教学设计：磁场对通电导线的作用力

教学设计：磁场对通电导线的作用力

一.教材分析

这一节是人教版高中物理《选择性必修二》第一章“安培力与洛伦兹力“第1节的内容，在学习磁场性质的基础上从宏观的角度研究磁场力的作用，进一步从相互作用的角度理解磁场的物质性，为学习洛伦兹力在知识和研究方法上做准备。本节的内容分为三个部分，一在探究实验的基础上弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系；二在定量研究安培力的大小，并在已知安培力、电流、磁感应强度三者方向时安培力的大小的基础上，利用矢量分解的方法推导一般情况下安培力的表达式。三安培力在生产生活中的应用。教材在呈现知识时关注学生获取知识的过程，注意为学生的自主探究搭建平台，以增强科学探究能力。根据本节的内容安排2课时完成。

二. 学情分析

通过前面的学习已经掌握了电流、磁感应强度的相关知识，已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，通过本节学习进一步知道安培力，会判断方向，会计算大小。对大部分学生来说“场”是一个抽象的概念，学生感受不到场的存在，在理解场是一种物质时存在一定困难。在应用左手定则判断安培力的方向时，安培力的方向与磁场方向、电流方向不在同一直线上，也不在同一平面内，学生缺乏空间想象力，会影响左手定则的应用。

二.教学目标

【知识目标】

1．通过实验，认识安培力，能判断安培力的方向。

2. 会计算安培力的大小。

3. 了解安培力在生产生活中的应用。

【核心素养目标】

科学思维：从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理，找出规律，最后形成结论。

物理观念：通过对安培力的学习，使学生从相互作用的角度建立场的物质观。

科学探究：设计探究实验，归纳安培力的方向与磁场方向电流方向之间的关系。

科学态度与责任：学习安培力的应用，体会物理知识与科学技术的关系。

三. 教学重点和难点分析

【教学重点】1安培力的方向和大小

2分析在磁场中通电导体棒的运动，解决实际问题

【教学难点】安培力、电流和磁感应强度（磁场）三者方向的空间关系

四：教学过程设计

1问题引入——指出研究方向和研究方法

2实验探究——观察通电导体棒在磁场中运动

3定性研究——从实验分析归纳安培力的方向

4定量研究——安培力的大小

五. 教学过程设计

问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？

【设计意图】对已学知识复习，指出研究方向，引导研究方法

【设计意图】鼓励学生自主设计实验方案，通过对实验现象的观察、记录、分析，概括出安培力与电流、磁感应强度三者方向的关系。

【学生活动】学生观察并记录实验现象，体验物理规律的得出过程。

学生活动：小组讨论，探究安培力、电流、磁感应强度三者方向的关系

【设计意图】在学生讨论的基础上，教师归纳总结，提出左手定则

【教师活动】

提炼升华，左手定则

定性研究

【学生活动】

1.通过二维图熟练掌握左手定则。

2.会观察三维立体图，并从不同角度将三维图转化为二维图。

【设计意图】

通过训练加深学生对知识的理解，加强学生的空间想象能力。为安培力的应用打好基础。定量研究

磁感应强度定义 B=F/IL

电流方向与磁场方向垂直时安培力F=BIL

电流方向与磁场方向夹角θ时安培力F=BILsinθ

六．当堂知识习题巩固

七. 教学板书设计

第一节 磁场对通电导线的作用力

一. 安培力的方向

左手定则

二. 安培力的大小

B与I垂直：F=BIL B与I夹角θ：F=BILsinθ

三.安培力作用下导体的运动问题

八. 课时作业设计

1、关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是( )

A．F、B、I三者必须保持相互垂直 B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直

2、画出下列图中各磁场对通电导线的安培力的方向．

3、如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为( )

A．F＝BId B．F＝BIdsin θ

C．F＝ D．F＝BIdcos θ

4、如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现( )

A．线圈向磁铁平移B．线圈远离磁铁平移

C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁

D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁

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