《第03节 探究安培力》教学设计1

探究安培力肇庆市第六中学周新书设计思想通过对上一节知识的回顾，根据奥斯特的发现“电流对磁体的作用”，引发学生逆向思维的假设：“磁体对电流的作用”，从而展开本节的学习。首先说明本节第一个重点：什么是安培力？在学习中渗透物理学史、物理学探究未知领域的思维方法、前人（安培）如何精妙的设计实验等知识，以真正提升中学生物理素养为核心的教学理念为指导进行教学。在理念的引导下，接下来以学生分组探究实验的方法，让学生重点探究安培力的方向规律（左手定则）。再是以老师的演示实验,让学生观察分析、讨论、总结出安培力大小的决定因素,最后引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解公式B=F/IL的意义。在实验探究结束后，可以借助实验视频和图片等,来帮助学生理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。教学目标知识与技能(1)知道什么是安培力(2)掌握安培力的方向判断--左手定则(3)掌握安培力的计算公式F=BILsina(4)理解磁感应强度B的定义及性质，知道用磁感线可以形象直观地反映磁感应强度。(5)知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况。过程与方法(1)了解安培发现安培力的物理学史，通过逻辑推理，结合物理学思维方向大胆猜想，形成假设。(2)在通过分组探究磁场对电流的作用方向的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力。(3)通过演示磁场对电流的作用力大小的实验,让学生了解探究未知领域规律的研究过程，理论猜想→实验论证→得出结论。(4)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,培养学生立体思维能力。（5）在磁场和电场的比较中让学生学会类比的学习方法。教学过程（一）引入新课在上一节课的学习中，我们了解到奥斯特的发现，即磁场对通电导线的作用力。反过来，结合牛顿第三定律，从作用力反作用力的知识，我们猜想，电流对磁体应当也存在作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。这节课我们对安培力作进一步的讨论。（二）新课讲授1、什么是安培力问题：奥斯特的实验证明了电流对磁场有力的作用。磁场对电流是否也有力的作用呢？理论分析：根据牛顿第三定律，应该有。通过实验，可以证明：磁体对通电导体也有力的作用问题：电流与电流之间是否也有力的作用？通过实验，可得出:电流与电流之间有力的作用，且同向电流相互吸引，异向电流相互排斥我们把磁场对通电导线的作用力称为安培力科学家介绍：安德烈·玛丽·安培（André-MarieAmpère，1775年—1836年），法国化学家，在电磁作用方面的研究成就卓著，对数学和物理也有贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名。小知识：安培的主要贡献安培最主要的成就是1820～1827年对电磁作用的研究。1820年7月，H.C.奥斯特发表关于电流磁效应的论文后，安培报告了他的实验结果：通电的线圈与磁铁相似；9月25日，他报告了两根载流导线存在相互影响，相同方向的平行电流彼此相吸，相反方向的平行电流彼此相斥；对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。通过一系列经典的和简单的实验，他认识到磁是由运动的电产生的。他用这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。他提出分子电流假说：电流从分子的一端流出，通过分子周围空间由另一端注入；非磁化的分子的电流呈均匀对称分布，对外不显示磁性；当受外界磁体或电流影响时，对称性受到破坏，显示出宏观磁性，这时分子就被磁化了。在科学高度发展的今天，安培的分子电流假说有了实在的内容，已成为认识物质磁性的重要依据。为了进一步说明电流之间的相互作用，1821～1825年，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并根据这四个实验导出两个电流元之间的相互作用力公式。1827年，安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这是电磁学史上一部重要的经典论著，对以后电磁学的发展起了深远的影响。为了纪念安培在电学上的杰出贡献，电流的单位安培是以他的姓氏命名的。他曾研究过概率论和积分偏微分方程，显示出他在数学方面奇特的才能。他还做过化学研究，几乎与H.戴维同时认识到元素氯和碘；比A.阿伏伽德罗晚3年导出阿伏伽德罗定律。2、安培力的方向实验与探究：安培力的方向猜想：安培力的方向与哪些因素有关？设计实验：先思考实验中如何改变磁场的方向和电流的方向？(1)、当通电导线方向与磁场方向平行时，通电导线所受的安培力_________。(2)、探究当通电导线方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力。结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场，让磁感线垂直穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向就为安培力方向。课堂练习练习1、画出图中第三者的方向。3、安培力的大小实验与探究：猜想：安培力的大小与哪些因素有关？1、电流的大小；2、通电导线的长度；3、磁场的强弱；4、磁场方向与电流方向关系；【实验方法】控制变量法根据前面实验探究，可得出结论：当通电导线方向与磁场方向平行时，通电导线所受的安培力的大小为零。当通电导线方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小______。当通电导线方向与磁场方向斜交（即有一定的夹角）时，通电导线所受的安培力的大小__________。观看实验视频：探究安培力的大小只研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：实验1：当电流一定时，安培力与通电导线的长度关系？实验2：当通电导线长度一定时，安培力与电流的关系？结论：通电导线在同一磁场中受到的安培力大小Ｆ与导线长度和电流Ｉ的有关．F∝IL【实验结论】F∝IL磁感应强度【定义】物理学规定，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F与跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值。（用B表示）【定义式】B=F/IL（比值定义）【单位】特（特斯拉）T1T＝1N/(A·m)【性质】矢量，方向与磁场的方向相同。【物理意义】描述磁场强弱的物理量。磁感线的分布可形象地看出磁感应强度的方向和大小：①磁感线上每一点的______都与该点磁感应强度的方向一致。②磁感线的_________表示磁感应强度的大小。思考：什么叫匀强磁场？【匀强磁场】磁场强弱、方向处处相等的磁场。课堂练习练习2：关于磁感应强度，下列说法正确的是（）A.在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B.磁感应强度的方向总是与电流方向垂直C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向无关5、安培力的计算思考:当B与