《通電導線在磁場中受到的力》教學設計

1、3.4通電導線在磁場中受到的力 一、教材分析 安培力和下一節(jié)的洛倫茲力是本章的核心內(nèi)容，這些知識不僅在學習?物理選修3-2?各章要用到，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和高新科技開展中都有廣泛的應用。安培力的方向和大小是本節(jié)的重點，弄清安培力，電流，磁感應強度三者的空間關系是本節(jié)的難點。安培力的方向一定與電流，磁感應強度的方向都垂直，但電流方向與磁感應強度的方向可以成任意的角度，當電流的方向與磁感應強度的方向垂直時，安培力最大。對此學生常?；煜?。例如，在解決實際問題時，誤以為安培力，電流，磁感應強度一定是兩兩垂直的等，另外，空間想象能力對本節(jié)的學習至關重要。要使學生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的側視圖，俯視圖和剖

2、面圖，需要一定的訓練穩(wěn)固。 二、教學目標 一知識與技能 1、會推導磁場中安培力的表達式，會計算磁場中安培力的大小。 2、知道左手定那么的內(nèi)容，并會用它判斷安培力的方向。 3、了解磁電式電流表的工作原理。 二過程與方法 通過演示實驗歸納、總結安培力的方向與電流、磁場方向的關系左手定那么。 三情感、態(tài)度與價值觀 1、通過推導一般情況下安培力的公式F=ILBsin，使學生形成認識事物規(guī)律要抓住 一般性的科學方法。 2、通過了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識的相互聯(lián)系。 三、教學的重點和難點 安培力的方向和大小是本節(jié)的重點，弄清安培力，電流，磁感應強度三者的空間關系是本節(jié)的難點。 四、教學方法：

3、實驗觀察法、邏輯推理法、歸納總結法、討論探究法、講解法。五、學情分析 學生通過前面的學習已經(jīng)掌握了電流、磁感應強度的相關知識，已經(jīng)知道通電導線 在磁場中會受到的力的作用，通過本節(jié)學習進一步知道這個力是安培力，會判斷方向，會計算大小。本節(jié)需要學生有一定的空間想象能力，通過一定的訓練穩(wěn)固。 六、教學用具： 蹄形磁鐵、導線和開關、電源、鐵架臺、線圈、視頻展臺，白板等多媒體輔助教學設備 七、教學過程： 【復習】復習引導、創(chuàng)設情境、激發(fā)興趣 通過本章的第一節(jié)學習，我們知道通電導線在磁場中會受到的力的作用，這節(jié)課我們來具體研究一下這個力?！臼谛抡n】 【演示實驗】引出課題 準備蹄形磁鐵、導線和開關、電源、鐵

4、架臺、線圈等用具。把線圈通過兩根比擬柔軟的導線先掛在鐵架臺上，線圈底邊穿過蹄形磁鐵。這時讓同學觀察，線圈的情況。 提起同學注意觀察：現(xiàn)在給線圈通電，線圈情況又會怎樣呢？ 線圈動了，實驗效果很明顯。通電導線在磁場中受到的力稱為什么力，同學們自己閱讀教材91頁第一段，找出答案。 【一、安培力】明確知識、突出重點、解決難點 1、 安培力的方向： 猜測：由F = B I L 猜測，F(xiàn)的方向可能和誰有關？ 學生答：可能與B和I 的方向有關 教師：如何設計實驗去證明F的方向與B和I的方向有關？ 教師引導學生用“控制變量法設計實驗在原有實驗的根底上進行探究，學生思考討論。 演示實驗： （1） 調換磁鐵兩極的

5、位置來改變磁場方向 現(xiàn)象：導體向相反的方向運動。 （2） 改變電流的方向 現(xiàn)象：導體又向相反的方向運動。 教師引導學生分析得出結論： 1安培力的方向和磁場方向、電流方向有關系。 2安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面。 左手定那么：通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系，可以用的方向就是：伸開左手，是大拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，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。 特別提醒： 1.無論通電導線與磁感線的夾角如何，安培力的方向

6、一定可以用左手定那么來判斷，當導線和磁感線不垂直時，把導線所在處的磁感應強度B分解為跟導線平行的分量B和跟導線垂直的分量B，讓B垂直穿過掌心，不管怎樣，安培力一定垂直于導線與磁感線所決定的平面 2、F、B、I三者關系：用正方體演示，演示時用的線條要醒目，讓同學看的視角要適宜。 、F、B、I三者關系為兩兩垂直時，F(xiàn)、B、I三者關系示意圖：、當B與I不垂直時F、B、I的關系示意圖：總結：不管B與I是否垂直，F(xiàn)都垂直與B和I所決定的平面。 【實戰(zhàn)演練】探討共進、總結提高 常識準備： “表示電流垂直紙面向外，“表示電流垂直紙面向里?！?#215;表示磁感線垂直紙 面向里，“表示磁感線垂直紙面向外例1、

7、 利用左手定那么判斷以下通電導體在磁場中所受的安培力方向。 例2、 如下圖磁場中有一條通電導線，其方向與磁場方向垂直。圖甲、乙、丙分別標明了電流、磁感應強度和安培力三個量中兩個量的方向，試畫出第三個量的方向。判斷通電導在安培力作用下的運動問題的根本方法 1.畫出導線所在處的磁場方向 2.確定電流方向 3.根據(jù)左手定那么確定受安培力的方向 4.根據(jù)受力情況判斷運動情況 【檢驗實效】 現(xiàn)在用實踐檢驗一下我們剛學過的知識。 再次演示實驗：先用剛剛學到的知識判斷一下線圈動的方向，然后通電演示。 實驗結果和我們判斷的是一樣的，說明我們學到的左手定那么正確而且非常實用。 前后照應，一氣呵成，有利于知識的掌

8、握和理解。 通電導線在磁場中受到力的作用，利用這點人類制作出了磁電式儀表，下面我們一起研究一下磁電式電流表。 【二、磁電式電流表】多媒體演示 1、 磁電式電流表的構造 多媒體翻開圖一和圖二，展示磁電式電流表的構造。一邊展示，一邊講解。如下圖是電流表的構造圖，在一個很強的蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以轉動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針，線圈的兩端分別接在這個螺旋彈簧上，被測電流通過彈簧流入線圈。2、 磁電式電流表的工作原理 1 同學們翻開課本，根據(jù)課本分小組討論研究磁電式電流表的工作原理。 可以參照以下幾個問題： 線圈的轉動是怎樣產(chǎn)生

9、的？線圈為什么不能一直轉下去？ 為什么指針偏轉角度的大小可以說明被測電流的強弱？ 如何根據(jù)指針的偏轉方向來確定電路上電流的方向？2 媒體翻開圖三，展示磁電式電流表的工作原理。 3 組代表根據(jù)圖片講解磁電式電流表的工作原理。如有不全或者欠妥，其他同學們可以修改補充。 .蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉到，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉動的力矩相平衡時，線圈停止

10、轉動。 .磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。 .當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。八、板書設計3.4通電導線在磁場中受到的力 一、安培力 1、安培力的方向左手定那么 2、安培力的大小 ILBsin 二、磁電式電流表 1、磁電式電流表的構造 2、磁電式電流表的工作原理九、教學反思： 對于這節(jié)課教材課標有三個目標，一個是安培力的方向，會用左手定那么判斷安培力的方向；二個推導勻強磁場

11、中安培力表達式，計算勻強磁場中安培力的大??；三是知道磁電式電表的根本結構以及運用它測量電流大小和方向的根本原理。 本節(jié)設計能夠突出新課程中重過程、重方法、重體驗的理念，始終以情景問題為依托，引導學生去思考、總結、歸納，凸現(xiàn)了學生分析能力、思維探究能力、實驗能力和評價能力的培養(yǎng)，注重了信息技術與物理學科教學的結合。教學中盡可能多地讓學生參與課堂教學活動，加深課堂教學的實效，表達了以學生為主體的教學理念。從課后作業(yè)等情況來看，取得了一定的效果。 但仍有幾點反思： 1、知識層次方面：本節(jié)內(nèi)容含量稍多，需把握演示實驗的時間，完本錢節(jié)至少要用一課時，要求全體學生參與思考討論，學習體會安培力方向的判斷方法。左手定那么是比擬抽象的內(nèi)容，學生不易理解，設計時采用演示實驗的方法，用事實說話，易于幫助學生理解。 2、學生方面：個人認為學生對實驗的能力欠缺，加強引導是關鍵。設計應把重點放在學生物理思維的養(yǎng)成上。為了提升學生分析思考物理問題的能力，設計中采用了演示實驗和大屏幕相配合，把每步演示實驗