全國優(yōu)質(zhì)課大賽一等獎高中物理新課標教材選修3《通電導線在磁場中受到的力》獲獎教學設(shè)計+反思（定稿）

選修選修3-1第三章磁場第三章磁場通電導線在磁場中受到的通電導線在磁場中受到的力4XXXX省XX高級中學XX《通電導線在磁場中受到的力》教學設(shè)計一．教材分析本節(jié)課是選修3-1教材第三章磁場第4節(jié)的教學內(nèi)容，是在學習了磁感應強度、電流周圍的磁場分布的基礎(chǔ)上對磁場基本特性應用的一節(jié)課。通電導線在磁場中受到的力，是對磁場力的性質(zhì)的深入研究，也是學好洛倫茲力和電磁感應的重要基礎(chǔ)。安培力的方向和大小是本節(jié)重點，弄清安培力方向與電流方向、磁感應強度方向的空間關(guān)系是本節(jié)的難點。二．學情分析通過前幾節(jié)內(nèi)容的學習，學生已經(jīng)了解了磁場的基本性質(zhì)，學習了磁感應強度的概念，認識了幾種常見磁場的分布特點。這些知識的學習，為學習通電導線在磁場中受到的力，做好了知識上的準備。安培力的方向一定與電流、磁感應強度的方向構(gòu)成的平面垂直，但電流方向與磁感應強度方向可以成任意角度；當電流方向與磁感應強度方向垂直時，安培力最大。對此，學生常?；煜?，在解決實際問題時誤以為安培力、電流、磁感應強度一定是兩兩垂直的等。另外，空間想象能力對本節(jié)的學習至關(guān)重要。要使學生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的平面圖，需要一定量的訓練鞏固。三．設(shè)計思想根據(jù)本節(jié)教材分析和學情分析，本節(jié)課準備采用實驗導入、大膽猜想、設(shè)計實驗、自主探究、合作交流、歸納總結(jié)等過程得出規(guī)律，探究過程遵循從特殊到一般的認識規(guī)律。然后通過一定量的訓練讓學生體悟規(guī)律和提高學生的空間想象能力。最后學以致用，體會安培力在生產(chǎn)生活實踐及現(xiàn)代科技中的應用。本節(jié)課首先用旋轉(zhuǎn)的磁鋼這個分組實驗，激發(fā)學生興趣，導入新課，讓學生猜測安培力的方向與哪些因素有關(guān)，師生設(shè)計驗證方案，教師利用演示實驗驗證猜想。再讓學生用安培力演示儀自主探究安培力的方向，實驗中學生用三種不同顏色的彩色吸管記錄安培力、電流、磁感應強度三者的方向，并讓學生觀察實驗記錄所得的四個吸管模型，教師和學生共同分析得出：四種情況可以歸納為一種，即安培力方向垂直與磁場方向和電流方向構(gòu)成的平面。然后教師提出磁場方向和電流方向不垂直時此結(jié)論是否成立，師生一起理論探究磁場方向與電流方向不垂直時安培力的方向，并用演示實驗驗證。在此基礎(chǔ)上，師生共同歸納得出：安培力方向垂直與磁場方向和電流方向構(gòu)成的平面。隨后教師和學生一起根據(jù)吸管模型的特點，引導學生得出左手定則。最后通過一組習題和通電直導線的相互作用的演示實驗幫助學生理解和應用規(guī)律。安培力大小的表達式由師生一起推導得出，并通過一道例題幫助學生訓練鞏固。磁電式電流表則由教師結(jié)合實物和示意圖進行提問和講解。課堂的最后是利用所學知識解釋引題實驗中磁鋼轉(zhuǎn)動方向不同的根本原因，使整節(jié)課前后呼應，完滿完美。本設(shè)計注重學生知識的形成過程和對知識的真正理解，采用實驗探究的學習方式，培養(yǎng)學生收集信息、處理信息、分析論證的能力，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度和良好的合作習慣。本節(jié)課的教學流程為：新課引入：學生分組實驗（旋轉(zhuǎn)的磁鋼）新課引入：學生分組實驗（旋轉(zhuǎn)的磁鋼）學生猜想：安培力的方向與哪些因素有關(guān)學生實驗探究：磁場方向與電流方向垂直時安培力的方向個性分析，共性歸納：左手定則演示實驗：驗證猜想理論探究磁場方向與電流方向不垂直時安培力的方向，并用演示實驗驗證師生歸納總結(jié)：安培力的方向當堂小結(jié)，達成檢測，布置作業(yè)當堂小結(jié)，達成檢測，布置作業(yè)前后呼應：解釋引題實驗左手定則的應用：通電直導線間的作用力左手定則的應用：通電直導線間的作用力推導、歸納：安培力大小的一般表達式安培力的應用：磁電式電流表工作原理四．教學目標【知識與技能】會用實驗自主探究安培力的方向與磁感應強度方向、電流方向的關(guān)系，記錄實驗現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論；知道安培力的方向與電流方向、磁感應強度的方向構(gòu)成的平面垂直，會用左手定則判斷安培力的方向；會推導勻強磁場中安培力大小的一般表達式，會計算勻強磁場中安培力的大?。恢来烹娛诫娏鞅淼幕緲?gòu)造及工作原理?！具^程與方法】通過實驗、分析、歸納、應用，使學生理解安培力的方向和大小的計算，體會控制變量法的研究方法，認識科學探究的意義?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】培養(yǎng)學生的動手能力、歸納能力和空間想象能力。在實驗和討論中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和合作意識，體悟從特殊到一般的認識規(guī)律。理論聯(lián)系實際，開拓學生視野，樹立科學的世界觀。教學重點、難點教學重點：1.安培力的方向及判定2.安培力大小的計算教學難點：安培力、電流、磁感應強度三者方向的空間關(guān)系六．教具準備：干電池、磁鋼、螺絲釘、導線、安培力演示儀、三種不同顏色的彩色吸管、粘土、通電直導線的相互作用演示儀、磁電式電流表、多媒體設(shè)備圖1七．圖11課時八.教學過程環(huán)節(jié)一：引入新課——旋轉(zhuǎn)的磁鋼師：介紹“旋轉(zhuǎn)的磁鋼”實驗的器材，指導學生按圖1所示進行分組實驗，并記錄磁鋼轉(zhuǎn)動情況。生：實驗探究，觀察并描述實驗現(xiàn)象。師：由磁鋼轉(zhuǎn)動的原因引出本節(jié)課的課題，由磁鋼轉(zhuǎn)動方向不同引出安培力的方向。【設(shè)計意圖】本實驗結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯而有趣（通電后磁鋼能和螺絲釘一起高速轉(zhuǎn)動），通過學生親自動手，創(chuàng)設(shè)學習情境，激發(fā)學生學習興趣和求知欲望。環(huán)節(jié)二：實驗探究——安培力的方向與哪些因素有關(guān)師：請學生猜想安培力的方向與哪些因素有關(guān)。生：思考，猜想。師：實驗探究，驗證猜想（請學生設(shè)計實驗方案）?！驹O(shè)計意圖】以探究實驗為載體，利用實驗得出結(jié)論，強化實驗在物理研究中的重要性。環(huán)節(jié)三：實驗探究——探究安培力的方向師：指導學生進行探究實驗并介紹利用彩色吸管記錄安培力、磁場、電流方向的方法。生：自主探究，記錄現(xiàn)象。師：請同學將記錄得到四組吸管模型擺一擺，轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，并將擺好的吸管模型拍照后投影在屏幕上。師：這是大家所記錄的實驗結(jié)果，請同學們來說說，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？生：四組吸管模型都一樣。師：但是，我們每次實驗時磁場方向和電流方向是不一樣的呀，怎么會得到一樣的結(jié)果呢？生：經(jīng)過翻轉(zhuǎn)得來的。師：很好！說明安培力的方向滿足一定的規(guī)律。既然這樣，我們只需要研究其中一種情況就可以了，其余三種情況，都可以由這種情況翻轉(zhuǎn)得來。那么，這個規(guī)律究竟是什么呢？【設(shè)計意圖】研究安培力的方向與電流和磁場方向的關(guān)系是本節(jié)課的難點，借助吸管模型將原本抽象的實驗結(jié)果形象具體地呈現(xiàn)在學生面前，一目了然，既幫助學生將看似無關(guān)的四種情況歸納成一種，方便學生研究其規(guī)律，又培養(yǎng)了學生的空間想象能力和分析歸納能力。師：請同學們看看，在這個模型里，安培力方向與磁場方向、電流方向有什么關(guān)系？生：安培力方向與磁場方向垂直，與電流方向垂直。師：引導學生進一步看模型，得出安培力方向與磁場方向、電流方向構(gòu)成的平面垂直。師：當電流方向和磁場方向不垂直時，這個結(jié)論還成立嗎？教師在黑板右側(cè)作出磁場和電流方向不垂直時的示意圖。請同學們思考一下，當兩者不垂直時，可以怎么處理？生：將磁感應強度B沿平行于電流方向和垂直于電流方向進行分解，其中平行分量對電流無作用力，垂直分量對電流的安培力還是與磁場方向、電流方向構(gòu)成的平面垂直。師：演示實驗驗證。師：現(xiàn)在，同學們能不能幫老師歸納安培力方向所遵循的規(guī)律呢？師生共同總結(jié)：安培力方向與磁場方向、電流方向構(gòu)成的平面垂直【設(shè)計意圖】采用從特殊到一般的研究方法，培養(yǎng)學生正確認識事物的方法，提高學生的分析歸納能力。師：實際應用時，我們應該怎樣來判斷安培力的方向呢？首先，我們可以用這個吸管模型來進行判斷，但這個模型攜帶不方便，也無法帶進考場。那同學們想想看，能不能在身體上找一個類似的關(guān)系，以便我們能隨時使用？生：尋找身體上的關(guān)系。師：從學生的答案過渡到左手定則?！驹O(shè)計意圖】按照學生的認知規(guī)律探索新知識的產(chǎn)生，引導學生將知識與形體相結(jié)合，從而對新知識有更深的體會，更快地掌握方法。環(huán)節(jié)四：問題分析——學以致用師：出示例1。AB例1.ABCCD【設(shè)計意圖】引導學生運用剛學的知識去分析，討論，使學生能夠?qū)W以致用，強化學生對左手定則的掌握，幫助學生熟悉立體圖和平面圖。師：給兩根平行直導線通以同向電流，請同學們觀察實驗現(xiàn)象。生：觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)通電后兩導線相互吸引。師：請學生解釋實驗現(xiàn)象。分三個問題進行提問：（1）A導線被向右吸引肯定是受到了力的作用，這個力的施力物體是誰？（2）B導線產(chǎn)生的磁場是怎樣的？如何判斷？（3）A導線在這樣的磁場中受到了向哪個方向的安培力。生：逐一回答教師提問，解釋實驗現(xiàn)象。師：導線通以反向電流的情況請同學課后去預測分析?！驹O(shè)計意圖】讓學生學以致用，在學習中感受到成功的喜悅，培養(yǎng)學生的學習興趣。環(huán)節(jié)五：討論探究——安培力的大小師：剛才我們研究了安培力的方向，接下來我們來研究安培力的大小。我們已經(jīng)知道，導線與磁場垂直時安培力的大小F=ILB。而當磁感應強度B的方向與導線的方向平行時，導線受力為0。那同學們思考一下，當導線與磁場既不平行又不垂直，而是成θ角時，安培力應如何計算？生：將磁感應強度B分解后計算垂直分量對導線的作用力。師：請學生分解磁感應強度，并計算出此時的安培力F=ILBsinθ。師：同學們想一想，若θ=90o，F(xiàn)為何值？若θ=0o或180o，F(xiàn)又為何值？由此可以看出，這個表達式不僅適用于磁場和導線斜交的情況，同樣適用于兩者平行和垂直的情況，因此這個表達式為安培力的一般表達式，這個表達式也說明了我們前面用實驗的方法得出的安培力方向是正確的?！窘處煛砍鍪纠}2。例2：如圖所示，長為L=0.5m的導體棒靜止于光滑的水平軌道上，開關(guān)閉合后回路中的電流I=2A，勻強磁場的磁感應強度B=0.02T，方向豎直向上，求開關(guān)閉合后導體棒所受安培力的大小和方向?！驹O(shè)計意圖】在學習完安培力的方向之后，緊接著研究安培力的大小，因為有前面的學習基礎(chǔ)，此問題難度不大，在學習過程中，教師放手讓學生去討論探究，培養(yǎng)學生的自主學習能力。環(huán)節(jié)六：拓展應用——磁電式電流表師：安培力與電流的關(guān)系在生產(chǎn)實踐中有著廣泛的應用。例如電動機、磁電式電流表、電磁炮、磁懸浮列車等。下面我們就來學習中學實驗室使用的磁電式電流表的構(gòu)造與原理。師：出示實物，屏幕上展示實物圖，逐張出示磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖（圖2-7），解釋其工作原理。圖圖2圖3圖圖4圖5圖圖7圖6【設(shè)計意圖】將電流表分解成基本構(gòu)件，再將其逐步組裝，在組裝過程中解釋各部分的原理和作用，更易于學生理解和接受。環(huán)節(jié)七：解答懸念——深入研究引題實驗師：現(xiàn)在，我們可以來詳細解釋一開始的實驗中磁鋼為什么轉(zhuǎn)動方向會不同。師：依次出示問題：（1）磁鋼中電流方向如何？（2）磁鋼所處的磁場方向如何？（3）磁鋼所受的安培力方向如何？生：學生回答，教師點評。師：顯然，不同的連接方式就會導致磁鋼的轉(zhuǎn)動方向不同。現(xiàn)在就請同學們自己確定一種連接方式，并預先判斷磁鋼的轉(zhuǎn)動方向，然后動手做一做，看看磁鋼的轉(zhuǎn)動方向與自己判定的方向是否一致。生：實驗驗證?！驹O(shè)計意圖】利用本節(jié)課所學知識對課前所設(shè)懸念進行解答，首尾呼應，學生可以感受到學習新知識的喜悅和物理學的魅力環(huán)節(jié)八：當堂小結(jié)，達成檢測，布置作業(yè)九．板書設(shè)計§§4通電導線在磁場中受到的力安培力安培力的方向1.安培力垂直于磁場、電流方向構(gòu)成的平面2.左手定則三．安培力的大小F=ILBsinθθ為磁場方向與導線方向的夾角四．磁電式電流表1.結(jié)構(gòu)2.原理(B⊥I)（B∥I)《通電導線在磁場中受到的力》教學反思上完《通電導線在磁場中受到的力》，我有以下的總結(jié)和反思：一、總體評價本節(jié)課圓滿地完成了課前預定的教學目標，突出了新課程中重過程、重方法、重體驗的理念，始終以情景問題為依托，引導學生去思考、總結(jié)、歸納，凸顯了學生的分析能力、思維探究能力、實驗能力的培養(yǎng)。教學中盡可能多地讓學生參與課堂教學活動，加深課堂教學的實效，體現(xiàn)了以學生為主體的教學理念。二、亮點1.引入實驗本節(jié)課以“旋轉(zhuǎn)的磁鋼”這個小實驗作為引入實驗。該實驗結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯而有趣（通電后磁鋼能和螺絲釘一起高速轉(zhuǎn)動），通過學生親自動手，創(chuàng)設(shè)學習情境，激發(fā)學生學習興趣和求知欲望。由磁鋼轉(zhuǎn)動的原因引出安培力的概念，由磁鋼轉(zhuǎn)動方向不同引出安培力的方向，過渡順暢，自然。本節(jié)課結(jié)尾時，再利用所學知識深入解釋磁鋼的轉(zhuǎn)動，對課前所設(shè)懸念進行解答，首尾呼應，學生可以感受到學習新知識的喜悅和物理學的魅力。吸管模型本節(jié)課對學生的空間想象能力提出了很高的要求，對此，本節(jié)課在進行學生分組實驗時，采用三種不同顏色的彩色吸管來記錄磁場方向、電流方向和安培力方向的方法，從而將原本抽象的實驗結(jié)果形象具體地呈現(xiàn)在學生面前，一目了然，既幫助學生將看似無關(guān)的四種情況歸納成一種，方便學生研究其規(guī)律，又培養(yǎng)了學生的空間想象能力和分析歸納能力。同時，利用手機、無線網(wǎng)絡、茄子快傳等多媒體軟硬件