《第一节 安培力》学历案

《第一节安培力》学历案##一、学习主题沪科版（2020）选择性必修第二册第五章第一节安培力##二、设计者[你的名字]##三、课标要求1、通过实验认识安培力，会判断安培力的方向。2、会计算匀强磁场中安培力的大小。3、能用安培力的知识解决有关问题，体会物理知识在实际生活中的应用。##四、学习目标###（一）知识与技能目标1、知道什么是安培力，在学习结束后的1个课时内能够准确说出安培力的概念，就像你能准确说出你好朋友的名字一样。2、能熟练掌握安培力大小的计算公式F=BILsinθ（其中F是安培力，B是磁场强度，I是电流强度，L是导线长度，θ是电流方向与磁场方向的夹角），在做相关练习题时，能够正确运用这个公式进行计算，就像你熟练使用手机打游戏一样。3、能够准确判断安培力的方向，无论是在简单的磁场和电流情况，还是稍微复杂一点的情况，都能像辨别东南西北方向一样准确判断出来。###（二）过程与方法目标1、通过探究安培力大小与哪些因素有关的实验，学会像小侦探一样提出问题、作出假设、设计实验、收集数据、分析数据，最后得出结论的科学探究方法。2、在解决安培力相关的实际问题过程中，学会将复杂的问题分解成一个个小问题，就像把一个大蛋糕切成小块一样，逐步解决问题，提高自己分析和解决问题的能力。###（三）情感态度与价值观目标1、在探究安培力的过程中，体验科学探究的乐趣，就像你在玩解谜游戏时找到答案的那种兴奋感。2、感受物理知识与实际生活的紧密联系，知道物理不是枯燥的理论，而是实实在在能解决生活中很多问题的神奇工具，从而提高对物理学科的兴趣。##五、自主学习###（一）知识回顾1、我们之前学过磁场的基本概念，那大家还记得磁场是由什么产生的吗？是像小磁针这样的磁体，还是像通电导线这样的东西呢？（答案：磁体和通电导线都可以产生磁场）2、磁场是有方向的，那我们是怎么规定磁场方向的呢？是根据小磁针在磁场中的哪一端指向来规定的呢？（答案：根据小磁针静止时N极的指向规定为磁场方向）###（二）新课预习1、阅读课本关于安培力的部分，找到安培力的定义，并用自己的话简单写下来。安培力就是通电导线在磁场中受到的力哦。2、看看课本上的插图或者自己上网找一些关于安培力实验的视频，观察一下在实验中通电导线在磁场中的运动情况，想想为什么会这样运动呢？是因为受到了安培力的作用，那安培力的大小和方向又和哪些因素有关呢？3、试着自己推导一下安培力大小的计算公式F=BILsinθ，如果推导不出来也没关系，把你遇到的问题记下来，在课堂上我们一起解决。##六、情境导入同学们，今天老师要给你们讲一个超级有趣的事情。有一天，老师去一个科技馆参观，看到了一个特别神奇的展品。那是一个很大的磁场装置，中间有一根通电的导线。当电流通过导线的时候，导线就像被一只无形的手推动一样，开始动了起来。老师当时就特别好奇，这到底是怎么回事呢？后来老师知道了，原来是安培力在起作用。那什么是安培力呢？它是怎么产生的？又有哪些特点呢？今天我们就一起来探究这个神秘的安培力。##七、学习活动###（一）探究安培力大小与哪些因素有关1、小组讨论-同学们分成小组，每个小组4-5个人。大家先一起讨论一下，根据我们之前学过的知识和刚刚看到的情境，你们觉得安培力的大小可能和哪些因素有关呢？是和电流的大小有关？还是和磁场的强弱有关？或者是和导线的长度有关呢？每个小组把自己的想法写下来，然后派一个代表来和大家分享。-在讨论的过程中，鼓励大家大胆发言，就像在聊天一样，不要害怕自己的想法不对。因为在科学探究的道路上，没有绝对错误的想法，只有不断探索的过程。2、设计实验-每个小组根据自己的讨论结果，设计一个探究安培力大小与因素关系的实验方案。在设计实验的时候，要考虑到实验的变量怎么控制，需要用到哪些实验器材，以及怎么测量安培力的大小等问题。-比如，如果我们要探究安培力大小和电流大小的关系，那我们就要保持磁场强度、导线长度和电流方向与磁场方向的夹角不变，只改变电流的大小，然后观察安培力的大小有什么变化。-实验器材可以用到蹄形磁铁、电源、导线、滑动变阻器、电流表、开关等。那怎么测量安培力的大小呢？我们可以通过观察通电导线在磁场中的偏转程度来间接测量安培力的大小。3、进行实验-各小组按照自己设计的实验方案进行实验，在实验的过程中，要认真观察实验现象，准确记录实验数据。如果遇到问题，小组成员之间要互相帮助，一起解决。-例如，在连接电路的时候，要注意电路的连接是否正确，避免短路等问题。在调节滑动变阻器改变电流大小的时候，要缓慢调节，以便能够准确观察到安培力大小的变化。4、分析数据与得出结论-实验完成后，各小组对自己记录的数据进行分析。看看随着电流大小、磁场强度或者导线长度的变化，安培力的大小是怎么变化的呢？-通过分析数据，我们可以得出结论：安培力的大小与电流大小、磁场强度、导线长度以及电流方向与磁场方向的夹角都有关系，它们之间的关系就是我们之前提到的公式F=BILsinθ。###（二）判断安培力的方向1、安培力方向的演示实验-老师在课堂上进行安培力方向的演示实验。准备好蹄形磁铁、通电导线等实验器材，让同学们观察当改变电流方向或者磁场方向时，通电导线的受力方向有什么变化。-在演示的过程中，老师会一边操作一边讲解，让同学们清楚地看到实验现象。比如，当电流方向向上，磁场方向从左向右时，通电导线会向左运动，说明受到向左的安培力；然后改变电流方向向下，同学们会看到通电导线向右运动，说明安培力方向变为向右了。2、左手定则的学习-在观察完演示实验后，老师引入左手定则。左手定则就像一个小魔法，能够帮助我们快速判断安培力的方向。-老师先讲解左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在一个平面内；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。-然后老师通过几个具体的例子，让同学们练习使用左手定则。比如，给出一个磁场方向和电流方向，让同学们用左手定则判断安培力的方向。同学们可以伸出自己的左手，按照定则的要求进行操作，就像在做一个有趣的手部游戏一样。3、小组练习与竞赛-同学们分成小组，每个小组互相出题，用左手定则判断安培力的方向。在练习的过程中，加深对左手定则的理解和掌握。-然后进行小组竞赛，每个小组派一名代表上台，老师给出磁场方向和电流方向，代表们用最快的速度判断出安培力的方向。竞赛可以增加学习的趣味性，让同学们更加积极地参与到学习中来。###（三）安培力在实际生活中的应用1、阅读与分享-同学们先阅读课本上关于安培力在实际生活中应用的部分，然后每个小组选择一个安培力的应用实例，比如电动机、电流表等，进行深入的了解。-每个小组在阅读和研究的基础上，制作一个简单的PPT或者手抄报，介绍自己小组选择的应用实例。包括这个应用实例的工作原理是怎样利用安培力的，它在生活中有什么重要的作用等内容。-在制作的过程中，同学们可以上网查找更多的资料，丰富自己的内容。就像在做一个小的科研项目一样，锻炼自己收集信息和整理信息的能力。2、小组展示与交流-各小组依次上台展示自己的PPT或者手抄报，向其他同学分享自己小组的研究成果。在展示的过程中，要清晰地表达自己的观点，让其他同学能够听懂。-其他小组的同学在听完展示后，可以提出自己的问题或者建议，进行交流和互动。通过这种方式，同学们可以了解到更多安培力在实际生活中的应用，拓宽自己的知识面。##八、典型例题###（一）例11、题目-有一根长为L=0.5m的通电导线，放在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，导线中的电流为I=2A，电流方向与磁场方向的夹角为θ=30°，求导线所受安培力的大小。2、解题思路-首先，我们看到这是一个求安培力大小的问题，已知导线长度L、磁感应强度B、电流强度I和电流与磁场方向的夹角θ，我们可以直接使用安培力大小的计算公式F=BILsinθ来求解。3、解题步骤-将已知数据代入公式可得：F=0.4T×2A×0.5m×sin30°F=0.4T×2A×0.5m×0.5F=0.2N###（二）例21、题目-如图所示，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，有一根通电直导线，电流方向垂直纸面向里。已知导线受到的安培力方向向上，试判断磁场的方向。2、解题思路-这是一个根据安培力方向判断磁场方向的问题。我们可以使用左手定则来解决。已知电流方向垂直纸面向里，安培力方向向上，我们根据左手定则，伸开左手，让拇指指向安培力的方向（向上），四指指向电流的方向（垂直纸面向里），那么掌心的方向就是磁场的方向。3、解题步骤-根据左手定则可知，磁场方向是从左向右的。###（三）例31、题目-一个电动机的线圈，处在磁感应强度为B的磁场中，线圈的边长分别为L1和L2，通入的电流为I，线圈平面与磁场方向垂直。求线圈所受安培力的合力。2、解题思路-对于这个问题，我们首先要知道线圈有四条边，每条边都受到安培力的作用。由于线圈平面与磁场方向垂直，所以电流方向与磁场方向的夹角θ=90°，根据安培力大小的计算公式F=BILsinθ，可以分别求出四条边所受安培力的大小，然后再求合力。3、解题步骤-对于与磁场平行的两条边，由于电流方向与磁场方向平行，根据公式F=BILsinθ（当θ=0°或180°时，sinθ=0），这两条边所受安培力为零。-对于另外两条垂直于磁场的边，所受安培力大小为：F1=F2=BIL1（因为L2在这里不影响安培力的大小计算）-这两条边所受安培力方向相反，所以合力为：F合=F1-F2=0##九、评价方式###（一）形成性评价1、在课堂讨论环节，老师会观察每个小组的讨论情况，包括同学们的参与度、提出的想法是否有创新性等。对于积极参与讨论、提出有价值想法的同学和小组，老师会给予表扬和肯定，比如给小组加分或者口头表扬。2、在实验探究环节，老师会巡视各小组的实验过程，查看同学们的实验操作是否规范、数据记录是否准确等。如果发现同学们在实验过程中遇到问题，老师会及时给予指导和帮助。对于实验操作规范、能够顺利完成实验并得出正确结论的小组，老师也会给予奖励。3、在课堂练习环节，老师会检查同学们做练习题的情况，看看同学们对安培力的相关知识和技能是否掌握。对于能够正确解答练习题的同学，老师会给予鼓励；对于存在问题的同学，老师会指出问题所在，并给予针对性的辅导。###（二）总结性评价1、课后作业-布置课后作业，作业内容包括一些关于安培力大小计算、方向判断以及在实际生活中应用的题目。通过课后作业，检查同学们对本节课知识的掌握程度。-作业的题型可以多样化，有选择题、填空题、计算题等。例如，给出一个磁场和电流的情况，让同学们计算安培力的大小；或者给出安培力的方向和其他条件，让同学们求出电流方向或者磁场方向等。2、单元测试-在学完这一单元后，进行单元测试。测试内容涵盖安培力以及相关的磁场、电流等知识。通过单元测试，全面评价同学们在这一单元的学习效果。-在测试中，会设置不同难度层次的题目，既有考查基础知识的简单题目，也有考查综合应用能力的较难题目。根据同学们的测试成绩，了解同学们对知识的掌握情况，为后续的教学提供参考。##十、拓展学习1、对于那些对安培力感兴