2024-2025學(xué)年高中物理 第3章 2 磁場對通電導(dǎo)線的作用-安培力教學(xué)實錄 教科版選修3-1

2024-2025學(xué)年高中物理第3章2磁場對通電導(dǎo)線的作用——安培力教學(xué)實錄教科版選修3-1課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：磁場對通電導(dǎo)線的作用——安培力

2.教學(xué)年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2024年10月15日上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解釋和解決實際問題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解安培力的概念，掌握安培力計算公式，并能夠運用這些知識分析通電導(dǎo)線在磁場中的受力情況，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究和科學(xué)實踐能力。同時，強化學(xué)生對電磁相互作用的理解，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識：

學(xué)生在進入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的基本概念，包括電流、電壓和電阻等。此外，他們應(yīng)該對磁場的基本性質(zhì)有所了解，包括磁感應(yīng)強度、磁場方向等。這些基礎(chǔ)知識是理解安培力概念的前提。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高中一年級學(xué)生對物理學(xué)科普遍持有較高的興趣，尤其是對電磁學(xué)部分。他們具備一定的邏輯思維能力和抽象思維能力，能夠通過實驗和理論相結(jié)合的方式學(xué)習(xí)新知識。學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格各異，有的學(xué)生更傾向于通過實驗觀察來理解物理現(xiàn)象，而有的學(xué)生則更傾向于通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)來掌握物理規(guī)律。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)安培力時，學(xué)生可能會遇到以下困難和挑戰(zhàn)：首先，理解安培力公式中的物理意義可能較為抽象，學(xué)生需要通過實例和直觀演示來加深理解。其次，學(xué)生在應(yīng)用公式解決實際問題時，可能會遇到公式選擇和應(yīng)用不當(dāng)?shù)膯栴}，需要教師引導(dǎo)他們正確運用所學(xué)知識。此外，學(xué)生可能對磁場與電流方向關(guān)系的記憶和理解存在困難，需要教師通過多種教學(xué)方法幫助學(xué)生鞏固這一知識點。四、教學(xué)方法與策略1.采用講授與實驗相結(jié)合的教學(xué)方法，通過講解安培力的基本原理和公式，輔以實驗演示，幫助學(xué)生直觀理解。

2.設(shè)計互動式教學(xué)活動，如小組討論電流與磁場方向關(guān)系的實驗結(jié)果，鼓勵學(xué)生提出假設(shè)并驗證。

3.利用多媒體教學(xué)資源，展示安培力在不同條件下的計算過程，增強學(xué)生對公式的理解和應(yīng)用能力。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示生活中常見的電動機或揚聲器等設(shè)備，提問學(xué)生這些設(shè)備是如何工作的，引發(fā)學(xué)生對電流和磁場相互作用的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧電流和磁場的基本概念，以及右手定則的應(yīng)用。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

-詳細(xì)講解安培力的概念，包括其定義、產(chǎn)生條件和計算公式。

-通過動畫或?qū)嵨锬Ｐ驼故景才嗔Φ姆较蚝痛笮∪绾坞S電流和磁場方向的變化而變化。

-舉例說明：

-舉例說明安培力在電動機中的實際應(yīng)用，如線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動。

-通過具體例子展示如何計算安培力的大小，包括不同電流、導(dǎo)線長度和磁場強度的情況。

-互動探究：

-組織學(xué)生進行小組討論，探討安培力在不同情境下的應(yīng)用，如電流表、安培計等。

-進行簡單的安培力實驗，讓學(xué)生觀察并記錄安培力的變化。

3.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動：

-分發(fā)練習(xí)題，讓學(xué)生獨立完成，題目包括計算安培力大小、判斷安培力方向等。

-設(shè)計一些實際問題的應(yīng)用題，如計算電路中導(dǎo)線受到的安培力，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識進行解答。

-教師指導(dǎo)：

-巡視課堂，觀察學(xué)生的解題過程，及時解答學(xué)生提出的問題。

-針對學(xué)生的錯誤，進行個別指導(dǎo)，幫助學(xué)生糾正思路。

4.拓展延伸（約10分鐘）

-提出一些與安培力相關(guān)的拓展問題，如討論安培力在超導(dǎo)體中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的探索興趣。

-引導(dǎo)學(xué)生思考安培力與其他物理量的關(guān)系，如洛倫茲力。

5.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-學(xué)生總結(jié)：讓學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)安培力的關(guān)鍵點。

-教師總結(jié)：強調(diào)安培力的重要性，以及在物理學(xué)習(xí)和生活中的應(yīng)用。

-反思與評價：鼓勵學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，提出改進建議。六、拓展與延伸六、拓展與延伸

1.拓展閱讀材料

-《電磁學(xué)基礎(chǔ)》第一章：電磁感應(yīng)，介紹法拉第電磁感應(yīng)定律，探討電流與磁場變化的關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)提供理論基礎(chǔ)。

-《現(xiàn)代物理實驗技術(shù)》第四章：電磁學(xué)實驗，介紹常見的電磁學(xué)實驗方法和儀器，如電流表、電壓表、磁通計等，增強學(xué)生對電磁學(xué)實驗操作的理解。

-《大學(xué)物理》第二章：電磁學(xué)中的數(shù)學(xué)方法，介紹電磁學(xué)中的矢量分析和積分方法，幫助學(xué)生掌握電磁場問題的數(shù)學(xué)處理技巧。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以自主閱讀《電磁學(xué)基礎(chǔ)》中的電磁感應(yīng)章節(jié)，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理和應(yīng)用，思考如何將安培力與電磁感應(yīng)聯(lián)系起來。

-鼓勵學(xué)生利用《現(xiàn)代物理實驗技術(shù)》中的實驗方法，設(shè)計簡單的實驗來驗證安培力的計算公式，如使用電流表和磁場傳感器測量安培力。

-引導(dǎo)學(xué)生探究安培力在實際工程中的應(yīng)用，如研究電動機的原理和設(shè)計，分析不同電流和磁場條件下電動機的性能。

-學(xué)生可以嘗試解決一些復(fù)雜的物理問題，如計算復(fù)雜形狀導(dǎo)線在均勻磁場中受到的安培力，或者設(shè)計一個實驗來測量非均勻磁場中安培力的變化。

-通過《大學(xué)物理》中的數(shù)學(xué)方法章節(jié)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何使用矢量分析和積分方法來解決更復(fù)雜的電磁場問題，如計算空間中任意點的磁場強度。七、重點題型整理1.題型一：計算安培力的大小

-題目：一根長為0.5m的直導(dǎo)線，通以5A的電流，放置在磁感應(yīng)強度為0.2T的均勻磁場中，導(dǎo)線與磁場方向成30°角。求導(dǎo)線所受的安培力。

-解答：根據(jù)安培力公式\(F=BIL\sin\theta\)，代入數(shù)值計算得到\(F=0.2\times5\times0.5\times\sin30°=0.25\)N。

2.題型二：判斷安培力的方向

-題目：一根通有電流的直導(dǎo)線放置在磁場中，已知電流方向和磁場方向，判斷安培力的方向。

-解答：使用右手定則，將右手握住導(dǎo)線，使拇指指向電流方向，四指指向磁場方向，則掌心所指的方向即為安培力的方向。

3.題型三：分析安培力對導(dǎo)線運動的影響

-題目：一根通有電流的直導(dǎo)線放置在垂直于電流方向的磁場中，分析安培力對導(dǎo)線的運動影響。

-解答：安培力會對導(dǎo)線產(chǎn)生一個垂直于導(dǎo)線和磁場方向的力，這個力會使得導(dǎo)線受到一個向心力，從而改變導(dǎo)線的運動狀態(tài)，可能導(dǎo)致導(dǎo)線加速、減速或改變運動方向。

4.題型四：計算通電螺線管在磁場中的受力

-題目：一個通電螺線管，長度為0.2m，線圈匝數(shù)為100匝，通以2A的電流，放置在磁感應(yīng)強度為0.5T的均勻磁場中。求螺線管所受的安培力。

-解答：螺線管內(nèi)的磁場強度與螺線管的長度和匝數(shù)有關(guān)，可以使用公式\(B=\mu_0\frac{N}{L}I\)來計算。然后，根據(jù)安培力公式\(F=BIL\)，代入數(shù)值計算得到\(F=0.5\times2\times0.2=0.2\)N。

5.題型五：分析安培力在電動機中的應(yīng)用

-題目：解釋電動機中安培力的作用，并說明其如何導(dǎo)致電動機轉(zhuǎn)動。

-解答：在電動機中，線圈通電后，根據(jù)安培力定律，線圈中的每一匝都會受到磁場的作用力。這些力在空間中相互作用，產(chǎn)生一個合力，使得線圈轉(zhuǎn)動。線圈轉(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)動速度與電流大小和磁場強度有關(guān)，從而實現(xiàn)電能向機械能的轉(zhuǎn)換。八、課堂1.課堂評價

課堂評價是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)目標(biāo)的有效達成。

-提問：通過課堂提問，教師可以檢驗學(xué)生對安培力概念的理解程度，以及他們運用公式解決問題的能力。例如，可以提出如下問題：

-你能描述一下安培力的定義嗎？

-如何使用右手定則來判斷安培力的方向？

-能否舉例說明安培力在生活中的應(yīng)用？

-觀察：教師在課堂上的觀察可以幫助判斷學(xué)生是否積極參與課堂活動，是否能夠正確操作實驗器材，以及是否能夠與同學(xué)進行有效溝通。例如，觀察學(xué)生是否能夠獨立完成安培力實驗，是否能夠準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。

-測試：定期進行課堂測試，可以評估學(xué)生對安培力知識的掌握情況。測試可以包括選擇題、填空題和計算題，以覆蓋不同層次的知識點。例如，可以設(shè)計如下測試題：

-選擇題：下列哪個選項描述了安培力的方向？（A）垂直于電流和磁場方向；（B）平行于電流方向；（C）平行于磁場方向。

-填空題：若電流\(I=3A\)，磁場強度\(B=0.5T\)，導(dǎo)線長度\(L=1m\)，導(dǎo)線與磁場方向成45°角，則安培力\(F=\)______N。

-計算題：一根長為0.6m的直導(dǎo)線通以4A的電流，放置在磁感應(yīng)強度為0.4T的均勻磁場中，導(dǎo)線與磁場方向成60°角。求導(dǎo)線所受的安培力。

通過這些評價方式，教師可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解安培力概念、運用公式和解決實際問題時存在的問題，并針對性地進行指導(dǎo)和幫助。

2.及時反饋與調(diào)整

教師應(yīng)確保課堂評價的及時性和有效性，對學(xué)生的表現(xiàn)給予及時的反饋。以下是幾個反饋和調(diào)整的策略：

-及時批改作業(yè)：對學(xué)生的作業(yè)進行認(rèn)真批改，并在作業(yè)上給出具體的反饋和建議，幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)進度和需要改進的地方。

-課堂即時反饋：在課堂上，教師可以通過口頭表揚、小組討論等方式，對學(xué)生的積極參與和正確答案給予即時反饋。

-調(diào)整教學(xué)策略：根據(jù)課堂評價的結(jié)果，教師可以調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和難度，確保所有學(xué)生都能夠跟上教學(xué)進度，對于學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生提供額外的輔導(dǎo)。

通過這些措施，教師能夠有效地促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。反思改進措施反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合：在講解安培力的概念和計算方法時，通過實驗演示來增強學(xué)生的直觀理解，讓學(xué)生在動手操作中感受物理現(xiàn)象，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.案例教學(xué)法的應(yīng)用：選取與安培力相關(guān)的實際案例，如電動機、發(fā)電機等，讓學(xué)生分析這些設(shè)備的工作原理，從而加深對安培力在實際應(yīng)用中的理解。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對安培力公式的理解不夠深入：部分學(xué)生在應(yīng)用公式時，對公式中各個物理量的含義和公式的適用條件理解不夠，導(dǎo)致計算錯誤。

2.學(xué)生實驗操作不規(guī)范：在安培力實驗中，部分學(xué)生操作不規(guī)范，如未正確連接電路、未調(diào)整好實驗器材等，影響了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.課堂互動不足：雖然設(shè)計了小組討論和實驗活動，但部分學(xué)生在課堂上的參與度不高，課堂互動不夠活躍。

反思改進措施（三）

1.加強對安培力公式的講解和練習(xí)：在課堂上，教師可以詳細(xì)講解公式中各個物理量的物理意義，并通過例題講解公式的應(yīng)用。課后，布置一些針對性強的練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固公式。

2.規(guī)范實驗操作，提高實驗效果：在實驗教學(xué)中，教師應(yīng)強調(diào)實驗操作的規(guī)范性，示范正確的操作步驟，并要求學(xué)生在實驗過程中嚴(yán)格遵守。同時，對實驗數(shù)據(jù)進行詳細(xì)分析，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.激發(fā)學(xué)生課堂參與度，提高互動效果：通過設(shè)置一些與安培力相關(guān)的趣味問題，鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論。此外，可以采用小組合作的方式，讓學(xué)生在合作中學(xué)習(xí)，提高課堂互動效果。板書設(shè)計①安培力的概念

-安培力：通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

-產(chǎn)生條件：電流、磁場、導(dǎo)線三者相互作用

②安培力的大小

-公式：\(F