人教版高二物理選修磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 省賽獲獎(jiǎng)

課節(jié)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用課型新授課教材分析磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用本節(jié)的內(nèi)容選自人民教育出版社物理選修1-1第二章第三節(jié)。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)基本概念的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理讓學(xué)生了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是判斷安培力的方向和對(duì)安培力大小表達(dá)式的理解?？臻g想象能力對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。本節(jié)內(nèi)容為后面學(xué)習(xí)“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用”做鋪墊。磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用教材設(shè)置了多種實(shí)驗(yàn)探究，激發(fā)學(xué)生的思考，探究物理規(guī)律，并通過(guò)實(shí)例分析讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生活中常見(jiàn)現(xiàn)象和科學(xué)技術(shù)，學(xué)會(huì)應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，體現(xiàn)“生活無(wú)處不物理”的新課程理念。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)。會(huì)用安培定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)。學(xué)生還不知道安培力的大小和方向。本節(jié)中的左手定則涉及三個(gè)物理量的方向，而學(xué)生的空間想象能力不足，因此，在教學(xué)中利用模型讓學(xué)生直觀地去觀察。在探究安培力大小表達(dá)式時(shí)，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)的歸納總結(jié)能力。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1.知道什么是安培力，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)中影響通電導(dǎo)線所受安培力的大小和方向的因素；2.會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向；3.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式、物理意義和單位；4.了解電動(dòng)機(jī)的工作原理，知道電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。過(guò)程與方法1.情景導(dǎo)入：利用魔術(shù)表演，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；2.知識(shí)講授：利用ppt講解和實(shí)際演示操作相結(jié)合；3.分組制作：分組制作迷你電動(dòng)機(jī)，開(kāi)發(fā)學(xué)生的動(dòng)手能力；情感與態(tài)度1.通過(guò)小組分工合作，共同完成項(xiàng)目任務(wù)，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神；2.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力。3.通過(guò)分組制作迷你電動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。重點(diǎn)左手定則以及安培力表達(dá)式。難點(diǎn)磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力方向三者的關(guān)系。教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、演示指導(dǎo)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)課件、多媒體電腦、平板電腦、魔術(shù)道具、泡沫、三種顏色的塑料棍、安培力演示儀、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、電流表、電源、銅線、剪刀、五號(hào)電池、磁鐵。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖組織教學(xué)1min檢查出缺席情況。向老師問(wèn)好調(diào)整進(jìn)入狀態(tài)導(dǎo)入新課2min在上課之前，老師想給大家表演個(gè)小魔術(shù)“意念螺絲”，這是一個(gè)螺絲，上面有一個(gè)螺絲帽。我現(xiàn)在要用意念控制它，讓它旋轉(zhuǎn)。接下來(lái)就是見(jiàn)證奇跡的時(shí)候，轉(zhuǎn)，停，再轉(zhuǎn)，停。提問(wèn)：螺絲帽為什么會(huì)動(dòng)呢？（受力）那是什么力呢？它的大小和方向有什么特點(diǎn)呢？我們這節(jié)課就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用進(jìn)入情景激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。知識(shí)儲(chǔ)備1min我們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力。大家知道，奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，打開(kāi)了電與磁聯(lián)系的大門。之后，物理學(xué)家們想，既然電流對(duì)磁場(chǎng)有力的作用，那磁場(chǎng)對(duì)電流有沒(méi)有作用呢？安培重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)，并有了新的發(fā)現(xiàn)，人們?yōu)榱思o(jì)念安培在此領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)，將其命名為安培力。貯備知識(shí)介紹安培力命名的由來(lái)。切入主題1min首先我們從方向上來(lái)認(rèn)識(shí)一下安培力提問(wèn)：大家猜想一下，安培力的方向可能與哪些因素有關(guān)呢？（電流方向，磁場(chǎng)的方向）提問(wèn)：當(dāng)我們研究問(wèn)題時(shí)，同時(shí)遇到多個(gè)未知量，怎么辦呢？（采用控制變量法）學(xué)生討論進(jìn)行猜想引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新知。探究安培力的方向4min播放實(shí)驗(yàn)微課視頻教師總結(jié)：由實(shí)驗(yàn)可以看出，磁場(chǎng)的方向或電流的方向發(fā)生改變時(shí)，安培力的方向也隨之發(fā)生改變。那么它們之間是否有規(guī)律可循呢？學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生思考。合作探究2min現(xiàn)在，老師把實(shí)驗(yàn)的四種情況簡(jiǎn)易圖畫出來(lái)。紅色箭頭表示電流方向，藍(lán)色代表磁場(chǎng)的方向，黃色箭頭即為安培力的方向。提問(wèn)：哪組組的同學(xué)來(lái)描述一下？可見(jiàn)，安培力方向和電流、磁場(chǎng)的方向三者之間的關(guān)系是確定的。以后我們就可以用這個(gè)模型來(lái)判斷出安培力的方向。做題時(shí)，拿著。考試時(shí)也得帶著。攜帶起來(lái)很不方便。能不能用一個(gè)既簡(jiǎn)單又方便方法來(lái)判斷方向呢？小組討論，搭建模型。更加直觀的了解三者方向的關(guān)系。左手定則1min請(qǐng)同學(xué)們伸出左手，是拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線傳入手心，并使四指指向電流的方向，那么拇指所指的方向就是安培力的方向。這就是左手定則。了解左手定則。更好地掌握左手定則左手定則練習(xí)題4min下圖表示一根放在磁場(chǎng)里的通電導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。圖中分別標(biāo)明了電流、磁場(chǎng)和安培力這三個(gè)量中的兩個(gè)方向，試標(biāo)出第三個(gè)量的方向。安培平行導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)：兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。你能判斷通電后它們的作用力嗎？魔術(shù)大揭秘（解釋螺絲為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)）小組合作，配合學(xué)習(xí)。鞏固左手定則。探究安培力的大小7min1.猜想：安培力的大小可能與哪些因素有關(guān)呢？用什么方法來(lái)研究？（控制變量法）2.實(shí)驗(yàn)儀器：安培力演示儀、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線操作步驟：（1）安培力與電流強(qiáng)弱的關(guān)系保證磁場(chǎng)強(qiáng)弱和導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度不變。先讓電流為A，大家看指針偏轉(zhuǎn)幾個(gè)格？現(xiàn)在調(diào)節(jié)滑片，讓電流表示數(shù)為A，指針偏轉(zhuǎn)幾個(gè)格？提問(wèn)：通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論呢？結(jié)論：在其他因素不變的前提下，電流加倍，安培力也增大一倍，即安培力的大小與電流大小成正比。（2）安培力與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度的關(guān)系下面我們保證磁場(chǎng)強(qiáng)弱和電流的強(qiáng)弱不變，此時(shí)電流表為A，看安培力的大小與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中長(zhǎng)度的關(guān)系。先接23兩個(gè)接線柱，大家看指針偏轉(zhuǎn)幾個(gè)格？現(xiàn)換接12接線指針偏轉(zhuǎn)幾個(gè)格？提問(wèn)：通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論呢？結(jié)論：在其他因素不變的前提下，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度加倍，安培力也增大一倍，即安培力的大小與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度成正比。F∝IF∝LB=F/ILFB=F/ILF=BILF∝ILB與電流的強(qiáng)弱和導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān)沒(méi)？（沒(méi)有）。那它與什么有關(guān)呢？只改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，來(lái)看看這個(gè)比值有什么變化？（3）B與磁場(chǎng)強(qiáng)弱的關(guān)系保證電流強(qiáng)弱和導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度不變，增加磁場(chǎng)的強(qiáng)度，觀看指針偏轉(zhuǎn)幾個(gè)格？結(jié)論：磁場(chǎng)越強(qiáng)，安培力越大，F(xiàn)/IL就越大。精確的實(shí)驗(yàn)表明，磁場(chǎng)強(qiáng)弱增加一倍，安培力也增加一倍。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論教師演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。磁感應(yīng)強(qiáng)度1min比例系數(shù)B只與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。我們就用B來(lái)反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，將其稱之為磁感應(yīng)強(qiáng)度，用符號(hào)B來(lái)表示。它單位是特斯拉，用T來(lái)表示。提問(wèn)：能反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，它是標(biāo)量是矢量？我們規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極所指的方向（磁場(chǎng)的方向）為磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。配合學(xué)習(xí)了解磁感應(yīng)強(qiáng)度安培力大小表達(dá)式1min通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析，我們得出安培力大小的表達(dá)式：F=BIL提問(wèn)：那么這個(gè)公式的使用條件是什么？（指圖說(shuō)）電流方向和磁場(chǎng)方向垂直。當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直的時(shí)候，F(xiàn)=ILB才成立。強(qiáng)調(diào)安培力F=BIL的條件學(xué)以致用1min思考與討論：線圈在磁場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng)段通電導(dǎo)線所受安培力的方向？段通電導(dǎo)線所受安培力的方向？3.通電矩形線圈在磁場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng)呢？（轉(zhuǎn)動(dòng)）思考問(wèn)題為引出電動(dòng)機(jī)做鋪墊動(dòng)手制作10min以上只是我們的理論分析，事實(shí)上是不是這樣呢？教師展示：轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈同學(xué)們能不能利用老師提供的器材，發(fā)揮你們說(shuō)的創(chuàng)造力，制作一個(gè)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈呢？實(shí)驗(yàn)儀器：設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)踐。學(xué)中做，做中學(xué)；培養(yǎng)合作能力和創(chuàng)新意識(shí)。電動(dòng)機(jī)1min通過(guò)親身的體驗(yàn)，我們知道通電線圈在磁場(chǎng)中確實(shí)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。教師展示三相電機(jī)：介紹定子和轉(zhuǎn)子其中轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子。固定不動(dòng)的部分為定子，它可以磁鐵，也可以是線圈。左圖是一種電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子。電動(dòng)機(jī)在我們的生活中應(yīng)用廣泛，與我們的生活是密不可分的，比如說(shuō)夏天常用的電風(fēng)扇，外出旅游乘坐的高鐵，以及現(xiàn)在比較科學(xué)前沿的智能機(jī)器人，都是應(yīng)用電動(dòng)機(jī)的原理制作而成的，我們的生活因?yàn)橛辛穗妱?dòng)機(jī)而變得更加豐富多彩了解電動(dòng)機(jī)工作原理，動(dòng)腦思考、開(kāi)闊思維。學(xué)以致用，理論與實(shí)踐相結(jié)合。課堂小結(jié)1min通過(guò)本節(jié)課你有什么收獲？梳理知識(shí)鞏固知識(shí)教師總結(jié)1min通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們深深的體會(huì)到物理就在我們的生活中，可見(jiàn)、可聞、可做。并且體會(huì)到控制變量法是研究復(fù)雜問(wèn)題的一種有效手段，并把這種思想運(yùn)動(dòng)到我們的生活中去，你會(huì)發(fā)現(xiàn)“生活無(wú)處不物