人教版物理 選修1-1 2.3 磁場對通電導(dǎo)線的作用 教案

人教版物理選修1-12.3磁場對通電導(dǎo)線的作用教案科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）人教版物理選修1-12.3磁場對通電導(dǎo)線的作用教案設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在通過引導(dǎo)學(xué)生探究磁場對通電導(dǎo)線的作用，幫助學(xué)生理解磁場與電流間的相互作用規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和科學(xué)思維能力。結(jié)合人教版物理選修1-12.3節(jié)內(nèi)容，本教學(xué)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過理論講解與實(shí)際操作相結(jié)合，讓學(xué)生深入掌握磁場對通電導(dǎo)線作用力的計(jì)算及其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，包括但不限于：發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，使其能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論；提升學(xué)生的物理觀念，理解磁場與電流相互作用的基本原理；增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感，培養(yǎng)其尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神；以及提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。學(xué)情分析本節(jié)課面向的學(xué)生為高中選修物理的學(xué)生，他們在知識層面已經(jīng)具備了一定的物理基礎(chǔ)，了解電場和電流的基本概念。在能力上，學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，但可能缺乏深入探究磁場與電流相互作用的經(jīng)驗(yàn)。在素質(zhì)方面，學(xué)生具有一定的邏輯思維和科學(xué)探究精神，但可能在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和問題解決上存在不足。

學(xué)生在行為習(xí)慣上，經(jīng)過初中和高中的物理學(xué)習(xí)，已形成一定的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠按照教師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和記錄數(shù)據(jù)，但可能缺乏主動探索和深入思考的習(xí)慣。此外，部分學(xué)生可能對物理實(shí)驗(yàn)的興趣不濃，影響其對課程學(xué)習(xí)的積極性。

在課程學(xué)習(xí)方面，學(xué)生對磁場和電流的基本概念有所了解，但對于磁場對通電導(dǎo)線作用力的深入理解可能不夠，需要通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)來強(qiáng)化。同時，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和科學(xué)思維能力將在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中得到鍛煉和提高。教學(xué)資源-人教版物理選修1-1教材

-實(shí)驗(yàn)室用通電導(dǎo)線、磁鐵、電流表、電壓表

-多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）

-實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)手冊

-磁場與電流相互作用動畫演示軟件

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙

-教學(xué)PPT課件教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

同學(xué)們，上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場的基本性質(zhì)，那么大家思考一下，磁場是否會對通過其中的電流產(chǎn)生作用呢？今天我們將學(xué)習(xí)“磁場對通電導(dǎo)線的作用”，探究磁場與電流之間的相互作用規(guī)律。

2.理論講解

（1）介紹磁場對通電導(dǎo)線的作用力公式：F=BILsinθ，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)線長度，θ為導(dǎo)線與磁場方向的夾角。

（2）講解公式中各個物理量的含義及單位。

（3）引導(dǎo)學(xué)生理解公式背后的物理原理：洛倫茲力。

3.實(shí)驗(yàn)探究

（1）分組實(shí)驗(yàn)：每組同學(xué)按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊，使用通電導(dǎo)線、磁鐵、電流表、電壓表等實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行磁場對通電導(dǎo)線作用力的實(shí)驗(yàn)。

（2）觀察現(xiàn)象：同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察導(dǎo)線在磁場中的運(yùn)動狀態(tài)，并記錄下相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各小組對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探討磁場對通電導(dǎo)線作用力與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長度等因素的關(guān)系。

4.課堂討論

（1）請同學(xué)們分享實(shí)驗(yàn)過程中的觀察現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

（2）引導(dǎo)學(xué)生討論磁場對通電導(dǎo)線作用力的計(jì)算方法及實(shí)驗(yàn)誤差的原因。

（3）總結(jié)磁場對通電導(dǎo)線作用力的規(guī)律，強(qiáng)調(diào)公式中各個物理量的意義。

5.拓展應(yīng)用

（1）提出問題：同學(xué)們，我們在生活中有哪些設(shè)備是利用磁場對通電導(dǎo)線作用力的原理呢？

（2）學(xué)生舉例：電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等。

（3）講解電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的工作原理，引導(dǎo)學(xué)生理解磁場對通電導(dǎo)線作用力在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

6.課堂小結(jié)

（1）回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)磁場對通電導(dǎo)線作用力的計(jì)算公式及實(shí)驗(yàn)探究過程。

（2）強(qiáng)調(diào)磁場對通電導(dǎo)線作用力在實(shí)際生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

7.作業(yè)布置

（1）請同學(xué)們根據(jù)課堂所學(xué)，完成教材課后習(xí)題。

（2）針對本節(jié)課內(nèi)容，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)資料，了解磁場對通電導(dǎo)線作用力在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。

（3）下節(jié)課我們將學(xué)習(xí)“磁場對運(yùn)動電荷的作用”，請同學(xué)們預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，為下節(jié)課的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-拓展閱讀材料：《磁場對通電導(dǎo)線的作用》相關(guān)學(xué)術(shù)論文，如《物理學(xué)報(bào)》等。

-視頻資源：磁場對通電導(dǎo)線作用力的實(shí)驗(yàn)演示視頻，以及電動機(jī)、發(fā)電機(jī)工作原理的科普視頻。

-互動學(xué)習(xí)平臺：利用在線物理學(xué)習(xí)社區(qū)，如“物理問答”、“物理愛好者”等，進(jìn)行知識交流與討論。

-實(shí)踐活動：參觀當(dāng)?shù)氐陌l(fā)電廠或電動機(jī)制造廠，了解磁場對通電導(dǎo)線作用力的實(shí)際應(yīng)用。

2.拓展建議：

-閱讀拓展材料：鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)學(xué)術(shù)論文，以加深對磁場對通電導(dǎo)線作用力原理的理解，了解該領(lǐng)域的研究動態(tài)。

-觀看視頻資源：安排學(xué)生在課后觀看磁場對通電導(dǎo)線作用力的實(shí)驗(yàn)演示視頻，以及電動機(jī)、發(fā)電機(jī)工作原理的科普視頻，以直觀感受物理原理在實(shí)際中的應(yīng)用。

-參與在線討論：指導(dǎo)學(xué)生加入在線物理學(xué)習(xí)社區(qū)，參與磁場對通電導(dǎo)線作用力相關(guān)話題的討論，與同好交流學(xué)習(xí)心得，拓展知識視野。

-實(shí)地參觀學(xué)習(xí)：組織學(xué)生參觀發(fā)電廠或電動機(jī)制造廠，實(shí)地了解磁場對通電導(dǎo)線作用力在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

-拓展實(shí)驗(yàn)探究：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并完成更多關(guān)于磁場對通電導(dǎo)線作用力的實(shí)驗(yàn)，如探究不同形狀導(dǎo)線在磁場中受力情況，或探究磁場對通電導(dǎo)線作用力與導(dǎo)線材料的關(guān)系等。

-開展研究性學(xué)習(xí)：鼓勵學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，開展關(guān)于磁場對通電導(dǎo)線作用力的研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目，如研究磁場對通電導(dǎo)線作用力在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用前景等。

-自主學(xué)習(xí)：提醒學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如數(shù)字圖書館、在線課程等，自主學(xué)習(xí)磁場對通電導(dǎo)線作用力的相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。內(nèi)容邏輯關(guān)系①磁場對通電導(dǎo)線的作用力

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：理解洛倫茲力的概念及其在磁場對通電導(dǎo)線作用中的體現(xiàn)。

-重點(diǎn)詞句：“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”、“洛倫茲力”、“F=BILsinθ”。

②實(shí)驗(yàn)探究與數(shù)據(jù)分析

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究磁場對通電導(dǎo)線作用力的規(guī)律，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

-重點(diǎn)詞句：“實(shí)驗(yàn)操作”、“數(shù)據(jù)記錄”、“數(shù)據(jù)分析”、“作用力與電流、磁場的關(guān)系”。

③磁場對通電導(dǎo)線作用力的應(yīng)用

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：了解磁場對通電導(dǎo)線作用力在電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備中的應(yīng)用。

-重點(diǎn)詞句：“電動機(jī)工作原理”、“發(fā)電機(jī)工作原理”、“實(shí)際應(yīng)用”。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

今天我們一起學(xué)習(xí)了磁場對通電導(dǎo)線的作用，首先我們通過理論講解，了解了磁場對通電導(dǎo)線的作用力公式F=BILsinθ，其中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，I是電流強(qiáng)度，L是導(dǎo)線長度，θ是導(dǎo)線與磁場方向的夾角。我們還探討了洛倫茲力的概念，這是磁場對運(yùn)動電荷的作用力，而當(dāng)電荷在導(dǎo)線中形成電流時，整個導(dǎo)線就會受到一個力的作用。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，大家分組進(jìn)行了磁場對通電導(dǎo)線作用力的實(shí)驗(yàn)，觀察了導(dǎo)線在磁場中的運(yùn)動狀態(tài)，并記錄了相關(guān)數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，我們驗(yàn)證了磁場對通電導(dǎo)線作用力的規(guī)律，并討論了實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差及其原因。

此外，我們還討論了磁場對通電導(dǎo)線作用力在實(shí)際生活中的應(yīng)用，例如電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的工作原理，這些都是利用磁場對通電導(dǎo)線作用力來轉(zhuǎn)換能量的重要設(shè)備。

當(dāng)堂檢測：

為了檢驗(yàn)大家對今天學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，現(xiàn)在我們將進(jìn)行一個當(dāng)堂檢測。請同學(xué)們根據(jù)以下要求完成檢測題目。

1.填空題

-請?zhí)顚懲暾拇艌鰧ν妼?dǎo)線作用力公式：F=_______。

-在磁場中，通電導(dǎo)線受到的力稱為_______。

2.判斷題

-()磁場對通電導(dǎo)線的作用力與導(dǎo)線的長度成正比。

-()磁場對通電導(dǎo)線的作用力與電流的方向無關(guān)。

3.應(yīng)用題

-一根長度為0.5米的直導(dǎo)線，通以10安培的電流，垂直放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1特斯拉的均勻磁場中，求導(dǎo)線受到的作用力大小。

4.實(shí)驗(yàn)分析題

-根據(jù)你所在的實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析磁場對通電導(dǎo)線作用力與電流強(qiáng)度之間的關(guān)系，并簡要說明實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差來源。

請同學(xué)們在10分鐘內(nèi)完成上述檢測題目，完成后將答案提交給老師。我們將一起討論答案，并對同學(xué)們的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)。課后作業(yè)1.計(jì)算題

-題目：一根長度為2米的通電導(dǎo)線，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5特斯拉的均勻磁場中，導(dǎo)線與磁場方向的夾角為30度。如果導(dǎo)線中通過的電流為15安培，求導(dǎo)線所受的磁場力大小。

-解答：根據(jù)公式F=BILsinθ，代入數(shù)據(jù)得F=0.5*15*2*sin30°=15N。

2.探究題

-題目：探究磁場對通電導(dǎo)線作用力與導(dǎo)線長度之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，記錄不同長度導(dǎo)線在相同電流和磁場中受到的作用力，并分析結(jié)果。

-解答：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)保持電流和磁場強(qiáng)度不變，改變導(dǎo)線長度，記錄每次實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)線受到的作用力。分析結(jié)果時，應(yīng)觀察到作用力與導(dǎo)線長度成正比。

3.分析題

-題目：在一次實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力比預(yù)期的小，請分析可能的原因。

-解答：可能的原因包括：導(dǎo)線與磁場方向的夾角不是90度，導(dǎo)致sinθ值小于1；實(shí)驗(yàn)中電流強(qiáng)度不穩(wěn)定；磁場的均勻性不佳等。

4.應(yīng)用題

-題目：一個電動機(jī)的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，線圈平面與磁場方向的夾角為90度。如果線圈中的電流為5安培，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3特斯拉，線圈的長度為0.2米，寬為0.1米，求線圈受到的最大磁場力。

-解答：線圈的每一匝都受到磁場力的作用，因此需要計(jì)算每匝的力，然后乘以匝數(shù)。最大磁場力F_max=BILsinθ=0.3*5