲称象”；
5．通过导体时产生的一些现象（如小灯泡发光）来确定是否有电流通过；
6．研究大气压的值时，用水银柱高所产生的压强来研究大气压；
7.在平面镜成像的实验中用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同。
三、推理法
有一些物理现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正确结论。其在初中物理教材中的应用有：
1．研究声音不能在真空中传播；
2．研究牛顿第一定律。
四、类比与归纳法
类比法是指由一类事物所具有的属性，可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。从一般性较小的前提出发，推出一般性较大的结论的推理方法叫归纳法。在科学研究中，归纳法发挥着重要的作用，许多物理概念、定律及规律的获得都是借助了归纳法的力量，由实验（演示实验或学生实验）归纳获得的。其在初中物理教材中的应用有：
1．研究电流和电压时，用水流和水压类比；
2．用水波类比声波；
3．类比磁极间和电荷间的相互作用。
大多数定理和规律的提出都应用了归纳法，比如铜能导电，银能导电，锌能导电，则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理，反复通过实验来验证它的正确性，然后归纳、分析整理得出正确的结论。在阿基米德原理中，为了验证F浮＝G排，我们分别利用石块和木块做了两次实验，归纳、整理后均得出F浮＝G排，于是验证了阿基米德原理的正确性，而我们使用的正是这种方法。
五、转换法
对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身，通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等去认识事物的方法。其在初中物理教材中的应用有：
1.用细线测量地图上铁路线的长度，用直尺和三角板测硬币的直径；
2．用小磁针研究磁场方向；
3．用电磁铁吸引大头针的多少来比较磁性的强弱；
4．根据电灯的亮暗程度比较电流的功率；
5．通过比较电流的大小来比较电阻的大小；
6．通过观察木块被运动物体撞击后移动的距离大小来比较物体动能的大小；
7．通过观察木桩被打入沙中的深浅来比较重物的重力势能的大小；
8．通过墨水滴入水中的扩散现象来说明分子的运动特点；
9．通过物体形变量的大小来说明物体受力的大小。
研究方法多种多样，每一种方法都有自己的特点。在指导学生研究物理现象、概念和规律时，要潜移默化地渗透科学研究方法，正确地认识各种教学方法的功能和效果，在具体教学过程中，根据实际情况选择不同的教学方法。