《第一節(jié) 安培力》學(xué)歷案

《第一節(jié)安培力》學(xué)歷案##一、學(xué)習(xí)主題滬科版（2020）選擇性必修第二冊(cè)第五章第一節(jié)安培力##二、設(shè)計(jì)者[你的名字]##三、課標(biāo)要求1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)安培力，會(huì)判斷安培力的方向。2、會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小。3、能用安培力的知識(shí)解決有關(guān)問(wèn)題，體會(huì)物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。##四、學(xué)習(xí)目標(biāo)###（一）知識(shí)與技能目標(biāo)1、知道什么是安培力，在學(xué)習(xí)結(jié)束后的1個(gè)課時(shí)內(nèi)能夠準(zhǔn)確說(shuō)出安培力的概念，就像你能準(zhǔn)確說(shuō)出你好朋友的名字一樣。2、能熟練掌握安培力大小的計(jì)算公式F=BILsinθ（其中F是安培力，B是磁場(chǎng)強(qiáng)度，I是電流強(qiáng)度，L是導(dǎo)線長(zhǎng)度，θ是電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角），在做相關(guān)練習(xí)題時(shí)，能夠正確運(yùn)用這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算，就像你熟練使用手機(jī)打游戲一樣。3、能夠準(zhǔn)確判斷安培力的方向，無(wú)論是在簡(jiǎn)單的磁場(chǎng)和電流情況，還是稍微復(fù)雜一點(diǎn)的情況，都能像辨別東南西北方向一樣準(zhǔn)確判斷出來(lái)。###（二）過(guò)程與方法目標(biāo)1、通過(guò)探究安培力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)像小偵探一樣提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，最后得出結(jié)論的科學(xué)探究方法。2、在解決安培力相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中，學(xué)會(huì)將復(fù)雜的問(wèn)題分解成一個(gè)個(gè)小問(wèn)題，就像把一個(gè)大蛋糕切成小塊一樣，逐步解決問(wèn)題，提高自己分析和解決問(wèn)題的能力。###（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1、在探究安培力的過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，就像你在玩解謎游戲時(shí)找到答案的那種興奮感。2、感受物理知識(shí)與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系，知道物理不是枯燥的理論，而是實(shí)實(shí)在在能解決生活中很多問(wèn)題的神奇工具，從而提高對(duì)物理學(xué)科的興趣。##五、自主學(xué)習(xí)###（一）知識(shí)回顧1、我們之前學(xué)過(guò)磁場(chǎng)的基本概念，那大家還記得磁場(chǎng)是由什么產(chǎn)生的嗎？是像小磁針這樣的磁體，還是像通電導(dǎo)線這樣的東西呢？（答案：磁體和通電導(dǎo)線都可以產(chǎn)生磁場(chǎng)）2、磁場(chǎng)是有方向的，那我們是怎么規(guī)定磁場(chǎng)方向的呢？是根據(jù)小磁針在磁場(chǎng)中的哪一端指向來(lái)規(guī)定的呢？（答案：根據(jù)小磁針靜止時(shí)N極的指向規(guī)定為磁場(chǎng)方向）###（二）新課預(yù)習(xí)1、閱讀課本關(guān)于安培力的部分，找到安培力的定義，并用自己的話簡(jiǎn)單寫(xiě)下來(lái)。安培力就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力哦。2、看看課本上的插圖或者自己上網(wǎng)找一些關(guān)于安培力實(shí)驗(yàn)的視頻，觀察一下在實(shí)驗(yàn)中通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，想想為什么會(huì)這樣運(yùn)動(dòng)呢？是因?yàn)槭艿搅税才嗔Φ淖饔?，那安培力的大小和方向又和哪些因素有關(guān)呢？3、試著自己推導(dǎo)一下安培力大小的計(jì)算公式F=BILsinθ，如果推導(dǎo)不出來(lái)也沒(méi)關(guān)系，把你遇到的問(wèn)題記下來(lái)，在課堂上我們一起解決。##六、情境導(dǎo)入同學(xué)們，今天老師要給你們講一個(gè)超級(jí)有趣的事情。有一天，老師去一個(gè)科技館參觀，看到了一個(gè)特別神奇的展品。那是一個(gè)很大的磁場(chǎng)裝置，中間有一根通電的導(dǎo)線。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線的時(shí)候，導(dǎo)線就像被一只無(wú)形的手推動(dòng)一樣，開(kāi)始動(dòng)了起來(lái)。老師當(dāng)時(shí)就特別好奇，這到底是怎么回事呢？后來(lái)老師知道了，原來(lái)是安培力在起作用。那什么是安培力呢？它是怎么產(chǎn)生的？又有哪些特點(diǎn)呢？今天我們就一起來(lái)探究這個(gè)神秘的安培力。##七、學(xué)習(xí)活動(dòng)###（一）探究安培力大小與哪些因素有關(guān)1、小組討論-同學(xué)們分成小組，每個(gè)小組4-5個(gè)人。大家先一起討論一下，根據(jù)我們之前學(xué)過(guò)的知識(shí)和剛剛看到的情境，你們覺(jué)得安培力的大小可能和哪些因素有關(guān)呢？是和電流的大小有關(guān)？還是和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)？或者是和導(dǎo)線的長(zhǎng)度有關(guān)呢？每個(gè)小組把自己的想法寫(xiě)下來(lái)，然后派一個(gè)代表來(lái)和大家分享。-在討論的過(guò)程中，鼓勵(lì)大家大膽發(fā)言，就像在聊天一樣，不要害怕自己的想法不對(duì)。因?yàn)樵诳茖W(xué)探究的道路上，沒(méi)有絕對(duì)錯(cuò)誤的想法，只有不斷探索的過(guò)程。2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-每個(gè)小組根據(jù)自己的討論結(jié)果，設(shè)計(jì)一個(gè)探究安培力大小與因素關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要考慮到實(shí)驗(yàn)的變量怎么控制，需要用到哪些實(shí)驗(yàn)器材，以及怎么測(cè)量安培力的大小等問(wèn)題。-比如，如果我們要探究安培力大小和電流大小的關(guān)系，那我們就要保持磁場(chǎng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角不變，只改變電流的大小，然后觀察安培力的大小有什么變化。-實(shí)驗(yàn)器材可以用到蹄形磁鐵、電源、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、電流表、開(kāi)關(guān)等。那怎么測(cè)量安培力的大小呢？我們可以通過(guò)觀察通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)程度來(lái)間接測(cè)量安培力的大小。3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)-各小組按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如果遇到問(wèn)題，小組成員之間要互相幫助，一起解決。-例如，在連接電路的時(shí)候，要注意電路的連接是否正確，避免短路等問(wèn)題。在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電流大小的時(shí)候，要緩慢調(diào)節(jié)，以便能夠準(zhǔn)確觀察到安培力大小的變化。4、分析數(shù)據(jù)與得出結(jié)論-實(shí)驗(yàn)完成后，各小組對(duì)自己記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。看看隨著電流大小、磁場(chǎng)強(qiáng)度或者導(dǎo)線長(zhǎng)度的變化，安培力的大小是怎么變化的呢？-通過(guò)分析數(shù)據(jù)，我們可以得出結(jié)論：安培力的大小與電流大小、磁場(chǎng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度以及電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角都有關(guān)系，它們之間的關(guān)系就是我們之前提到的公式F=BILsinθ。###（二）判斷安培力的方向1、安培力方向的演示實(shí)驗(yàn)-老師在課堂上進(jìn)行安培力方向的演示實(shí)驗(yàn)。準(zhǔn)備好蹄形磁鐵、通電導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，讓同學(xué)們觀察當(dāng)改變電流方向或者磁場(chǎng)方向時(shí)，通電導(dǎo)線的受力方向有什么變化。-在演示的過(guò)程中，老師會(huì)一邊操作一邊講解，讓同學(xué)們清楚地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。比如，當(dāng)電流方向向上，磁場(chǎng)方向從左向右時(shí)，通電導(dǎo)線會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明受到向左的安培力；然后改變電流方向向下，同學(xué)們會(huì)看到通電導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明安培力方向變?yōu)橄蛴伊恕?、左手定則的學(xué)習(xí)-在觀察完演示實(shí)驗(yàn)后，老師引入左手定則。左手定則就像一個(gè)小魔法，能夠幫助我們快速判斷安培力的方向。-老師先講解左手定則的內(nèi)容：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在一個(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(chǎng)中所受安培力的方向。-然后老師通過(guò)幾個(gè)具體的例子，讓同學(xué)們練習(xí)使用左手定則。比如，給出一個(gè)磁場(chǎng)方向和電流方向，讓同學(xué)們用左手定則判斷安培力的方向。同學(xué)們可以伸出自己的左手，按照定則的要求進(jìn)行操作，就像在做一個(gè)有趣的手部游戲一樣。3、小組練習(xí)與競(jìng)賽-同學(xué)們分成小組，每個(gè)小組互相出題，用左手定則判斷安培力的方向。在練習(xí)的過(guò)程中，加深對(duì)左手定則的理解和掌握。-然后進(jìn)行小組競(jìng)賽，每個(gè)小組派一名代表上臺(tái)，老師給出磁場(chǎng)方向和電流方向，代表們用最快的速度判斷出安培力的方向。競(jìng)賽可以增加學(xué)習(xí)的趣味性，讓同學(xué)們更加積極地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)。###（三）安培力在實(shí)際生活中的應(yīng)用1、閱讀與分享-同學(xué)們先閱讀課本上關(guān)于安培力在實(shí)際生活中應(yīng)用的部分，然后每個(gè)小組選擇一個(gè)安培力的應(yīng)用實(shí)例，比如電動(dòng)機(jī)、電流表等，進(jìn)行深入的了解。-每個(gè)小組在閱讀和研究的基礎(chǔ)上，制作一個(gè)簡(jiǎn)單的PPT或者手抄報(bào)，介紹自己小組選擇的應(yīng)用實(shí)例。包括這個(gè)應(yīng)用實(shí)例的工作原理是怎樣利用安培力的，它在生活中有什么重要的作用等內(nèi)容。-在制作的過(guò)程中，同學(xué)們可以上網(wǎng)查找更多的資料，豐富自己的內(nèi)容。就像在做一個(gè)小的科研項(xiàng)目一樣，鍛煉自己收集信息和整理信息的能力。2、小組展示與交流-各小組依次上臺(tái)展示自己的PPT或者手抄報(bào)，向其他同學(xué)分享自己小組的研究成果。在展示的過(guò)程中，要清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，讓其他同學(xué)能夠聽(tīng)懂。-其他小組的同學(xué)在聽(tīng)完展示后，可以提出自己的問(wèn)題或者建議，進(jìn)行交流和互動(dòng)。通過(guò)這種方式，同學(xué)們可以了解到更多安培力在實(shí)際生活中的應(yīng)用，拓寬自己的知識(shí)面。##八、典型例題###（一）例11、題目-有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的電流為I=2A，電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角為θ=30°，求導(dǎo)線所受安培力的大小。2、解題思路-首先，我們看到這是一個(gè)求安培力大小的問(wèn)題，已知導(dǎo)線長(zhǎng)度L、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流強(qiáng)度I和電流與磁場(chǎng)方向的夾角θ，我們可以直接使用安培力大小的計(jì)算公式F=BILsinθ來(lái)求解。3、解題步驟-將已知數(shù)據(jù)代入公式可得：F=0.4T×2A×0.5m×sin30°F=0.4T×2A×0.5m×0.5F=0.2N###（二）例21、題目-如圖所示，在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一根通電直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里。已知導(dǎo)線受到的安培力方向向上，試判斷磁場(chǎng)的方向。2、解題思路-這是一個(gè)根據(jù)安培力方向判斷磁場(chǎng)方向的問(wèn)題。我們可以使用左手定則來(lái)解決。已知電流方向垂直紙面向里，安培力方向向上，我們根據(jù)左手定則，伸開(kāi)左手，讓拇指指向安培力的方向（向上），四指指向電流的方向（垂直紙面向里），那么掌心的方向就是磁場(chǎng)的方向。3、解題步驟-根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向是從左向右的。###（三）例31、題目-一個(gè)電動(dòng)機(jī)的線圈，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，線圈的邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1和L2，通入的電流為I，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直。求線圈所受安培力的合力。2、解題思路-對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們首先要知道線圈有四條邊，每條邊都受到安培力的作用。由于線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，所以電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角θ=90°，根據(jù)安培力大小的計(jì)算公式F=BILsinθ，可以分別求出四條邊所受安培力的大小，然后再求合力。3、解題步驟-對(duì)于與磁場(chǎng)平行的兩條邊，由于電流方向與磁場(chǎng)方向平行，根據(jù)公式F=BILsinθ（當(dāng)θ=0°或180°時(shí)，sinθ=0），這兩條邊所受安培力為零。-對(duì)于另外兩條垂直于磁場(chǎng)的邊，所受安培力大小為：F1=F2=BIL1（因?yàn)長(zhǎng)2在這里不影響安培力的大小計(jì)算）-這兩條邊所受安培力方向相反，所以合力為：F合=F1-F2=0##九、評(píng)價(jià)方式###（一）形成性評(píng)價(jià)1、在課堂討論環(huán)節(jié)，老師會(huì)觀察每個(gè)小組的討論情況，包括同學(xué)們的參與度、提出的想法是否有創(chuàng)新性等。對(duì)于積極參與討論、提出有價(jià)值想法的同學(xué)和小組，老師會(huì)給予表?yè)P(yáng)和肯定，比如給小組加分或者口頭表?yè)P(yáng)。2、在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，老師會(huì)巡視各小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，查看同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄是否準(zhǔn)確等。如果發(fā)現(xiàn)同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題，老師會(huì)及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助。對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、能夠順利完成實(shí)驗(yàn)并得出正確結(jié)論的小組，老師也會(huì)給予獎(jiǎng)勵(lì)。3、在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，老師會(huì)檢查同學(xué)們做練習(xí)題的情況，看看同學(xué)們對(duì)安培力的相關(guān)知識(shí)和技能是否掌握。對(duì)于能夠正確解答練習(xí)題的同學(xué)，老師會(huì)給予鼓勵(lì)；對(duì)于存在問(wèn)題的同學(xué)，老師會(huì)指出問(wèn)題所在，并給予針對(duì)性的輔導(dǎo)。###（二）總結(jié)性評(píng)價(jià)1、課后作業(yè)-布置課后作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容包括一些關(guān)于安培力大小計(jì)算、方向判斷以及在實(shí)際生活中應(yīng)用的題目。通過(guò)課后作業(yè)，檢查同學(xué)們對(duì)本節(jié)課知識(shí)的掌握程度。-作業(yè)的題型可以多樣化，有選擇題、填空題、計(jì)算題等。例如，給出一個(gè)磁場(chǎng)和電流的情況，讓同學(xué)們計(jì)算安培力的大小；或者給出安培力的方向和其他條件，讓同學(xué)們求出電流方向或者磁場(chǎng)方向等。2、單元測(cè)試-在學(xué)完這一單元后，進(jìn)行單元測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容涵蓋安培力以及相關(guān)的磁場(chǎng)、電流等知識(shí)。通過(guò)單元測(cè)試，全面評(píng)價(jià)同學(xué)們?cè)谶@一單元的學(xué)習(xí)效果。-在測(cè)試中，會(huì)設(shè)置不同難度層次的題目，既有考查基礎(chǔ)知識(shí)的簡(jiǎn)單題目，也有考查綜合應(yīng)用能力的較難題目。根據(jù)同學(xué)們的測(cè)試成績(jī)，了解同學(xué)們對(duì)知識(shí)的掌握情況，為后續(xù)的教學(xué)提供參考。##十、拓展學(xué)習(xí)1、對(duì)于那些對(duì)安培力感興