五、磁场对通电导体的作用教学设计初中物理九年级全一册北京课改版

五、磁场对通电导体的作用教学设计初中物理九年级全一册北京课改版科目XX授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师Xx老师授课班级、授课课时2025年授课题目（包括教材及章节名称）五、磁场对通电导体的作用教学设计初中物理九年级全一册北京课改版设计思路一、设计思路：立足九年级学生已有磁场、电流知识，以电动机工作情境导入，通过课本演示实验与学生分组实验，观察磁场中通电导体运动现象，引导分析受力方向与电流方向、磁场方向的关系，归纳左手定则，联系实际应用，培养探究能力与物理观念。核心素养目标分析二、核心素养目标分析：通过实验建立磁场对通电导体有力的作用的物理观念，理解电动机工作原理；分析电流方向、磁场方向与受力方向关系，归纳左手定则，提升科学推理能力；参与演示与分组实验，培养观察、设计、分析探究能力；联系电动机实际应用，体会物理价值，形成严谨态度与社会责任感。重点难点及解决办法三、重点难点及解决办法：重点：磁场对通电导体的作用力及其方向规律（左手定则），源于课本电动机工作原理的核心内容，是理解电磁学应用的基础。难点：电流方向、磁场方向与受力方向的空间关系判断，因学生空间想象能力不足易混淆。解决方法：利用课本演示实验（如U形导体在磁场中运动）及分组实验，改变电流、磁场方向，观察运动变化，记录数据归纳规律。突破策略：结合实物模型与三维动画模拟，分解左手定则步骤，设计针对性练习强化方向判断，联系电动机实例巩固理解。教学资源四、教学资源：软硬件资源：蹄形磁铁、电源、导线、开关、金属导体（铜棒）、滑动变阻器、电流表、电动机模型；课程平台：校内教学平台；信息化资源：电流方向与磁场方向对导体作用力3D动画、电动机工作原理微课视频；教学手段：教师演示实验、学生分组实验、小组合作讨论、实物模型展示。教学过程【导入新课】（3分钟）

同学们，上课！今天我们先来看一个生活中的现象（展示玩具电动机模型）。当我按下开关，电动机为什么会转动呢？它的转动和什么有关？其实，这个现象背后隐藏着一个重要的物理规律——磁场对通电导体的作用。今天我们就通过实验来探究这个规律，揭开电动机转动的秘密。

【实验探究1：磁场对通电导体是否有作用力】（8分钟）

首先，我们来看第一个实验（教师准备器材：蹄形磁铁、电源、导线、开关、金属导体棒、滑动变阻器）。请同学们注意观察：我将金属导体棒放在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关，你们看到了什么现象？（学生回答：导体棒运动了）很好！当导体中有电流通过时，它在磁场中会运动。这说明什么？（学生回答：磁场对通电导体有力的作用）没错！这个力我们称为“安培力”。

现在，我们改变一下条件：断开开关，导体棒中还有电流吗？（学生回答：没有了）此时导体棒运动吗？（学生回答：不运动）这个对比实验能说明什么？（学生思考后回答：磁场对通电导体有力的作用，对不通电的导体没有作用）总结得非常准确！安培力的产生条件有两个：一是导体中有电流，二是导体处在磁场中。

【实验探究2：安培力方向与电流方向的关系】（10分钟）

现在，保持磁场方向不变（蹄形磁铁N极在上，S极在下），改变电流方向（将电源正负极对调，闭合开关）。请大家观察导体棒的运动方向有什么变化？（学生回答：运动方向相反）这说明什么？（学生回答：安培力的方向与电流方向有关）

为了更直观，我们记录数据：第一次电流方向从A到B，导体棒向左运动；第二次电流方向从B到A，导体棒向右运动。通过对比可以得出：电流方向反向，安培力方向也反向。

【实验探究3：安培力方向与磁场方向的关系】（10分钟）

现在，我们保持电流方向不变（从A到B），改变磁场方向（将蹄形磁铁倒置，N极在下，S极在上），观察导体棒的运动方向。（学生回答：运动方向相反）这说明什么？（学生回答：安培力的方向与磁场方向也有关）

同样记录数据：第一次磁场方向N极在上，导体棒向左运动；第二次磁场方向N极在下，导体棒向右运动。结论很明显：磁场方向反向，安培力方向也反向。

【归纳左手定则】（12分钟）

请大家伸出左手，跟我一起做：让磁感线垂直穿过手心（手心对着N极），四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向（教师示范，学生跟着做）。现在我们用左手定则来验证刚才的实验：

第一次，电流方向从A到B，磁场方向N极在上，手心向里，四指向右，大拇指指向左，与实验现象一致；第二次，电流方向反向，四指向左，大拇指指向右，也一致；第三次，磁场方向反向，手心向外，四指向右，大拇指指向右，同样正确。

现在请同学们小组合作，完成课本上的“想想做做”：用左手定则判断不同电流方向和磁场方向下导体的运动方向（教师巡视，指导学生练习）。通过练习，大家发现左手定则是不是能快速判断安培力的方向？（学生回答：是）

【应用：电动机的工作原理】（15分钟）

现在我们回到开始的问题：电动机为什么会转动？其实电动机就是利用磁场对通电导体的作用来工作的。我们来看电动机的模型（展示直流电动机模型）。它的核心部件是线圈和磁铁。当线圈中有电流通过时，线圈在磁场中受力转动；但是线圈转到平衡位置（线圈平面与磁感线垂直）时，会停下来，怎么让线圈持续转动呢？

这时候需要换向器（教师展示换向器模型）。当线圈转过平衡位置时，换向器能自动改变电流方向，使线圈继续转动。比如，线圈从左侧转到右侧时，电流方向从a到b变成从b到a，受力方向也改变，线圈就能持续转动。这就是电动机的工作原理：利用通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能。

现在请同学们思考：如果改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向会改变吗？（学生回答：会）为什么？（学生回答：因为安培力方向改变，线圈转动方向改变）说得非常好！

【巩固练习】（7分钟）

1.判断题：

（1）磁场对任何导体都有力的作用。（×，只有通电导体）

（2）安培力的方向与电流方向和磁场方向有关。（√）

2.选择题：

如图（教师在黑板上画示意图），导体棒ab放在磁场中，电流方向从a到b，导体棒向左运动。如果将磁铁的N极和S极对调，导体棒的运动方向是（）

A.向左B.向右C.不动D.无法判断

（学生回答：B，因为磁场方向反向，安培力方向反向）

3.作图题：

请根据左手定则，在图中标出通电导体在磁场中的受力方向（教师给出电流方向和磁场方向的示意图，学生作图，教师点评）。

【课堂小结】（5分钟）

今天我们通过实验探究了磁场对通电导体的作用，知道了安培力的产生条件、方向规律（左手定则），还理解了电动机的工作原理。请同学们回顾一下，本节课你有哪些收获？（学生回答：安培力的产生条件、左手定则的应用、电动机的原理等）

非常好！安培力是电磁学中的重要规律，它在电动机、扬声器等电器中有广泛应用。希望同学们课后多观察生活中的电器，思考它们的工作原理，将物理知识与生活实际联系起来。

【作业布置】（2分钟）

今天的作业是：课本第XX页“动手动脑学物理”第1、2、3题，并制作一个简单的电动机模型（可选）。下课！教学资源拓展拓展资源：

1.安培力的大小与方向规律：补充安培力大小公式F=BILsinθ（θ为电流方向与磁场方向的夹角），定性分析电流大小、磁场强弱、导体长度对安培力的影响，结合课本实验数据归纳规律，深化对“磁场对通电导体的作用与多个因素相关”的理解。

2.电磁继电器的构造与原理：展示电磁继电器实物模型，分析其由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成的工作过程，说明利用安培力控制电路通断的原理，联系课本电动机控制电路，拓展电磁学在自动控制中的应用。

3.扬声器的工作原理：拆解废旧扬声器，观察线圈、永磁体、锥形纸盆结构，解释通电线圈在磁场中受力带动纸盆振动发声的过程，类比电动机转动原理，强调安培力将电能转化为机械能的一致性。

4.生活中的安培力应用实例：列举电磁起重机利用强磁场吸起废铁、电动玩具车中的微型电动机、电风扇叶片转动等实例，结合课本“STS”栏目，说明安培力在现代科技与日常生活中的广泛渗透。

5.安培定则与物理学史：介绍安培在奥斯特发现电流磁效应后，通过实验总结通电导体在磁场中受力规律的历程，补充安培定则（左手定则）的命名由来，渗透科学探究方法与物理学史教育。

拓展建议：

1.实验改进与探究：

-用多匝线圈代替单根导体棒进行课本实验，观察安培力效果更明显，探究线圈匝数对受力大小的影响；

-设计“磁场方向不变，改变电流大小”的对比实验，通过滑动变阻器调节电流，记录导体棒运动距离，定性分析电流与安培力的关系；

-尝试用不同材质的导体（如铜棒、铝棒）重复实验，比较受力效果差异，理解导体本身对安培力的影响。

2.跨学科联系实践：

-结合地理知识，探究地磁场对通电导体的作用（如地磁暴对电力系统中输电导线的安培力影响）；

-联系历史学科，梳理从奥斯特电流磁效应到法拉第电磁感应的电磁学发展脉络，为后续学习电磁感应奠定基础；

-关注科技前沿，查阅资料了解新能源汽车驱动电动机的工作原理，分析其如何利用安培力实现高效能转化。

3.问题导向式探究：

-提出开放性问题：“如何设计一个能连续转动的简易电动机？”引导学生思考换向器的作用，尝试用漆包线、电池、磁铁制作简易电动机模型；

-思考“如果磁场方向与电流方向平行，安培力是否存在？”通过实验验证θ=0°时导体棒不运动，深化对sinθ的理解；

-讨论“电动机转动时，能量如何转化？”结合课本能量章节，分析电能转化为机械能的过程，认识能量守恒定律的应用。

4.家庭小实验与制作：

-利用电池、条形磁铁、铜丝制作“电磁秋千”：将铜丝弯成支架，线圈两端悬挂，通电后线圈在磁场中受力摆动，观察电流方向改变对摆动方向的影响；

-用废旧耳机中的永磁体和线圈制作“简易扬声器”，连接音频信号源，感受声音的产生过程，体会安培力的实际应用；

-设计“安培力大小探究实验”，用弹簧测力计测量不同电流、不同磁场强度下导体的受力，记录数据并绘制关系图像。

5.阅读与资料拓展：

-阅读教材配套阅读材料《生活中的电动机》，了解电动机在家用电器、工业生产中的应用实例；

-查阅《物理改变世界》丛书中的“电磁时代的到来”章节，了解安培力的发现对第二次工业革命的推动作用；

-搜集科学家安培的生平事迹，学习其严谨的科学态度和坚持不懈的探究精神，培养科学素养。板书设计①安培力的概念与产生条件

-安培力：磁场对通电导体的作用力

-产生条件：导体中有电流；导体处在磁场中

②安培力的方向规律——左手定则

-手心：垂直磁感线（指向N极）

-四指：指向电流方向

-大拇指：指向安培力方向

③电动机的工作原理

-核心部件：线圈、磁铁、换向器

-工作过程：通电线圈在磁场中受力转动；换向器改变电流方向使线圈持续转动

-能量转化：电能转化为机械能课后作业1.填空题：磁场对通电导体产生作用力的两个必要条件是导体中存在______和导体处在______中。

答案：电流；磁场

2.作图题：在图中标出通电导体ab在磁场中的受力方向（已知磁感线方向竖直向下，电流方向从a到b）。

答案：根据左手定则，手心向下（磁感线垂直穿过手心），四指指向a→b，大拇指水平向左，受力方向向左。

3.简答题：简述电动机中换向器的作用。

答案：当线圈转过平衡位置时，换向器自动改变电流方向，使线圈受力方向改变，从而持续转动。

4.实验设计题：设计一个小实验，探究安培力方向与磁场方向的关系。写出器材、步骤和现象。

答案：器材：蹄形磁铁、电源、导线、金属导体棒。步骤：保持电流方向不变，改变磁铁N极和S极的位置，观察导体棒运动方向。现象：磁场方向反向时，导体棒运动方向反向。

5.简答题：电动机工作时能量如何转化？请举例说明生活中的应用。

答案：电能转化为机械能。应用：电风扇、洗衣机、电动车等。教学反思与改进这节课通过实验探究安培力的规律，学生基本掌握了左手定则，但发现部分学生对“磁感线垂直穿过手心”的操作要领理解模糊，导致方向判断易出错。下次课我会增加磁感线方向的实物标注，用彩色胶带在磁铁上标明N/S极，强化空间感。

电动机原理部分，学生虽能说出换向器的作用，但对“平衡位置”概念理解不深。改进时将用动画演示线圈转过90°时受力变化，并让学生用纸板模拟线圈转动过程，亲身体验换向器如何改变电流方向。

实验环节中，个别小组因导线接触不良导致现象不明显。准备增加备用导线和鳄鱼夹，并提前检查所有器材。同时，在分组实验后增设“故障排查”环节，培养学生解决实际问题的能力。

对于安培力大小公式F=BILsinθ，学生仅停留在记忆层面。下次课将补充定量实验：用不同匝数的线圈和滑动变阻器调节电流，观察摆动幅度变化，引导他们发现安培力与电流、匝数的正比关系，为后续电磁感应学习埋下伏笔。

课后作业显示，学生能正确作图但缺乏实际应用意识。改进措施是设计“自制电动机”实践任务，要求用漆包线、电池和磁铁制作简易模型，在操作中深化对能量转化和换向器功能的理解。教学评价课堂评价：通过提问检验学生对安培力产生条件（电流、磁场）和左手定则要领的掌握，如“磁感线方向改变时，安培力方向如何