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  • 磁场对通电导线的作用高中教案

    分类:高中教案 时间:2016-10-21 本文已影响

    篇一:磁场对通电导线的作用教学设计

    目录

    一、【教材分析】 .................................. 2

    二、【学生分析】 .................................. 2

    三、【教学目标】 .................................. 3

    五、【教学策略设计】 .............................. 4

    六、【教学资源】 .................................. 5

    七、【教学流程】 .................................. 6

    八、【设计思路】 .................................. 7

    九、【创新之处】 .................................. 7

    十、【教学反思】 .................................. 8

    十一、【教学过程】 ................................ 9

    【附录】人教版高中物理选修1-1第二章第三节 ...... 15

    《磁场对通电导线的作用》教学设计

    【 课题 】 磁场对通电导线的作用

    【教学时间 】 45分钟

    【教学对象 】 高中二年级学生

    【 教材 】 人教版高中物理选修1-1第二章第三节

    一、【教材分析】

    本节内容选自人教版高中物理选修1-1第二章第三节的内容,考虑到安培力和磁感应强度密切相关,教材将安培力和磁感应强度归为一节。磁感应强度在磁场一章乃至整个电磁学均占据重要地位,该内容既是对前面“电流的磁场”的扩展,也为后面学习“磁场对运动电荷的作用”做好铺垫。教材设置了多种实验探究,激发学生思考,探究物理规律,并通过实例分析让学生认识生活中常见现象和科学技术,学会应用物理知识解决实际问题,体现了从“生活走向物理,物理走向社会”的新课程理念。

    二、【学生分析】

    1、学生的知识基础:通过前面的学习,学生已经学习了电场、电流

    的磁场等基础知识,知道关于场的研究方法。

    2、学生的心理特点:学生具有较强的直观感性思维,对物理实验操作有极大兴趣,而且有强烈的探究欲望及浓厚的学习情趣和兴趣。

    3、学生的认知困难:学生在八年级学习过电动机概念,但对电动机的转动原理还不够了解,对探究方法和环节把握也不够成熟,并且学生的思维处于从形象思维向抽象思维的过渡阶段,因此在教学中需要丰富的感性认识为依托,加强直观性和形象性,以便学生理解。在教学中,教师可以为学生呈现出生动直观的实验现象,列举学生熟悉的生活实例,通过多媒体展示有关现象,以便更好的帮助学生理解所学知识。

    三、 【教学目标】

    1、知识与技能

    (1)掌握安培力概念,并通过实验探究得出安培力的计算公式和磁感应强度的定义。

    (2)了解安培力的原理在生活中的应用。

    2、过程与方法

    (1)通过实验演示,培养学生总结归纳的能力。

    (2)经历探究学习的过程,学习了类比分析的思维方法。

    3、情感态度与价值观

    (1)通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦。

    (2)了解科学的发现需要勤奋努力,还需要严谨的科学态度。

    (3)培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。

    四、【教学重点与难点】

    教学重点:掌握安培力的计算公式及磁感应强度的概念。

    教学难点:安培力大小的影响因素及理解磁感应强度的概念。

    五、【教学策略设计】

    1、教学组织方式

    新课改提倡“自主、合作、探究”的教学方式,本节课在教师的引导下,共同探究,让学生在科学探究过程中学会观察和乐于与他人交流合作,从而积极主动的获取物理知识的同时还能提高学生的科学素养。

    2、教学方法

    (1)实验探究法

    物理是一门以实验为基础的科学。本节课的教学设计注重以问题引导,通过意念的螺丝、乌纱帽实验、舞动的纸球、转动的兔子电动机等小实验激发学生学习兴趣,并通过教师生动的语言引导学生仔细观察并描述实验现象,分析和总结实验特点。整个过程中融合了质疑诱导法、科学探究法等,将理论与实验相结合。

    (2)讲授法

    通过教师形象生动、富于引导式的语言引导,辅以有趣的演示实验、各种直观的教学工具和现代教育技术,启发诱导学生开动脑筋深入思考,使学生逐步认识物理概念、规律并发展学生的观察和思维能力。

    3、学法指导

    (1)联系旧识探索新知,以学生已经掌握的“电流的磁效应”为切入点,通过“乌纱帽”实验演示,自然而然的转入安培力的学习。

    (2)在课堂教学中充分发挥学生的主体作用,引导学生积极参与到实验探究过程中,同时发挥教师的主导作用,注重引导学生通过观察、分析、总结得出结论,培养学生的观察能力和分析能力。

    (3)密切联系生活,通过“动圈式扬声器”“自制电动机”实验展示安培力的应用实例,引导学生将知识应用到生活当中,加强理论与实践的联系。

    六、【教学资源】

    1、教学工具:意念螺丝、乌纱帽、锡箔、自制简单电动机模型等。

    2、多媒体课件:电流的磁效应图片、“舞动锡纸球”“自制电动机”

    视频等。

    篇二:高中物理磁场对通电导线的作用安培力教案教科版选修-精

    磁场对通电导线的作用 安培力

    一、教学目标 (一)知识与技能

    1、知道什么是安培力;电流方向与磁场方向垂直时,安培力等于BIL;电流方向与磁场方向

    平行时,安培力等于零。

    2、掌握左手定则的内容,并会用它判断安培力的方向。3、知道电动机的工作原理。(二)过程与方法

    通过演示、观察结合控制变量法去探究安培力的大小和方向。(三)情感、态度与价值观

    1、通过实验去培养学生科学探究的精神。。

    2、通过了解电动机的工作原理,感受物理知识的相互联系。 二、教学重点难点

    教学重点:安培力的大小计算和方向的判定。教学难点:用左手定则判定安培力的方向。 三、教学过程

    (一)复习检查、做好铺垫安培定则(右手螺旋定则)

    直线电流的磁场

    环形电流的磁场

    通电螺旋管的磁场

    (二)新课引入、展示目标

    由奥斯特试验我们知道,通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用,那么磁铁产生的磁场对通电导线时否也有力的作用呢?在这节课,我们就自己动手做实验,看看能发现什么规律。

    其余弯曲的四指 大拇指

    (三)合作探究、精讲点拨 一、安培力

    1、定义:磁场对通电导线的作用力称为安培力

    2、猜想:磁场对通电导线的作用力可能与哪些因素有关呢? 实验探究:控制变量法

    当通电导线与磁感线垂直时,实验结论是: ①当其它因素不变,电流增大时,安培力增大 ②当其它因素不变,导线长度增大时,安培力增大

    ③当其它因素不变,与导线放在磁场中的位置有关,导线所在处磁场越强,安培力越大 3、大小

    (1)导线与磁场方向垂直时

    (2)导线与磁场方向平行时,F=0

    <设疑>如果既不平行也不垂直呢?

    4、安培力的方向

    师生共探:安培力的方向与什么因素有关呢? ①改变电流的方向现象: 导体向相反的方向运动 。

    ②调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象: 导体又向相反的方向运动 。 总结归纳:安培力的方向和 磁场方向 、 电流方向 有关。 (1)方向判定:左手定则

    伸出左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,四指指向电流方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

    手心——磁

    感线垂直穿入手心

    左手

    四 指——指向电流的方向

    大拇指——(2)特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于_B和I_共同决定的平面. 指向安培力的方向

    试一试 判断下图中通电导线受力的方向

    B

    F

    [典例1]判断下图中通电导线所受安培力力的方向。

    [师生交流活动]

    如图所示,两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引,什么情况下相互排斥?

    演示实验: (1

    )电流的方向相同时 ,现象:两平行导线相互靠近。 (2)电流的方向相反时 ,现象:两平行导线相互远离。

    引导学生利用已有的知识进行分析:

    D B

    二、电动机—安培力的重要应用

    B

    I

    I2

    E

    F G

    H A

    B

    C

    D

    D

    (1)组成:磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源 (2)原理:利用安培力 (四)、当堂检测、总结提升

    1.如图所示,用两根相同的细绳悬挂一段均匀水平载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F。为使F=0,可能达到要求的方法是(C)

    A.施加水平向右的磁场 B.施加水平向左的磁场 C.施加垂直纸面向里的磁场 D.施加垂直纸面向外的磁场

    2.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd,直导线AB和线框在同一平面内放置,若电流I沿顺时针方向,则小线框的运动情况是 (C) A.向右运动 B.静止不动 C.向左运动

    D.发生转动,同时向远离直导线方向运动

    b

    c

    a

    d

    3.如图所示为电动机的简化模型,线圈abcd可绕轴O1O2自由转动。当线圈中通入如图所示的电流时,顺着O1O2的方向看去,线圈将( A ) A.顺时针转动 B.逆时针转动 C.仍然保持静止

    D.可能顺时针转动,也可能逆时针转动

    4、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根直导线MN,导线与磁场垂直,给导线通以由N向M的电流,则:(A) A. 磁铁对桌面的压力减小,不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小,受桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大,受桌面的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用

    【变式训练】若导线偏磁铁中央的右侧,结果又怎样?

    5、(2011·江苏徐州模拟)如图8-1-9所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图中方向的电流后,线圈的运动情况是( A ). A.线圈向左运动 B.线圈向右运动 C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动

    6*(选作)、如图8-1-8所示,把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动.当导线通过电流I时,如果只考虑安培力的作用,则从上往下看,导线的运动情况是 ( C ). A.顺时针方向转动,同时下降

    B.顺时针方向转动,同时上升 C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上升

    7*、如图所示,两平行光滑金属导轨相距0.2m,与水平面夹角为45°,金属棒MN的质量为0.1kg,处在竖直向上的匀强磁场中,MN处于静止状态,求:金属棒所受安培力的大小和方向?(g=10m/s)

    <思路分析>先画出导轨和金属棒的正视图

    再对金属进行受力分析

    根据共点力平衡的条件求出F安

    2

    B

    【答案】

    F安=1N

    方向:水平向右

    <拓展提升>磁场取什么方向时,安培力最小? (五)、布置作业

    1、课下阅读课本第88页。

    2、完成P87“练习与评价”第1、2题。 板书设计 一、安培力

    1、定义,磁场对通电导线的作用力称为安培力2、大小(1)导线与磁场方向垂直时F=BIL (2)导线与磁场方向平行时,F=0 3、安培力的方向 判定:左手定则

    特点:F⊥B,F⊥L,即F垂直于_B和L__决定的平面. 二、电动机—安培力的重要应用

    (1)组成:磁体、转动线圈、滑环、电刷、电源 (2)原理:利用安培力 教学反思

    本节课可以通过实物投影仪放大演示实验的效果;观察线框的摆角时可设一参照物,有利于学生观察。本节课着重于左手定则的掌握与应用,并注意和安培定则的结合使用。电动机的结构与原理宜在实物模型的基础上让学生去观察分析。一开始安培定则的复习时间要短,检查回顾一下即可,节约时间用于安培力的课堂练习。

    篇三:磁场对通电导线的作用教案

    《磁场对通电导线的作用》教学设计

    执教人:pc

    计划课时】1.5课时

    【教学时间】 40分钟+20分钟

    【教学对象】江西师大附中滨江校区高二(15)班

    【教材】人教版高中物理选修3-1第三章第四节

    一、【教材分析】

    本节是在学习磁场基本概念的基础上,进一步通过实验探究和逻辑推理让学生了解磁场对通电导线的力的作用。本节的重点是判断安培力的方向和对安培力计算公式的理解。空间想象能力对本节的学习至关重要。本节内容为后面学习“运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力”做铺垫。

    教材设置了多种实验探究,激发学生思考,探究物理规律,并通过实例分析让学生认识生活中常见现象和科学技术,学会应用物理知识解决实际问题,体现了从“生活走向物理,物理走向社会”的新课程理念。

    二、【学情分析】

    学生已经学习了磁场、磁感应强度的相关知识和用安培定则判断电流的磁场,并在第三章第二节磁感应强度这节中初步了解了垂直于磁场放置的电流元受到的安培力计算公式。但还不知道安培力方向的判断。

    本节中的左手定则设计三个物理量的方向,三维图形立体感强,而学生的空间想象力还不够。因此,教学中应注重对三维图形的识别训练。教师通过例举适当例子,从侧视图、俯视图、正视图等方向,强化学生对左手定则的运用。

    三、【教学目标】

    1、知识与技能

    (1)掌握安培力概念;

    (2)通过观察安培力方向与哪些因素有关的实验,记录实验现象并得出相关结论;

    (3)会用左手定则判断安培力方向和解决实际问题;

    (4)推导匀强磁场中安培力的一般表达式,并会解决实际问题;

    (5)理解安培力计算公式中各物理量真正的含义;

    (6)知道安培力在生活中的运用,并了解磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理;

    2、过程与方法

    (1)通过实验演示,培养学生总结归纳的能力,得出左手定则;

    (2)通过适当的练习判断安培力方向,熟练掌握左手定则;

    (3)通过推导安培力的计算公式,体会其中涉及的科学思想方法,包括等效替代和从特殊到一般的思维方法;

    3、情感态度与价值观

    (1)通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦;

    (2)通过了解安培力在生活中的运用,感受物理知识的相互联系;

    四、【教学重点与难点】

    教学重点:左手定则,安培力大小,对通电导线有效长度理解;

    教学难点:安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系;

    五、【教学策略设计】

    1、教学组织方式

    新课改提倡“自主、合作、探究”的教学方式,本节课在教师的引导下,以学生为主体,通过实验现象和学生自主建立立体模型,共同探究安培力的方向。

    在教学中,主要借助多媒体PPT为学生呈现出生动直观的实验现象和安培力、电流、磁感应强度三者方向形成的三维空间图,以便更好的帮助学生理解所学知识。

    2、教学方法

    (1)实验探究法

    本节主要通过实验来探究安培力的方向与哪些因素有关,通过实验现象分析,小组讨论,教师引导得出相关结论。

    (2)讲授法

    通过教师形象生动、引导式的语言引导,辅以有趣的演示实验、各种直观的教学工具和现代教育技术,启发诱导学生开动脑筋深入思考,使学生逐步认识物理概念、规律并发展学生的观察和思维能力。

    六、【教学资源】

    1、教学用具:

    2、多媒体课件

    七、【教学过程】

    1、创设情境,导入新课

    师:同学们是否记得2010年元宵晚会上魔术师刘谦表演了一个

    魔术,他在不接触螺丝螺帽的情况下,用意念让螺丝自己转出

    来。(学生观看视频)

    师:真的可以通过意念来控制事物吗?当然不可能,这只存在

    于科幻片中。那这魔术的真相又是什么呢?学习完本堂课的内容,大家就能明白 其中的奥秘了。今天我们要学习的是第四节的磁场对通电导线的作用。

    2、新课教学

    (一)引入安培力

    师:我们知道丹麦物理学家奥斯特发现了通电导线对磁体有力的作用,揭示了电

    与磁的联系。自打这一伟大的发现公诸于世后,很多物理学家就想,反过来, 磁体能不能对通电导线有力的作用呢?法国物理学家安培等人做了大量的 实验研究,发现如果把一段指导线悬挂在蹄形磁铁的两极间,通以电流,导 线就会移动,后人把通电导线在磁场中受的力称为安培力。

    (二)探究安培力方向的影响因素

    师:既然是力,就有大小和方向。那么安培力的方向与哪些因素有关呢?同学们以小组的形式相互讨论一下。

    (学生讨论,进行猜想)

    师:好,我叫几位同学来说说讨论结果。

    生甲:可能与电流的方向有关。

    生乙:可能与磁场方向有关。

    生丙:??

    师:既然我们猜想出安培力方向与多个因素有关,那么我们该利用什么样的研究方法来研究安培力方向与单因素的关系呢?

    生:控制变量法

    师:非常好,那么这个实验需要哪些器材呢?

    生:电源、蹄形磁铁、铁架台、导体棒、开关、若干导线。

    师:那么具体该如何来操作呢?请同学们相互讨论设计实验操作步骤。 (学生讨论,教师下台指导)

    师:好,这位同学你来说一下你们组讨论的结果。

    生:固定电流的方向,通过上下交换磁极的位置来改变磁场方向,观察受力是否改变。接下来固定磁场方向,改变导线中电流方向,观察受力是否改变。 师:说的很好,那我们接下来进行实验,同学们仔细观察现象,并把记录表格填好。

    (教师进行演示实验,学生观察实验现象)

    师:好,老师把实验结果展示出,同学们看看自己的表格与老师一不一样。 师:好,接下来同学们根据实验结果,分析你能得出什么结论?

    生甲:安培力方向与电流方向有关。

    师:嗯,你是从哪组实验看出的呢?‘

    生甲:1,2或3,4。

    师:那还能得出什么吗?

    生:从1,3或2,4可以得出安培力方向与磁场方向有关。

    师:好,还能得出其他结论吗?

    生:??

    师:看来大家还没想到,为了让大家更直观的看出这三者方向的关系,老师设计了一个模型,有四个正方体,还有一些纸箭,红色的箭头表示电流方向, 黄色的箭头表示磁场方向,绿色箭头表示安培力方向,我请四位同学来按照表格的数据,把模型搭建好。其他同学完成学案上的模型。

    (四位学生上台搭建模型,教师在旁边指导)

    师:好,我们的模型搭建完了,很容易看出来这三者的方向是处在于三维空间的,并且我们仔细观察一下安培力的方向与磁场方向与电流方向所在的平面,是不是垂直的呀。

    师:这就是我们得到的第二个结论。安培力方向垂直于磁场方向与电流方向所在的平面。如果我们将立体图形画在二维平面内的空间坐标系内,就应该是这

    样的。(展示PPT,空间坐标系)

    (三)、左手定则

    师:我们看到安培力的方向一下向左一下向右的,是否有一个判定发则来确定安培力的方向呢?看看同学们能不能找出这一规律来?

    (学生思考,估计很难相出)

    师:看来大家想不出来,有人就总结出了一条定则叫左手定则,具体这个人是谁,查了相关资料没有说明,让我们来看下具体是怎么操作的。好,大家现在都伸出你的左手来,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流的方向。拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

    师:同学们可以看到物理的魅力,简洁的几句话就概括了这么些复杂的数据。 师:好,老师在PPT上圈出了电流的方向,那么电流有方向吗?(本文来自:Www.HnbOxu.coM 博 旭 范文 网:磁场对通电导线的作用高中教案)

    生:有。规定正电荷移动的方向为电流的方向。

    师:那好,既然电流有方向,又有大小,这么说电流就是矢量喽?

    生:??

    师:我们说矢量遵循平行四边形定则,而电流的运算只是代数相加减,所以电流还只是标量。这需要同学们注意了。

    师:我们可以稍微来验证一下这一定则。(翻到上张PPT)

    (四)、左手定则的训练

    师:下面有几道题,同学们来判断一下安培力的方向。

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