資源簡介

1.1 磁場對通電導線的作用力
---教學評大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·選擇性必修·第二冊 第一章第1節 磁場對通電導線的作用力
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 通過實驗，認識安培力。能判斷安培力的方向，會計算安 培力的大小。了解安培力在生產生活中的應用。 教材分析： 安培力的方向和大小是本節的重點內容，也是這一章的重點內容之一。安培力、電流、磁感應強度三者方向的空間關系（左手定則）是本節的難點，比如：安培力的方向一定與電流、磁感應強度方向垂直，但電流方向與磁感應強度的方向可以成任意角度；當電流方向與磁感應強度的方向垂直時，安培力最大。正確應用左手定則也是本章的難點之一。
學情分析 知識儲備：學生已經在必修課中學過磁場的一些知識，比如磁感應強度，知道通電導體周圍會產生磁場，學習了安培定則，但由于時間跨度大，學生對相關知識忘記得很嚴重，對本節課內容的學習存在著極大困難。 能力基礎：學生已經具備了一定的物理實驗能力，能用一些實驗方法（如控制變量法）處理實驗、分析和歸納實驗結果的能力，但是學生對物理現象的認識、理解只停留在感性認識上，語言描述歸納能力不夠精煉。 思維能力：學生在建立物理模型能力及空間思維能力方面有所欠缺，本節課通過自制磁場模型，讓學生感受左手定則，培養學生的空間思維能力。
核心素養 物理觀念：知道安培力的方向與電流、磁感應強度的方向都垂直，會用左手定則判斷安培力的方向；通過安培力的學習培養學生關于電磁場的物 質觀念、運動與相互作用觀念，進一步認識場的概念。 科學思維：通過磁場模型的演示，培養學生的空間思維能力，把抽象化為具體的物理方法，從三維空間轉化為二維平面的巧妙之處；推導勻強磁場中安培力的表達式，計算勻強磁場中安培力的大小 科學探究：引導學生用控制變量法探究和觀察安培力與哪些因素有關的實驗，記錄實驗現象并得出相關結論。 科學態度與責任：通過實驗演示、動手操作儀器，讓學生體驗安培力的特點，將理論聯系實際。
教學準備 多媒體課件、自制愛心線圈、安培力方向演示儀、自制左手定制磁場模型
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課 活動一：展示學習目標
1.通過實驗認識安培力的方向及大小，了解安培力在生產生活中的運用，會用左手定則判斷安培力的方向。 2.經歷得出安培力、磁感應強度和電流三者方向關系的過程，體會歸納推理的方法。經歷一般情況下安培力表達式的得出過程，體會矢量分析的方法。 3.觀察磁電式電流表的結構，知道磁電式電流表的工作原理，體會物理知識與科學技術的關系。 讓學生 明確學習目標，做到有的放矢； 課后根據目標，學生自我評價得失情況。
活動二：實驗情境導入 體驗磁場對通電導線的作用力（愛心實驗）
1.給學生演示“愛心”實驗： 提問：為什么愛心會自己轉動？ 演示“愛心”實驗； （1）學生親手查看，是否隱藏有其他機關——發現磁鐵； （2）思考：愛心轉動——運動狀態改變——可能受到一個看不見的力； （3）結合必修課中，我們已經知道了磁場對通電導線有作用力——進一步猜想：是這個力對愛心作用。 （1）觀察學生對實驗的興趣程度； （2）聽學生的回答情況，評價學生的表達能力和思維。
環節二：新課教學 活動一：探究安培力的方向 1、演示實驗——影響安培力的方向的因素
實驗探究 組裝好器材，進行實驗，觀察導體棒受力方向。 1. 上下交換磁極的位置以改變磁場的方向，觀察導體棒受力方向是否改變。 2. 改變導體棒中電流的方向，觀察受力方向是否改變。 實驗結果分析 試畫出下述兩實驗結果的正視圖： 安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所在的平面 組裝好器材，進行實驗。 引導學生觀察實驗現象。 引導學生得出結論：通電導線在磁場中所受安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向都垂直 學生上臺一起完成實驗。 觀察、記錄 （1）上下交換磁極的位置，安培力方向 。 （2）改變導體棒中電流的方向，安培力方向 。 填“改變”、不變。 思考回答：安培力方向與哪些因素有關？ 思考：安培力的方向與電流方向位置關系？ 安培力的方向與磁感應強度的方向位置關系？ 畫出下述兩實驗結果的正視圖。 明確學生學習任務； 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
2、左手定則——判斷安培力的方向
很難觀察到具體的關系，換成立體圖就更加清晰。通過用立方體的方式簡單描述F、B、I的關系，比較之后，你能用簡潔的方法表達F、B、I方向的關系？ 問題：如何更加精確的判斷安培力的方向呢 左手定則：伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內;讓磁感應線從掌心進入,并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向 引導學生總結F、B、I方向的關系 演示左手定則判斷安培力的方向 展示：自制左手定制磁場模型 讓學生體會： 磁場穿手心； 四指指電流； 大拇指表示力！ 跟著老師一起比劃左手定則，判斷安培力的方向 查看學生動作是否正確并糾正錯誤的動作。
3、課堂練習——利用左手定則，判斷安培力的方向
課堂練習——利用左手定則，判斷安培力的方向（導學案） 課件展示習題，巡查學生完成情況 1.自主完成 2.小組交流 3.學生上臺演示左手定則判斷安培力方向。 評價完成情況，表揚優秀學生，鼓勵未完成的學生，糾正錯誤做法。
活動二：安培力的大小
研究一個力除了方向還有大小。（播放動圖）通過前面的學習我們已經知道：垂直于磁場B放置、長為L的一段導線，當通過的電流為I時，所受的安培力F為： F=ILB IL是電流元，相當于電場中的q，磁感應強度B和電場強度E對應，那么整個公式就和F=qE相對應了。 問題：如果通電導線與磁場方向既不平行也不垂直時呢？ ①當磁感應強度B的方向與導線方向垂直時F=ILB ②當磁感應強度B的方向與導線方向平行時F=0. 磁感應強度B是一個矢量，可以進行分解，把磁感應強度B分解為兩個分量：①一個分量與導線垂直B1=Bsinθ，②另一分量與導線平行B2=Bcosθ，其中平行方向的B2不產生安培力，導線所受的安培力只是垂直方向的B1產生，由此又得： F=ILBsinθ（F依然垂直與BI組成的平面） 引導學生利用已學知識推導 F=ILB 各符號的物理意義： 單位: 自主學習； 自主推導； 思考： 各符號的物理意義； 單位: 適用條件： 評價完成情況
活動三：安培力在生產生活中的應用 1、認識磁電式電流表（學生自學）
（播放動圖線圈的轉動和電流表的指針偏轉）磁電式儀表最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈。圖是線圈在磁場中受力情況的圖示。當電流通過線圈時，導線受到安培力的作用。由左手定則可以判定，線圈左右兩邊所受的安培力的方向相反，于是安裝在軸上的線圈就要轉動。 課件展示磁電式電流表的結構示意圖 引導學生分析物理原理 引導思考優點和缺點。 學生自學 用左手定則判斷線圈受力方向 評價學生分析情況
2、例題講解
如圖所示，組成的導線框內通有電流I＝1A，導線框平面處在豎直平面內。勻強磁場方向豎直向下，B＝2T中，CE=40cm，，求三角形框架各邊所受的安培力。 多媒體展示例題 巡視學生思考練習 教師講解 思考練習 評價學生解說過程。 注意巡視有無學生亂用公式現象，若有，及時給予講解糾正。
環節三：課堂練習 分析“心”為什么動？
你知道我的“心”為什么在動了嗎？ 利用左手定則知道左邊電流受到安培力向里，右邊的向外，不斷變換，我的“心”就動起來了。 引導學生分析 小組討論 組員代表發言 評價學生小組討論參與度。
環節四：課堂小結
學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失
環節五：作業設計
P6 練習與應用 1、2題 指導學生完成練習，面批練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
主板書設計
§1.1磁場對通電導線的作用力 安培力的方向 左手定則——磁場？電流？大拇指？ 安培力的大小 F=ILB （IB） F=0 （I // B） F=ILBsinθ （I與B夾角為）
教學反思

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