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高中人教版 (2019)第一章 安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力教学设计
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这是一份高中人教版 (2019)第一章 安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力教学设计，共6页。
课 题
人教版高中物理·选择性必修·第二册
第一章第1节 磁场对通电导线的作用力
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
通过实验，认识安培力。能判断安培力的方向，会计算安 培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用。
教材分析：
安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。正确应用左手定则也是本章的难点之一。
学情分析
知识储备：学生已经在必修课中学过磁场的一些知识，比如磁感应强度，知道通电导体周围会产生磁场，学习了安培定则，但由于时间跨度大，学生对相关知识忘记得很严重，对本节课内容的学习存在着极大困难。
能力基础：学生已经具备了一定的物理实验能力，能用一些实验方法（如控制变量法）处理实验、分析和归纳实验结果的能力，但是学生对物理现象的认识、理解只停留在感性认识上，语言描述归纳能力不够精炼。
思维能力：学生在建立物理模型能力及空间思维能力方面有所欠缺，本节课通过自制磁场模型，让学生感受左手定则，培养学生的空间思维能力。
核心素养
物理观念：知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向；通过安培力的学习培养学生关于电磁场的物 质观念、运动与相互作用观念，进一步认识场的概念。
科学思维：通过磁场模型的演示，培养学生的空间思维能力，把抽象化为具体的物理方法，从三维空间转化为二维平面的巧妙之处；推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小
科学探究：引导学生用控制变量法探究和观察安培力与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。
科学态度与责任：通过实验演示、动手操作仪器，让学生体验安培力的特点，将理论联系实际。
教学准备
多媒体课件、自制爱心线圈、安培力方向演示仪、自制左手定制磁场模型
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。
2.经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。
3.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。
让学生 明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：实验情境导入
体验磁场对通电导线的作用力（爱心实验）
1.给学生演示“爱心”实验：
提问：为什么爱心会自己转动？
演示“爱心”实验；
（1）学生亲手查看，是否隐藏有其他机关——发现磁铁；
（2）思考：爱心转动——运动状态改变——可能受到一个看不见的力；
（3）结合必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力——进一步猜想：是这个力对爱心作用。
（1）观察学生对实验的兴趣程度；
（2）听学生的回答情况，评价学生的表达能力和思维。
环节二：新课教学
活动一：探究安培力的方向
1、演示实验——影响安培力的方向的因素
实验探究
组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。
1. 上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。
2. 改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。
实验结果分析
试画出下述两实验结果的正视图：
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面
组装好器材，进行实验。
引导学生观察实验现象。
引导学生得出结论：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直
学生上台一起完成实验。
观察、记录
（1）上下交换磁极的位置，安培力方向
。
（2）改变导体棒中电流的方向，安培力方向 。
填“改变”、不变。
思考回答：安培力方向与哪些因素有关？
思考：安培力的方向与电流方向位置关系？
安培力的方向与磁感应强度的方向位置关系？
画出下述两实验结果的正视图。
明确学生学习任务；
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
2、左手定则——判断安培力的方向
很难观察到具体的关系，换成立体图就更加清晰。通过用立方体的方式简单描述F、B、I的关系，比较之后，你能用简洁的方法表达F、B、I方向的关系？
问题：如何更加精确的判断安培力的方向呢?
左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向
引导学生总结F、B、I方向的关系
演示左手定则判断安培力的方向
展示：自制左手定制磁场模型
让学生体会：
磁场穿手心；
四指指电流；
大拇指表示力！
跟着老师一起比划左手定则，判断安培力的方向
查看学生动作是否正确并纠正错误的动作。
3、课堂练习——利用左手定则，判断安培力的方向
课堂练习——利用左手定则，判断安培力的方向（导学案）
课件展示习题，巡查学生完成情况
1.自主完成
2.小组交流
3.学生上台演示左手定则判断安培力方向。
评价完成情况，表扬优秀学生，鼓励未完成的学生，纠正错误做法。
活动二：安培力的大小
研究一个力除了方向还有大小。（播放动图）通过前面的学习我们已经知道：垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为：
F=ILB
IL是电流元，相当于电场中的q，磁感应强度B和电场强度E对应，那么整个公式就和F=qE相对应了。
问题：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？
①当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时F=ILB
②当磁感应强度B的方向与导线方向平行时F=0.
磁感应强度B是一个矢量，可以进行分解，把磁感应强度B分解为两个分量：①一个分量与导线垂直B1=Bsinθ，②另一分量与导线平行B2=Bcsθ，其中平行方向的B2不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B1产生，由此又得：
F=ILBsinθ（F依然垂直与BI组成的平面）
引导学生利用已学知识推导
F=ILB
各符号的物理意义：
单位:
自主学习；
自主推导；
思考：
各符号的物理意义；
单位:
适用条件：
评价完成情况
活动三：安培力在生产生活中的应用
1、认识磁电式电流表（学生自学）
（播放动图线圈的转动和电流表的指针偏转）磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。图是线圈在磁场中受力情况的图示。当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用。由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。
课件展示磁电式电流表的结构示意图
引导学生分析物理原理
引导思考优点和缺点。
学生自学
用左手定则判断线圈受力方向
评价学生分析情况
2、例题讲解
如图所示，组成的导线框内通有电流I＝1A，导线框平面处在竖直平面内。匀强磁场方向竖直向下，B＝2T中，CE=40cm，，求三角形框架各边所受的安培力。
多媒体展示例题
巡视学生思考练习
教师讲解
思考练习
评价学生解说过程。
注意巡视有无学生乱用公式现象，若有，及时给予讲解纠正。
环节三：课堂练习 分析“心”为什么动？
你知道我的“心”为什么在动了吗？
利用左手定则知道左边电流受到安培力向里，右边的向外，不断变换，我的“心”就动起来了。
引导学生分析
小组讨论
组员代表发言
评价学生小组讨论参与度。
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
环节五：作业设计
P6 练习与应用
1、2题
指导学生完成练习，面批练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
主板书设计
§1.1磁场对通电导线的作用力
安培力的方向 左手定则——磁场？电流？大拇指？
安培力的大小 F=ILB （IB）
F=0 （I // B）
F=ILBsinθ （I与B夹角为）
教学反思
课 题
人教版高中物理·选择性必修·第二册
第一章第1节 磁场对通电导线的作用力
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
通过实验，认识安培力。能判断安培力的方向，会计算安 培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用。
教材分析：
安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。正确应用左手定则也是本章的难点之一。
学情分析
知识储备：学生已经在必修课中学过磁场的一些知识，比如磁感应强度，知道通电导体周围会产生磁场，学习了安培定则，但由于时间跨度大，学生对相关知识忘记得很严重，对本节课内容的学习存在着极大困难。
能力基础：学生已经具备了一定的物理实验能力，能用一些实验方法（如控制变量法）处理实验、分析和归纳实验结果的能力，但是学生对物理现象的认识、理解只停留在感性认识上，语言描述归纳能力不够精炼。
思维能力：学生在建立物理模型能力及空间思维能力方面有所欠缺，本节课通过自制磁场模型，让学生感受左手定则，培养学生的空间思维能力。
核心素养
物理观念：知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向；通过安培力的学习培养学生关于电磁场的物 质观念、运动与相互作用观念，进一步认识场的概念。
科学思维：通过磁场模型的演示，培养学生的空间思维能力，把抽象化为具体的物理方法，从三维空间转化为二维平面的巧妙之处；推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小
科学探究：引导学生用控制变量法探究和观察安培力与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。
科学态度与责任：通过实验演示、动手操作仪器，让学生体验安培力的特点，将理论联系实际。
教学准备
多媒体课件、自制爱心线圈、安培力方向演示仪、自制左手定制磁场模型
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。
2.经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。
3.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。
让学生 明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：实验情境导入
体验磁场对通电导线的作用力（爱心实验）
1.给学生演示“爱心”实验：
提问：为什么爱心会自己转动？
演示“爱心”实验；
（1）学生亲手查看，是否隐藏有其他机关——发现磁铁；
（2）思考：爱心转动——运动状态改变——可能受到一个看不见的力；
（3）结合必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力——进一步猜想：是这个力对爱心作用。
（1）观察学生对实验的兴趣程度；
（2）听学生的回答情况，评价学生的表达能力和思维。
环节二：新课教学
活动一：探究安培力的方向
1、演示实验——影响安培力的方向的因素
实验探究
组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。
1. 上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。
2. 改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。
实验结果分析
试画出下述两实验结果的正视图：
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面
组装好器材，进行实验。
引导学生观察实验现象。
引导学生得出结论：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直
学生上台一起完成实验。
观察、记录
（1）上下交换磁极的位置，安培力方向
。
（2）改变导体棒中电流的方向，安培力方向 。
填“改变”、不变。
思考回答：安培力方向与哪些因素有关？
思考：安培力的方向与电流方向位置关系？
安培力的方向与磁感应强度的方向位置关系？
画出下述两实验结果的正视图。
明确学生学习任务；
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
2、左手定则——判断安培力的方向
很难观察到具体的关系，换成立体图就更加清晰。通过用立方体的方式简单描述F、B、I的关系，比较之后，你能用简洁的方法表达F、B、I方向的关系？
问题：如何更加精确的判断安培力的方向呢?
左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向
引导学生总结F、B、I方向的关系
演示左手定则判断安培力的方向
展示：自制左手定制磁场模型
让学生体会：
磁场穿手心；
四指指电流；
大拇指表示力！
跟着老师一起比划左手定则，判断安培力的方向
查看学生动作是否正确并纠正错误的动作。
3、课堂练习——利用左手定则，判断安培力的方向
课堂练习——利用左手定则，判断安培力的方向（导学案）
课件展示习题，巡查学生完成情况
1.自主完成
2.小组交流
3.学生上台演示左手定则判断安培力方向。
评价完成情况，表扬优秀学生，鼓励未完成的学生，纠正错误做法。
活动二：安培力的大小
研究一个力除了方向还有大小。（播放动图）通过前面的学习我们已经知道：垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为：
F=ILB
IL是电流元，相当于电场中的q，磁感应强度B和电场强度E对应，那么整个公式就和F=qE相对应了。
问题：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？
①当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时F=ILB
②当磁感应强度B的方向与导线方向平行时F=0.
磁感应强度B是一个矢量，可以进行分解，把磁感应强度B分解为两个分量：①一个分量与导线垂直B1=Bsinθ，②另一分量与导线平行B2=Bcsθ，其中平行方向的B2不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B1产生，由此又得：
F=ILBsinθ（F依然垂直与BI组成的平面）
引导学生利用已学知识推导
F=ILB
各符号的物理意义：
单位:
自主学习；
自主推导；
思考：
各符号的物理意义；
单位:
适用条件：
评价完成情况
活动三：安培力在生产生活中的应用
1、认识磁电式电流表（学生自学）
（播放动图线圈的转动和电流表的指针偏转）磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。图是线圈在磁场中受力情况的图示。当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用。由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。
课件展示磁电式电流表的结构示意图
引导学生分析物理原理
引导思考优点和缺点。
学生自学
用左手定则判断线圈受力方向
评价学生分析情况
2、例题讲解
如图所示，组成的导线框内通有电流I＝1A，导线框平面处在竖直平面内。匀强磁场方向竖直向下，B＝2T中，CE=40cm，，求三角形框架各边所受的安培力。
多媒体展示例题
巡视学生思考练习
教师讲解
思考练习
评价学生解说过程。
注意巡视有无学生乱用公式现象，若有，及时给予讲解纠正。
环节三：课堂练习 分析“心”为什么动？
你知道我的“心”为什么在动了吗？
利用左手定则知道左边电流受到安培力向里，右边的向外，不断变换，我的“心”就动起来了。
引导学生分析
小组讨论
组员代表发言
评价学生小组讨论参与度。
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
环节五：作业设计
P6 练习与应用
1、2题
指导学生完成练习，面批练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
主板书设计
§1.1磁场对通电导线的作用力
安培力的方向 左手定则——磁场？电流？大拇指？
安培力的大小 F=ILB （IB）
F=0 （I // B）
F=ILBsinθ （I与B夹角为）
教学反思
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