教學(xué)設(shè)計(jì)-通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

3.4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力（第一課時）教材分析學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)了磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道通電直導(dǎo)線方向垂直于磁場方向時，受力大小F=BIL，這為進(jìn)一步學(xué)習(xí)安培力奠定了知識基礎(chǔ)；同時，通過高一的學(xué)習(xí)，學(xué)生經(jīng)歷了歸納、演繹、推理、類比的科學(xué)訓(xùn)練，為這一節(jié)的探究學(xué)習(xí)奠定了能力基礎(chǔ)。但是，安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是教學(xué)中的難點(diǎn)，本節(jié)課貫穿學(xué)生實(shí)驗(yàn)、知識分析與歸納、模型演示，讓學(xué)生體驗(yàn)知識的探究過程和物理學(xué)的研究方法。教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1．知道什么是安培力。知道左手定則的內(nèi)容，并會用它判斷安培力的方向。2．會推導(dǎo)勻強(qiáng)磁場中安培力表達(dá)式F＝ILBsinθ，理解并熟練應(yīng)用該公式計(jì)算安培力的大小。（二）過程與方法1．通過實(shí)驗(yàn)探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)，分析、歸納出判斷安培力方向的方法—左手定則，并進(jìn)行模型演示，讓學(xué)生體驗(yàn)知識的探究過程和物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力；2．通過安培力表達(dá)式的推導(dǎo)，提升學(xué)生從一般到特殊的知識遷移能力。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過自主探究，體會學(xué)習(xí)的快樂，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：安培力方向的確定和大小計(jì)算；教學(xué)難點(diǎn)：安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系。三、教學(xué)用具

多媒體，投影儀，硫酸銅溶液及燒杯，蹄形磁鐵、線圈、開關(guān)、干電池、導(dǎo)線若干。四、教學(xué)過程（一）引入-魔術(shù)·探索教師活動1：以魔術(shù)師-劉謙為引，施加“魔力”即分別改變電流流入方向、磁場方向表演“魔術(shù)”-硫酸銅溶液的旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。提出問題：什么“魔力”讓硫酸銅溶液帶動花瓣轉(zhuǎn)動了起來？（二）推進(jìn)新課安培力：磁場對電流的作用力；是以安培的名字命名的性質(zhì)力。1．安培力的方向讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置，猜想安培力方向與哪些因素有關(guān)？提出問題：(1)怎樣改變磁場方向？(2)怎樣改變導(dǎo)線電流方向？(3)導(dǎo)體棒的受力方向如何體現(xiàn)？(4)實(shí)驗(yàn)常見組合情況有幾種？[教師引導(dǎo)]實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法查明線圈的繞向后，分組（4*2小組），用表格法記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)教師活動1：讓學(xué)生將探究數(shù)據(jù)填入表中，點(diǎn)評并引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)安培力的方向和磁場方向、電流方向有關(guān)系；(2)安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直；也就是說，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。教師活動2：模型展示，并提出如何判斷安培力的方向呢？左手定則：掌心---迎磁場 四指---指電流 拇指---受力向引導(dǎo)學(xué)生用左手定則判斷課件練一練安培力方向【說明1】左手定則是一個難點(diǎn)，涉及三維空間，而學(xué)生的空間想象力還不足，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如何將三維圖形用二維圖形表達(dá)(側(cè)視、俯視和剖面圖)，還要引導(dǎo)學(xué)生如何將二維圖形轉(zhuǎn)化成三維圖形--模型展示?！菊f明2】電流和磁場可以不垂直，但安培力必然和電流方向垂直，也和磁場方向垂直，用左手定則時，磁場不一定垂直穿過手心，只要不從手背穿過就行2．安培力的大?。▌驈?qiáng)磁場）長度為L，電流為I通電導(dǎo)線垂直放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中兩種特例：即F＝ILB(I⊥B)和F＝0(I∥B)。一般情況：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線成θ角時，有F＝ILBsinθ?！菊f明1】在推導(dǎo)公式時，要讓學(xué)生明確兩點(diǎn)：一是矢量的正交分解體現(xiàn)兩個分量與原來的矢量是等效替代的關(guān)系，二是從特殊到一般的歸納的思維方法。【說明2】盡管公式F＝ILB是從公式B＝F/IL變形而得的，但兩者的物理意義卻有不同。①公式B＝F/IL是根據(jù)放置于給定磁場中的給定點(diǎn)上的檢驗(yàn)電流(電流元)受力情況，來確定這一位置的磁場的性質(zhì)，它對任何磁場中的任何點(diǎn)都是適用的。②公式F＝BIL則是在已知磁場性質(zhì)的基礎(chǔ)上，確定在給定位置上給定的一小段通電直導(dǎo)線的受力情況，在中學(xué)階段，它只適用于勻強(qiáng)磁場。拓展·延伸-電磁炮教師活動1：播放電磁炮的視頻片段（多媒體展示）問題1：人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置—電磁炮，能否給出原理解釋？問題2：如何去提高炮彈出射時的動能？教師活動2：提問，并給予點(diǎn)評（三）課堂小結(jié)：（四）魔力解密：如右下圖五、板書設(shè)計(jì)3