全國優(yōu)質(zhì)課大賽一等獎(jiǎng)高中物理新課標(biāo)教材選修3《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》獲獎(jiǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)+反思

《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》教學(xué)設(shè)計(jì)XXXX外國語學(xué)校XX市XX區(qū)20XX.10《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析人教版《物理（選修3-1）》第三章磁場第4節(jié)通電導(dǎo)線在磁場中受到的力。安培力的方向和大小是本節(jié)重點(diǎn)，弄清安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是本節(jié)難點(diǎn)，安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)的強(qiáng)度方向垂直時(shí)，安培力最大。對(duì)此學(xué)生常常混淆，例如，在解決實(shí)際問題時(shí)誤以為安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度一定是兩兩垂直的等。另外，空間想象能力對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。要使學(xué)生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖，需要一定量的訓(xùn)練鞏固；本節(jié)同時(shí)體現(xiàn)了磁體與磁體、電流與磁體、電流與電流通過磁場相互作用。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能

1、知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時(shí)，它的方向的判斷左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會(huì)用它解答有關(guān)問題.2、會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題.知道電流方向與磁場方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。4、體會(huì)磁體與磁體，電流與磁體，電流與電流之間的相互作用。（二）過程與方法

1、通過實(shí)驗(yàn)歸納、總結(jié)安培力的方向與電流、磁場方向的關(guān)系——左手定則。

2、用左手定則在實(shí)際運(yùn)用中解決問題。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過實(shí)驗(yàn)探究安培力的方向，使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)探究的同時(shí)，學(xué)會(huì)合作、攻克困難。通過推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=ILBsinθ，使學(xué)生形成認(rèn)識(shí)事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)方法，感受物理知識(shí)的相互聯(lián)系。三、教學(xué)重、難點(diǎn)1、安培力的方向和大小是本節(jié)的重點(diǎn)；2、弄清安培力，電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度三者的空間關(guān)系，運(yùn)用安培力的方向和大小解決實(shí)際問題；在各種實(shí)際應(yīng)用中體會(huì)磁體與磁體，電流與磁體，電流與電流之間的相互作用是本節(jié)的難點(diǎn)。四、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法，邏輯推理法，理論分析法，五、教學(xué)過程（一）引入【回顧1】我們已經(jīng)知道磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)——磁場，磁體與磁體之間通過磁場發(fā)生相互作用?！净仡?】奧斯特的小磁針實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)線周圍空間也存在磁場，對(duì)小磁體有力的作用，,然而，力的作用是相互的，那么，磁體對(duì)通電導(dǎo)線應(yīng)該也具有反作用力。安培在研究磁場與電流的相互作用方面做出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場中受的力稱為安培力。（二）安培力的方向問題1：通電導(dǎo)線在磁場中如何擺放？從特殊到一般研究，先研究垂直放置于磁場中。問題2：安培力的方向與哪些因素有關(guān)呢？導(dǎo)線中電流的方向、磁場的方向。問題3：研究安培力方向與導(dǎo)線中電流、磁場兩者的方向，用什么方法？控制變量法。實(shí)驗(yàn)裝置圖：如圖所示（注意：電鍵要及時(shí)斷開）學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)完成方向記錄：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：磁場方向不變，改變電流方向，安培力反向；電流方向不變，磁場方向相反，安培力反向，說明磁場、電流的反向確實(shí)是影響因素。安培力的方向與磁場的方向垂直，安培力的方向與電流的方向也垂直。安培力垂直于導(dǎo)線和磁場所組成的平面。做一做：利用三種不同顏色的帶箭頭的竹簽，橡皮泥，表示以上四種情況的方向。發(fā)現(xiàn)了用竹簽表示第一種實(shí)驗(yàn)情況后通過旋轉(zhuǎn)變換即可得到其余三種情況，無需重新插。分析現(xiàn)象：說明安培力的方向與電流方向、磁場方向是相對(duì)固定的。問題4：請(qǐng)同學(xué)們?cè)谟沂致菪▌t判斷電流產(chǎn)生的磁場的啟發(fā)下，考慮借助于手判斷安培力與電流方向、磁場的方向。左手定則：通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向，與導(dǎo)線、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直，它的指向可用以下方法判定：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向?！拘≡嚿硎帧颗卸ㄒ韵峦妼?dǎo)線所受安培力的方向2、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線與磁場垂直，給導(dǎo)線通以由N向M的電流。問題1：請(qǐng)運(yùn)用左手定則分析通電直導(dǎo)線受到的安培力。（請(qǐng)作出正視圖）問題2：如果直導(dǎo)線向左平移，固定于條形磁鐵的左上方，導(dǎo)線與磁場依然垂直，請(qǐng)分析導(dǎo)線受到的安培力。平行的通電直導(dǎo)線之間的相互作用問題1：平行的通電直導(dǎo)線之間是否存在相互作用？演示實(shí)驗(yàn)：兩根平行直導(dǎo)線通電方向一致；兩根平行直導(dǎo)線通電方向相反。理論分析：電流A產(chǎn)生磁場，電流B在磁場中受到安培力的作用；同理電流B也產(chǎn)生磁場，電流A在磁場中受到安培力的作用。觀察現(xiàn)象：兩根平行直導(dǎo)線通電方向一致，相互吸引；兩根平行直導(dǎo)線通電方向相反，相互排斥。理論分析：左手定則，結(jié)合右手螺旋定則分別進(jìn)行判斷。安培力的大小【情況1】當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線的方向平行時(shí)：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線的方向平行時(shí)，導(dǎo)線受力為0?！厩闆r2】當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線的方向垂直時(shí)：在第2節(jié)的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)知道：垂直于磁場B放置、長為L的一段導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，它所受的安培力F為F=ILB(B⊥I)【情況3】當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線的方向成θ角時(shí)：分析：將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量B⊥,和與導(dǎo)線平行的分量B∥.B⊥=BsinθB∥=Bcosθ其中B∥不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受的安培力只是B⊥產(chǎn)生的，由此又得到F=ILBsinθ這是一般情況下安培力的表達(dá)式。歸納：結(jié)合甲、乙兩張圖安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直，結(jié)合丙圖電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)的強(qiáng)度方向垂直時(shí)，安培力最大。磁電式電流表問題1：如圖所示，處于磁場中的線框ABCD,各條邊都受到安培力嗎？問題2：安培力作用效果？變換：如果在磁場中加入鐵芯，磁場發(fā)生變化，形成輻向均勻分布的磁場。問題3：當(dāng)線框旋轉(zhuǎn)過一定夾角后，安培力的方向如何？與線框平面的夾角如何？【觀察】磁電式電流表實(shí)物，了解磁電式電流表的結(jié)構(gòu)。讓學(xué)生先看清楚磁鐵、鋁框、線圈、螺旋彈簧、極靴、指針、鐵質(zhì)圓柱等構(gòu)件，了解它們中哪些是固定的，哪些是可動(dòng)的。（動(dòng)畫輔助）做一做旋轉(zhuǎn)的液體演示實(shí)驗(yàn)：旋轉(zhuǎn)的液體，改變磁場方向，請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。思考：請(qǐng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。思考電流是電荷定向移動(dòng)產(chǎn)生的，那么磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)不會(huì)有力的作用。待到下節(jié)課研究（為下一節(jié)課做準(zhǔn)備）課堂總結(jié)課堂總結(jié)：利用板書設(shè)計(jì)，復(fù)習(xí)本節(jié)課的相關(guān)知識(shí)板書設(shè)計(jì)：第4節(jié)通電導(dǎo)線在磁場中受到的力安培力的方向——左手定則1、當(dāng)B∥I時(shí)，導(dǎo)線受力為0F⊥(I、B平面)2、當(dāng)B⊥I時(shí)，F(xiàn)⊥F⊥(I、B平面)3、當(dāng)B∧I=θ時(shí)，F(xiàn)⊥I、F⊥B安培力的大小1、當(dāng)B∥I時(shí)，導(dǎo)線受力為02、當(dāng)B⊥I時(shí)，導(dǎo)線受力為F=ILB（最大值）3、當(dāng)B∧I=θ時(shí)，導(dǎo)線的受力為F=ILBsinθ磁電式電流表作業(yè)布置教材本節(jié)課所對(duì)應(yīng)的“問題與練習(xí)”《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》教學(xué)反思從本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)來看是完成安培力的方向、安培力的大小以及磁電式電流表的構(gòu)造和原理，其中安培力的方向和大小是重點(diǎn)?；就瓿山虒W(xué)任務(wù)。優(yōu)點(diǎn)首先談?wù)劚竟?jié)課自己設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)比較好的地方，在探究安培力的方向時(shí)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行研究，小組合作交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)學(xué)生有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與事實(shí)不符合時(shí)，組織學(xué)生一起尋找錯(cuò)誤原因。利用“插竹竿”的方式，攻克學(xué)生對(duì)立體空間問題理解上的困難。在處理安培力大小時(shí)，通過分解磁感應(yīng)強(qiáng)度，尋找有效磁感應(yīng)強(qiáng)度，簡單易于接受。在研究平行電流之間的相互作用時(shí)，從實(shí)驗(yàn)和理論的角度分別研究，用實(shí)驗(yàn)去支撐理論，用理論去解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，相輔相成。在上課的過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的能力與預(yù)設(shè)的情況差異較大，所以放慢的教學(xué)的節(jié)奏，學(xué)生從中有了明顯的進(jìn)步。一直以來我