2024-2025學(xué)年高中物理 第3章 2 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用-安培力教案 教科版選修3-1

2024-2025學(xué)年高中物理第3章2磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用——安培力教案教科版選修3-1科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中物理第3章2磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用——安培力教案教科版選修3-1課程基本信息1.課程名稱：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用——安培力

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)物理選修3-1班

3.授課時(shí)間：2024年11月12日星期二第4節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘（1課時(shí)）核心素養(yǎng)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.理解安培力的概念，運(yùn)用安培力定律解決實(shí)際問題，培養(yǎng)科學(xué)探究和問題解決能力；

2.通過實(shí)驗(yàn)觀察和分析磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用，培養(yǎng)觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)；

3.運(yùn)用物理知識(shí)解釋生活中的磁場(chǎng)現(xiàn)象，增強(qiáng)科學(xué)思維能力和社會(huì)責(zé)任感；

4.通過團(tuán)隊(duì)合作交流，提升表達(dá)交流能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法

1.重點(diǎn)：安培力定律的理解和應(yīng)用。

解決辦法：通過動(dòng)態(tài)演示和實(shí)驗(yàn)操作，結(jié)合圖形分析，加深學(xué)生對(duì)安培力定律的理解。

2.難點(diǎn)：安培力方向的判斷。

突破策略：采用左手定則結(jié)合實(shí)際例題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，加強(qiáng)直觀感受，提高判斷準(zhǔn)確性。

3.難點(diǎn)：安培力與電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的探究。

解決辦法：設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)據(jù)收集和分析，探究安培力與電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。教學(xué)資源1.硬件資源：

-通電導(dǎo)線、磁場(chǎng)演示器、電流表、磁場(chǎng)傳感器等實(shí)驗(yàn)器材；

-多媒體教學(xué)設(shè)備、投影儀、黑板、粉筆。

2.軟件資源：

-物理學(xué)科教學(xué)軟件（模擬磁場(chǎng)、安培力實(shí)驗(yàn)）；

-課程PPT、教學(xué)動(dòng)畫、教學(xué)視頻。

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)；

-課堂互動(dòng)平臺(tái)（用于學(xué)生課堂討論、提問、反饋）。

4.信息化資源：

-電子教案；

-在線物理教育資源（不含網(wǎng)址，用于教師備課參考）。

5.教學(xué)手段：

-實(shí)驗(yàn)演示與操作；

-探究式學(xué)習(xí)；

-小組合作學(xué)習(xí)；

-課堂提問與討論。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)安培力內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)安培力的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的電流和磁場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。提出問題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為學(xué)習(xí)新課打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解安培力的概念、安培力定律及其應(yīng)用，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。突出安培力的重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)判斷安培力方向和計(jì)算安培力的難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞安培力的大小和方向問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

總結(jié)歸納：

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)安培力的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)安培力的掌握情況。鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹安培力的應(yīng)用實(shí)例，如電機(jī)、電磁起重機(jī)等，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合安培力的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生思考物理與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的安培力內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理1.磁場(chǎng)基本概念

-磁場(chǎng)：描述磁力作用的空間場(chǎng)；

-磁感應(yīng)強(qiáng)度：表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，單位為特斯拉（T）；

-磁通量：表示磁場(chǎng)穿過某一面積的總量，單位為韋伯（Wb）。

2.安培力定律

-安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力；

-安培力的大?。篎=BILsinα，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)線長(zhǎng)度，α為導(dǎo)線與磁場(chǎng)的夾角；

-安培力的方向：由左手定則確定，即伸開左手，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向，大拇指所指方向即為安培力方向。

3.安培力的應(yīng)用

-電機(jī)的原理：利用安培力實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；

-電磁鐵：利用安培力產(chǎn)生磁力，實(shí)現(xiàn)吸引或排斥物體；

-電磁起重機(jī)：利用安培力實(shí)現(xiàn)起重和搬運(yùn)。

4.影響安培力的因素

-磁感應(yīng)強(qiáng)度：安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比；

-電流強(qiáng)度：安培力與電流強(qiáng)度成正比；

-導(dǎo)線長(zhǎng)度：安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比；

-導(dǎo)線與磁場(chǎng)的夾角：安培力與sinα成正比，當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，安培力最大。

5.安培力的計(jì)算方法

-當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL；

-當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)不垂直時(shí)，F(xiàn)=BILsinα；

-當(dāng)導(dǎo)線為圓形或螺旋形時(shí)，可以使用積分法計(jì)算安培力。

6.安培力的實(shí)驗(yàn)研究

-實(shí)驗(yàn)方法：采用控制變量法，研究磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度和夾角對(duì)安培力的影響；

-實(shí)驗(yàn)器材：通電導(dǎo)線、磁場(chǎng)演示器、電流表、磁場(chǎng)傳感器等。

7.安培力與左手定則

-左手定則的應(yīng)用：確定安培力的方向；

-左手定則的步驟：伸開左手，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向，大拇指所指方向即為安培力方向。

8.安培力在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)化

-減小導(dǎo)線與磁場(chǎng)的夾角：提高安培力的效率；

-增加磁感應(yīng)強(qiáng)度：提高安培力的大小；

-優(yōu)化導(dǎo)線布局：使安培力在空間分布上更加均勻。

9.安培力與電動(dòng)力學(xué)的聯(lián)系

-法拉第電磁感應(yīng)定律：磁場(chǎng)變化會(huì)在導(dǎo)線中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)；

-洛倫茲力：帶電粒子在磁場(chǎng)中受到的力，與安培力有密切關(guān)系。課后作業(yè)1.計(jì)算題：一根長(zhǎng)為0.5m的直導(dǎo)線，通以5A的電流，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的磁場(chǎng)中，求導(dǎo)線所受的安培力大小。

答案：F=BIL=0.2T×5A×0.5m=0.5N

2.應(yīng)用題：一個(gè)電動(dòng)機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，線圈中電流為10A，線圈長(zhǎng)度為0.2m，求線圈與磁場(chǎng)垂直時(shí)所受的安培力大小。

答案：F=BIL=0.5T×10A×0.2m=1N

3.分析題：比較一根導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的磁場(chǎng)中，分別通以2A和4A電流時(shí)，所受安培力的大小，并解釋原因。

答案：通以4A電流時(shí)，安培力是通以2A電流時(shí)的兩倍。因?yàn)榘才嗔εc電流強(qiáng)度成正比。

4.計(jì)算題：一個(gè)圓形導(dǎo)線長(zhǎng)度為2πm，半徑為0.1m，通以10A的電流，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的磁場(chǎng)中，求導(dǎo)線所受的安培力大小。

答案：F=BIL=0.5T×10A×2πm=10πN

5.設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比的關(guān)系。列出所需實(shí)驗(yàn)器材和步驟。

答案：所需實(shí)驗(yàn)器材：通電導(dǎo)線、磁場(chǎng)演示器、電流表、磁場(chǎng)傳感器等。

實(shí)驗(yàn)步驟：

a.固定磁場(chǎng)強(qiáng)度，將導(dǎo)線通以恒定電流；

b.分別測(cè)量不同導(dǎo)線長(zhǎng)度下的安培力；

c.記錄數(shù)據(jù)，繪制安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系圖；

d.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比的關(guān)系。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-安培力的定義與計(jì)算公式

-安培力定律：F=BILsinα

-左手定則的應(yīng)用

-影響安培力的因素：B、I、L、α

-安培力的實(shí)際應(yīng)用案例

②詞、句：

-"磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向"

-"安培力與電流強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比"

-"安培力的方向由左手定則確定"

-"優(yōu)化導(dǎo)線布局，提高安培力效率"

③藝術(shù)性與趣味性：

-使用不同顏色的粉筆突出重點(diǎn)公式和關(guān)鍵詞，如用紅色表示安培力公式，藍(lán)色標(biāo)注左手定則；

-在講解左手定則時(shí)，配合手勢(shì)圖示，增強(qiáng)直觀性和趣味性；

-通過圖示展示安培力在不同夾角下的變化，以動(dòng)畫形式展示導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；

-設(shè)計(jì)一個(gè)互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生上臺(tái)用磁鐵和導(dǎo)線實(shí)際演示安培力的作用，增加參與感和體驗(yàn)性；

-在板書右側(cè)列出安培力應(yīng)用的實(shí)際案例，如電機(jī)的簡(jiǎn)圖，增加知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際意義和趣味性。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生積極參與課堂討論，認(rèn)真聽講，主動(dòng)提問，表現(xiàn)出對(duì)安培力概念和定律的理解與掌握。在互動(dòng)探究環(huán)節(jié)，學(xué)生能圍繞安培力問題展開討論，提出自己的觀點(diǎn)和疑問，表現(xiàn)出良好的合作精神和溝通能力。

2.小組討論成果展示：各小組在討論中表現(xiàn)積極，通過討論交流，對(duì)安培力的概念和定律有了更深入的理解。在成果展示中，各小組能夠清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，并給出相應(yīng)的解釋和論證，展現(xiàn)出良好的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。

3.隨堂測(cè)試：隨堂測(cè)試結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)安培力的概念、計(jì)算公式和左手定則的掌握程度較高。大多數(shù)學(xué)生能夠正確回答問題，顯示出對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力較強(qiáng)。

4.實(shí)驗(yàn)操作：在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并能夠正確解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他們能夠通過實(shí)驗(yàn)操作，深入理解安培力的產(chǎn)生和作用，展現(xiàn)出良好的實(shí)踐能力和觀察能力。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：教師在評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)時(shí)，要注意肯定學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)指出學(xué)生的不足之處，并給予積極的反饋。教師可以針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提供個(gè)性化的指導(dǎo)和建議，幫助他們提高學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，教師還可以與學(xué)生進(jìn)行個(gè)別交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困惑，并提供針對(duì)性的幫助和指導(dǎo)。教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)過程中，我深刻反思了自己的教學(xué)方法和策略，并總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。我發(fā)現(xiàn)，通過采用生動(dòng)的教學(xué)手段，如實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)畫展示，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度和積極性。同時(shí)，通過小組討論和互動(dòng)探究，能夠促進(jìn)學(xué)生之間的合作和交流，培養(yǎng)他們的合作精神和溝通能力。

在教學(xué)總結(jié)中，我對(duì)本節(jié)課的教學(xué)效果進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在知識(shí)、技能和情感態(tài)度等方面取得了明顯的收獲和進(jìn)步。他們對(duì)安培力的概念、計(jì)算公式和左手定則有了更深入的理解，并能夠?qū)⑦@些知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中。此外，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作和小組討論，提高了自己的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

然而，我也意識(shí)到教學(xué)中存在一些問題和不足。例如，部分學(xué)生在隨堂測(cè)試中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，需要進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)。此外，一些學(xué)生在課堂討論中表現(xiàn)得較為被動(dòng)，缺乏主動(dòng)思考和提問的積極性。為了改進(jìn)這些問題，我計(jì)劃采取以下措施：

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