全国优质课大赛一等奖高中物理新课标教材选修3《通电导线在磁场中受到的力》获奖教学设计+反思

《通电导线在磁场中受到的力》教学设计XXXX外国语学校XX市XX区20XX.10《通电导线在磁场中受到的力》教学设计教材分析人教版《物理（选修3-1）》第三章磁场第4节通电导线在磁场中受到的力。安培力的方向和大小是本节重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节难点，安培力的方向一定与电流、磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应的强度方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆，例如，在解决实际问题时误以为安培力、电流、磁感应强度一定是两两垂直的等。另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，需要一定量的训练巩固；本节同时体现了磁体与磁体、电流与磁体、电流与电流通过磁场相互作用。二、教学目标（一）知识与技能

1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题.知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。4、体会磁体与磁体，电流与磁体，电流与电流之间的相互作用。（二）过程与方法

1、通过实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。

2、用左手定则在实际运用中解决问题。（三）情感、态度与价值观

1、通过实验探究安培力的方向，使学生学会科学探究的同时，学会合作、攻克困难。通过推导一般情况下安培力的公式F=ILBsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法，感受物理知识的相互联系。三、教学重、难点1、安培力的方向和大小是本节的重点；2、弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系，运用安培力的方向和大小解决实际问题；在各种实际应用中体会磁体与磁体，电流与磁体，电流与电流之间的相互作用是本节的难点。四、教学方法实验探究法，逻辑推理法，理论分析法，五、教学过程（一）引入【回顾1】我们已经知道磁体周围空间存在的一种特殊物质——磁场，磁体与磁体之间通过磁场发生相互作用。【回顾2】奥斯特的小磁针实验，说明通电导线周围空间也存在磁场，对小磁体有力的作用，,然而，力的作用是相互的，那么，磁体对通电导线应该也具有反作用力。安培在研究磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。（二）安培力的方向问题1：通电导线在磁场中如何摆放？从特殊到一般研究，先研究垂直放置于磁场中。问题2：安培力的方向与哪些因素有关呢？导线中电流的方向、磁场的方向。问题3：研究安培力方向与导线中电流、磁场两者的方向，用什么方法？控制变量法。实验装置图：如图所示（注意：电键要及时断开）学生实验实验完成方向记录：分析实验现象：磁场方向不变，改变电流方向，安培力反向；电流方向不变，磁场方向相反，安培力反向，说明磁场、电流的反向确实是影响因素。安培力的方向与磁场的方向垂直，安培力的方向与电流的方向也垂直。安培力垂直于导线和磁场所组成的平面。做一做：利用三种不同颜色的带箭头的竹签，橡皮泥，表示以上四种情况的方向。发现了用竹签表示第一种实验情况后通过旋转变换即可得到其余三种情况，无需重新插。分析现象：说明安培力的方向与电流方向、磁场方向是相对固定的。问题4：请同学们在右手螺旋定则判断电流产生的磁场的启发下，考虑借助于手判断安培力与电流方向、磁场的方向。左手定则：通电导线在磁场中所受安培力的方向，与导线、磁感应强度的方向都垂直，它的指向可用以下方法判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。【小试身手】判定以下通电导线所受安培力的方向2、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流。问题1：请运用左手定则分析通电直导线受到的安培力。（请作出正视图）问题2：如果直导线向左平移，固定于条形磁铁的左上方，导线与磁场依然垂直，请分析导线受到的安培力。平行的通电直导线之间的相互作用问题1：平行的通电直导线之间是否存在相互作用？演示实验：两根平行直导线通电方向一致；两根平行直导线通电方向相反。理论分析：电流A产生磁场，电流B在磁场中受到安培力的作用；同理电流B也产生磁场，电流A在磁场中受到安培力的作用。观察现象：两根平行直导线通电方向一致，相互吸引；两根平行直导线通电方向相反，相互排斥。理论分析：左手定则，结合右手螺旋定则分别进行判断。安培力的大小【情况1】当磁感应强度方向与导线的方向平行时：当磁感应强度方向与导线的方向平行时，导线受力为0。【情况2】当磁感应强度方向与导线的方向垂直时：在第2节的学习中我们已经知道：垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F为F=ILB(B⊥I)【情况3】当磁感应强度方向与导线的方向成θ角时：分析：将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥,和与导线平行的分量B∥.B⊥=BsinθB∥=Bcosθ其中B∥不产生安培力，导线所受的安培力只是B⊥产生的，由此又得到F=ILBsinθ这是一般情况下安培力的表达式。归纳：结合甲、乙两张图安培力的方向一定与电流、磁感应强度的方向都垂直，结合丙图电流方向与磁感应强度方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应的强度方向垂直时，安培力最大。磁电式电流表问题1：如图所示，处于磁场中的线框ABCD,各条边都受到安培力吗？问题2：安培力作用效果？变换：如果在磁场中加入铁芯，磁场发生变化，形成辐向均匀分布的磁场。问题3：当线框旋转过一定夹角后，安培力的方向如何？与线框平面的夹角如何？【观察】磁电式电流表实物，了解磁电式电流表的结构。让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们中哪些是固定的，哪些是可动的。（动画辅助）做一做旋转的液体演示实验：旋转的液体，改变磁场方向，请学生观察实验现象。思考：请学生根据实验现象，思考产生现象的原因。思考电流是电荷定向移动产生的，那么磁场对运动电荷会不会有力的作用。待到下节课研究（为下一节课做准备）课堂总结课堂总结：利用板书设计，复习本节课的相关知识板书设计：第4节通电导线在磁场中受到的力安培力的方向——左手定则1、当B∥I时，导线受力为0F⊥(I、B平面)2、当B⊥I时，F⊥F⊥(I、B平面)3、当B∧I=θ时，F⊥I、F⊥B安培力的大小1、当B∥I时，导线受力为02、当B⊥I时，导线受力为F=ILB（最大值）3、当B∧I=θ时，导线的受力为F=ILBsinθ磁电式电流表作业布置教材本节课所对应的“问题与练习”《通电导线在磁场中受到的力》教学反思从本节课的教学目标来看是完成安培力的方向、安培力的大小以及磁电式电流表的构造和原理，其中安培力的方向和大小是重点。基本完成教学任务。优点首先谈谈本节课自己设计环节比较好的地方，在探究安培力的方向时，让学生通过实验的方式进行研究，小组合作交流实验结果，当学生有实验现象与事实不符合时，组织学生一起寻找错误原因。利用“插竹竿”的方式，攻克学生对立体空间问题理解上的困难。在处理安培力大小时，通过分解磁感应强度，寻找有效磁感应强度，简单易于接受。在研究平行电流之间的相互作用时，从实验和理论的角度分别研究，用实验去支撑理论，用理论去解释实验现象，相辅相成。在上课的过程中发现学生的能力与预设的情况差异较大，所以放慢的教学的节奏，学生从中有了明显的进步。一直以来我