教學(xué)設(shè)計(jì)《探究安培力》

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. ------------------------------------------author ------------------------------------------date 教學(xué)設(shè)計(jì)《探究安培力》 教學(xué)設(shè)計(jì)《探究安培力》 教學(xué)設(shè)計(jì)《探究安培力》 延安中學(xué)物理組 曹煒 教材分析 本節(jié)內(nèi)容不僅是與上章知識(shí)（磁場(chǎng)性質(zhì)）的聯(lián)系點(diǎn)，而且是

2、學(xué)習(xí)電流表工作原理和推導(dǎo)洛倫茲力公式的基礎(chǔ)，在教材中承上啟下作用。反應(yīng)與電學(xué)知識(shí)、力學(xué)知識(shí)之間密切聯(lián)系。是高中物理電磁學(xué)的重點(diǎn)部分。安培力與哪些因素有關(guān)的科學(xué)探究是采用控制變量法探究物理基本規(guī)律的一節(jié)課，涵蓋了科學(xué)探究的基本因素，讓學(xué)生在認(rèn)知過(guò)程中體驗(yàn)領(lǐng)悟科學(xué)探究的意義，掌握研究問(wèn)題的科學(xué)方法。 學(xué)生情況分析 學(xué)生在學(xué)習(xí)本章節(jié)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)，知道了磁體和電流周?chē)艌?chǎng)的性質(zhì)及特點(diǎn)，了解到磁體間的相互作用、電流周?chē)嬖谥艌?chǎng)以及電與磁之間有聯(lián)系。另外，學(xué)生通過(guò)高一物理“必修”課程的學(xué)習(xí)，經(jīng)歷了牛頓第二定律等實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，已經(jīng)掌握了變量控制實(shí)驗(yàn)探究的一些科學(xué)研究方法，為本節(jié)的探究性學(xué)習(xí)做了

3、鋪墊。 設(shè)計(jì)思想 a.教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本課時(shí)采用實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)法，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，依從“問(wèn)題—討論—實(shí)驗(yàn)—交流歸納”的教學(xué)過(guò)程，學(xué)習(xí)觀察——?dú)w納——總結(jié)的科學(xué)的思維方法，從生活實(shí)例中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生猜想、思考討論，進(jìn)而確定實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。再將結(jié)論應(yīng)用于實(shí)踐驗(yàn)證。 b.本節(jié)課設(shè)計(jì)的教學(xué)流程圖如下： 情境激發(fā)→問(wèn)題點(diǎn)撥→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→實(shí)驗(yàn)探究→結(jié)論形成→實(shí)際應(yīng)用 教學(xué)目的 1．知識(shí)與技能 知道什么是安培力，知道安培力與哪些因素有關(guān)，掌握安培力的計(jì)算公式，會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小。會(huì)用左手定則判斷安培力的方向。 2．過(guò)程與方法

4、 ①經(jīng)歷探究安培力與哪些因素有關(guān)的過(guò)程，以及如何確定安培力方向的探究過(guò)程。認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義。 ②體會(huì)控制變量法、等效替代法等思想方法。 3．態(tài)度、情感與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析綜合能力和主動(dòng)與他人合作精神，實(shí)事求是的科學(xué)研究態(tài)度。 教學(xué)重點(diǎn)： 培力的計(jì)算公式，左手定則。 教學(xué)難點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力大小與哪些因素有關(guān)的探究中對(duì)安培力影響因素猜想的引導(dǎo)，及增加磁體是哪個(gè)因素發(fā)生變化等學(xué)生容易弄錯(cuò)問(wèn)題是本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)。 難點(diǎn)問(wèn)題教學(xué)預(yù)案 N S N S N S N S （1）猜想導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)時(shí)，安培力大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生以通電導(dǎo)

5、線在磁場(chǎng)中會(huì)受安培力現(xiàn)象入手。從磁場(chǎng)、電流、導(dǎo)體三者來(lái)考慮學(xué)生可能猜想與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線質(zhì)量、導(dǎo)體材料、橫截面積有關(guān)，應(yīng)指出與導(dǎo)線質(zhì)量、材料、橫截面積等等是否有關(guān)，同學(xué)們可在課后再實(shí)驗(yàn)探究，而據(jù)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)與磁場(chǎng)強(qiáng)弱B、電流強(qiáng)度I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L有關(guān)，是什么關(guān)系呢？下面與同學(xué)們共同探究。 （2）探究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度對(duì)安培力的影響。多個(gè)蹄形磁鐵并排，增加并排磁鐵個(gè)數(shù)時(shí)，可能會(huì)有學(xué)生認(rèn)為是增強(qiáng)了磁場(chǎng)，為了消除這種誤解，老師以右圖分析，磁鐵中心磁感線疏密不變，磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，引導(dǎo)學(xué)生得出是磁場(chǎng)中導(dǎo)線長(zhǎng)度變化了。 教學(xué)媒體 蹄形磁鐵、多媒體 蹄形磁鐵 通電導(dǎo)線 電源 鐵架臺(tái) 電

6、流天平 教學(xué)過(guò)程 1.安培力的方向 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 引入 情景《海軍時(shí)報(bào)》2月1日?qǐng)?bào)道：美國(guó)海軍試發(fā)電磁炮圖片介紹及實(shí)驗(yàn)?zāi)M電磁軌道炮發(fā)射過(guò)程引入課題。 設(shè)問(wèn)：同學(xué)們?cè)诔踔芯蛯W(xué)過(guò)通電的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用誰(shuí)來(lái)給大家演示一下 學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)的裝置并演示實(shí)驗(yàn)； 說(shuō)明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用 從學(xué)生興趣情境中引入問(wèn)題，比較符合高中學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程。 通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)使學(xué)生有直觀的認(rèn)識(shí)。 安 培 力 的 方 向 安培力的大小和方向與哪些因素有關(guān)？ 請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證 教師引導(dǎo)學(xué)

7、生分析得出結(jié)論 安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系. 安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面. 討論并給出設(shè)計(jì)方案 電流方向不變，改變磁場(chǎng)方向 磁場(chǎng)方向不變，改變電流方向 學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作并由學(xué)生來(lái)總結(jié)左手定則 小結(jié) 學(xué)生總結(jié)左手定則的應(yīng)用 得出 安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面. 隨堂訓(xùn)練 第一題，第二題 運(yùn)用左手定則 達(dá)到及時(shí)鞏固 2、 安培力大小 提出問(wèn)題 1.安

8、培力的大小與哪些因素有關(guān)？ 猜想 安培力可能與通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流以及磁場(chǎng)等因素有關(guān)。 通過(guò)左手定則的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠想到影響安培力的因素 怎樣驗(yàn)證？ 同時(shí)多媒體展示實(shí)驗(yàn)器材，要求利用所給的器材，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。 學(xué)生設(shè)計(jì)，明確要解決的問(wèn)題，設(shè)計(jì)記錄表格（附表1） 探究安培力和通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度有關(guān)需要控制哪些物理量？ 為了探究安培力和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)需要控制哪些物理量？ 為了探究安培力和通電導(dǎo)線的電流大小有關(guān)需要控制哪些物理量？ 為了下面探究活動(dòng)順利進(jìn)行，這環(huán)節(jié)是最重要的。充分讓學(xué)生積極思考，討論，自行設(shè)計(jì)方案 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 學(xué)生操作，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)

9、論 教師歸納：1、結(jié)論規(guī)范總結(jié)表述： 2、方法點(diǎn)撥：“控制變量法”，介紹 完成表格1 這輪實(shí)驗(yàn)、討論過(guò)程旨在培養(yǎng)學(xué)生基本探究、思維能力，對(duì)影響安培力方向的因素的理解更為深刻 定 量 實(shí) 驗(yàn) 介紹實(shí)驗(yàn)儀器 學(xué)生閱讀并回答問(wèn)題 問(wèn)題設(shè)置 1. 電流天平的工作原理？ 2. 使用方法 3怎樣控制螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度 4.怎樣改變磁場(chǎng)中導(dǎo)線的長(zhǎng)度 5.怎樣控制通過(guò)E形導(dǎo)線的電流？ 數(shù)據(jù)收集（見(jiàn)課本） 學(xué)生分析數(shù)據(jù)（教師補(bǔ)充完善） 結(jié)論 一段通電導(dǎo)體垂直磁場(chǎng)放置時(shí)，其所受安培力F既與導(dǎo)體

10、的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)體中的電流I,及磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比：　　　　　　　　　　　　 　即 F=KBIL 當(dāng)物理量取國(guó)際單位時(shí)K=1 擴(kuò)展 1. 當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，F(xiàn) = ILB 2. 當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，F(xiàn)=0 3.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí)F = ILBsinθ 方法1.分解B 方法2.分解L取有效值 教師給出兩種特殊情況，讓學(xué)生來(lái)分析第三種情況。 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。 小結(jié)： 1.安培力的大?。? B和I垂直時(shí)： F=BIL B和I平行時(shí)：F＝0 若B和I成時(shí)θ角時(shí)：F=BI

11、Lsinθ 2.安培力公式的適用條件； ①一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)或在導(dǎo)線范圍內(nèi)是一個(gè)恒量； ②導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)； ③L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度； 附表1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 試驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 研究磁場(chǎng)強(qiáng)弱對(duì)安培力的影響 將線圈放到磁場(chǎng)中的不同位置 研究電流對(duì)安培力的影響 不同的電源 （滑動(dòng)變阻器） 通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度 并排放兩個(gè)蹄形磁鐵 隨堂練習(xí) 1.出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。 2.關(guān)于磁場(chǎng)安培力及電流方向正確的是 A.安培力垂直于通電導(dǎo)線 B.安培力垂直于磁場(chǎng) C.安培力垂直于電流與磁場(chǎng)所決定的平面 D.電流垂直于磁場(chǎng)

12、 3.下列關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受安培力的說(shuō)法，正確的有（ 　?。? A.安培力的方向與磁場(chǎng)方向垂直，同時(shí)又與電流方向垂直 B.若某段導(dǎo)線在磁場(chǎng)中取某一方向時(shí)受到的磁場(chǎng)力最大，此時(shí)導(dǎo)線必與磁場(chǎng)方向垂直 C.若導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力為0，導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為0 D.安培力的大小只跟磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電流有關(guān) 4.列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說(shuō)法中正確的是 （ ） A．通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B．磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向 C．放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無(wú)關(guān) 課后思考 思考：同一通電導(dǎo)線在不同的磁場(chǎng)中受到大小相等的安培力 B在什么情況下最??？（作圖） 任意彎曲的通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度相當(dāng)于連接導(dǎo)線兩端直線段的長(zhǎng)度 思考：閉合通電回路在磁場(chǎng)中受安培力多大？ --------------------------------------------------