安培力教学设计.doc

沪科教版选修3—1第五章5、4探究安培力
姓名

单位

课型
听说课
课时
1
教学对象
高二理科
是否采用多媒体
是
一、教材分析
本节是在初中物理的基础上进一步探究通电导线在磁场中受力的问题。教材安排了两个实验探究活动，分别研究安培力的方向和大小。定量研究决定安培力大小的因素是本节的重点，教材利用电流天平，采用控制变量的方法进行实验探究，既可以让学生动手操作，培养实验能力，又可以帮助学生理解安培力的计算方法。这一节内容对以后的学习将有很大的帮助。本节课所涉及的物理研究方法也比较丰富和重要。

二、学情分析
1、通过初中阶段的学习，学生对安培力的方向已经有了初步认识。
2学生已经学过电场，知道研究场性质的基本方法。、
3、学生已有一定的物理学科研究方法，如观察实验、控制变量法、类比方法、从实验现象中总结规律等，可以实现教材渗透的方法教育意图。
4、学生属于对物理学科具有浓厚兴趣、对物理问题进行探究具有浓厚兴趣的高二理科班学生。所以，充分调动他们的积极性，进行充分的理论探究与实验探究，是可行和有效的。

三、教学资源与策略
本节在学生对安培力的方向已经有了初步认识的基础上，以电磁炮试验视频引入，激发学生兴趣；以分析电磁炮原理为切入点，激发学生思考、讨论；以总结左手定则为目标，解决安培力方向的问题。接着，重点探究决定安培力大小的因素。即介绍电流天平结构、原理，讨论采用控制变量法进实验探究，得出通电导线垂直磁感应强度方向放置时，通电导线所受到匀强磁场的安培力的计算公式。最后讨论电流方向与磁场方向不相互垂直的情况，学习安培力的一般计算公式。

四、教学目标
1. 知识与能力：
1〉、理解左手定则，会用左手定则解答有关问题。
2〉、学会通过实验探究磁场对电流的作用力。
3〉、通过实验现象及数据确定安培力与哪些因素有关，给出安培力的计算公式。
4〉、学会利用安培力去分析和计算实际问题。
2. 过程与方法：
1〉、通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。
2〉、通过用实验探究影响安培力大小因素，学习用“控制变量法”研究问题的方法。
3〉、通过学生实验，培养学生实验动手能力和总结归纳物理规律的能力．
3. 情感、态度与价值观：
通过本节学习，学生知道安培力是实际应用中很重要的一种力，广泛用于电动机，电流表，发电机等多种设备，进一步激发学生探究问题的兴趣，培养学生的实验探究能力，处理数据能力，总结归纳能力，让学生养成良好的科学态度。
五、教学重难点
1. 教学重点：安培力的方向确定和大小的计算。
2. 教学难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
1、引入
电磁炮，利用课件播放美国新武器实验视频。电磁炮的助推力是电而不是火药，可把重几公斤的炮弹加速到2.5Km/s,可轻松击穿金属护板，穿透水泥掩体而不留下任何痕迹，据科学家预测可代替火箭发射卫星或者摧毁靠近地球的星体，被称为革命性武器并被纳入星际大战的重要武器计划，这么大威力的电磁炮到底有怎样的玄机。
请大家看我带来的迷你电磁炮。
通电演示
引导分析，给出安培力定义：
这节课就一起来探究磁场对电流的作用力。

学生观看视频

学生观察
金属导杆通电后受磁场力
设置悬念，激发兴趣和求知欲，

利用所学知识与本节课的关系激发学生求知欲

2如何判断安培力的方向？

力是矢量，有大小、方向，我们先来看安培力的方向。
按照P111图5-33所示进行实验探究。
（1）、将实验装置接通电源，
（2）、改变电流的方向，
（3）、调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，发现安培力方向跟电流方向、磁场方向有关，三者究竟存在怎样的关系？
教师引导学生分析得出结论
通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则
左手定则要点：
1、磁感线垂直穿过左手掌心，
2、大拇指跟其余四个手指垂直，且都跟手掌在同一个平面内，
3、四指指向与电流方向一致，
4、大拇指所指的方向就是安培力的方向．

（1）、观察发生的现象。
（2）、改变电流的方向，观察发生的现象。
（3）、观察发生的现象。
学生体会并朗读左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿人手心，使四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是安培力的方向．
培养学生观察分析能力

培养学生逻辑分析能力和总结能力

3、决定安培力大小的因素有哪些？

猜想：安培力大小与I、L、B有关。
利用演示实验装置电流天平，探究安培力大小与这些因素的关系
关于电流天平的说明
结构：如图5—35
原理：如图5—36并用课件播放电流天平原理动画

探究步骤
（1）与电流的大小有关。
通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小。
（2）与通电导线在磁场中的长度有关。
通过转换开关改变通电电流部分的长度。
（3） 与导线在磁场中的磁场强弱有关。
通过改变螺线管的电流大小来改变磁感应强度的大小。
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的安培力的大小眼导线中电流的大小、有效长度、磁感应强度大小有关。
请学生观察实验现象并记录

电流大，安培力大；电流小，安培力也小

导线长、安培力大；导线短，安培力小

磁感应强度大，安培力大;
磁感应强度小，安培力小。

培养学生观察分析能力
在对实验的分析和探讨中提高分析问题、解决问题的能力，同时体会和学习科学的实验方法和精巧的实验设计。

4、如何计算安培力大小？

如图：电流方向与磁感应强度矢量垂直时？
电流方向与磁感应强度矢量平行时？
电流方向与磁感应强度矢量成任意角度时？

引导学生讨论归纳出安培力的一般计算公式
则安培力大小范围0≤F≤BIL
学生思考讨论写出结果
培养学生逻辑分析能力、合作交流意识和总结能力
5、重新定义磁感应强度
指导学生阅读课本旁批，并与先前学的定义作比较
学生列表对比
体会物理学的方法
6、课堂检测
1.长度为0.20m，通有2.0A电流的直导线，在磁感应强度为0.15T的匀强磁场中，所受安培力大小可能为（ ）
A.10N B.1.0N C.0.10N D.0.010N
2.关于通电导线所受安培力F的方向与磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下述说法正确的是（ ）
A．F、B、I三者总是互相垂直的
B．F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直
C．B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直
D．I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直
3、课本115页第4题
4.将长度为20cm、通有O.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.

(1)FA=________N.(2)FB=________N.
(3)FC=________N.(4)FD=________N.

七、教学评价
1、本节课学生兴趣浓、求知欲强、参与度高、注意力集中、积极思考交流讨论。
2、教学目标落实完成较好。
3、学生的分析能力及动手能力得到提高。
八、教学反思
本节课的教学在教学实践中取得了较好的效果，学生普遍感觉对知识理解的比较透彻，我觉得能引起深刻反思的主要有这几个个方面：
（一）在实现教学多样化的诸多形式中，加强实验教学，将它与教学内容紧密结合是一条非常重要的途径，它易使学生作为知识探究的主体，去发现、分析认识并解决问题。本节课采用了这一方式，有效培养了学生科学探究知识的思维和主动探究科学的品质。
（二）本节根据学生的特点经多次修改成型，从中我深切感到，作为一名物理教师，在充分理解教材的基础上，还应深入研究孩子的感知特点，例：哪些空间思维是他们的盲点，图片和器材的应用等等。希望通过教师的不断努力，真正把他们带进探究科学的殿堂。
（三）左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面图等等)，还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形
九、板书设计
§5.4探究安培力
一、如何判断安培力的方向？
二、决定安培力大小的因素有哪些？
三、如何计算安培力大小？
四、重新定义磁感应强度
五、小结

沪科教版选修3—1第五章5.4

探
究
安
培
力

教学设计及反思