2024-2025学年高中物理 第3章 2 磁场对通电导线的作用-安培力教案 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第3章2磁场对通电导线的作用——安培力教案教科版选修3-1科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第3章2磁场对通电导线的作用——安培力教案教科版选修3-1课程基本信息1.课程名称：磁场对通电导线的作用——安培力

2.教学年级和班级：高中二年级物理选修3-1班

3.授课时间：2024年11月12日星期二第4节

4.教学时数：45分钟（1课时）核心素养目标重点难点及解决办法1.理解安培力的概念，运用安培力定律解决实际问题，培养科学探究和问题解决能力；

2.通过实验观察和分析磁场对通电导线的作用，培养观察能力、实践能力和创新意识；

3.运用物理知识解释生活中的磁场现象，增强科学思维能力和社会责任感；

4.通过团队合作交流，提升表达交流能力和团队合作精神。

三、重点难点及解决办法

1.重点：安培力定律的理解和应用。

解决办法：通过动态演示和实验操作，结合图形分析，加深学生对安培力定律的理解。

2.难点：安培力方向的判断。

突破策略：采用左手定则结合实际例题，指导学生进行实际操作，加强直观感受，提高判断准确性。

3.难点：安培力与电流、磁场强度关系的探究。

解决办法：设计对比实验，引导学生通过数据收集和分析，探究安培力与电流、磁场强度之间的关系，培养学生的数据分析能力。教学资源1.硬件资源：

-通电导线、磁场演示器、电流表、磁场传感器等实验器材；

-多媒体教学设备、投影仪、黑板、粉笔。

2.软件资源：

-物理学科教学软件（模拟磁场、安培力实验）；

-课程PPT、教学动画、教学视频。

3.课程平台：

-学校教学管理系统；

-课堂互动平台（用于学生课堂讨论、提问、反馈）。

4.信息化资源：

-电子教案；

-在线物理教育资源（不含网址，用于教师备课参考）。

5.教学手段：

-实验演示与操作；

-探究式学习；

-小组合作学习；

-课堂提问与讨论。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解磁场对通电导线作用的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习安培力内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习安培力的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的电流和磁场的基础知识，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解安培力的概念、安培力定律及其应用，结合实例帮助学生理解。突出安培力的重点，强调判断安培力方向和计算安培力的难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕安培力的大小和方向问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

总结归纳：

在新课呈现结束后，对安培力的知识点进行梳理和总结。强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对安培力的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍安培力的应用实例，如电机、电磁起重机等，拓宽学生的知识视野。引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合安培力的学习，引导学生思考物理与生活的联系，培养学生的社会责任感。鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的安培力内容，强调重点和难点。肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理1.磁场基本概念

-磁场：描述磁力作用的空间场；

-磁感应强度：表示磁场强弱的物理量，单位为特斯拉（T）；

-磁通量：表示磁场穿过某一面积的总量，单位为韦伯（Wb）。

2.安培力定律

-安培力：通电导线在磁场中受到的力；

-安培力的大小：F=BILsinα，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，α为导线与磁场的夹角；

-安培力的方向：由左手定则确定，即伸开左手，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力方向。

3.安培力的应用

-电机的原理：利用安培力实现电能与机械能的转换；

-电磁铁：利用安培力产生磁力，实现吸引或排斥物体；

-电磁起重机：利用安培力实现起重和搬运。

4.影响安培力的因素

-磁感应强度：安培力与磁感应强度成正比；

-电流强度：安培力与电流强度成正比；

-导线长度：安培力与导线长度成正比；

-导线与磁场的夹角：安培力与sinα成正比，当导线与磁场垂直时，安培力最大。

5.安培力的计算方法

-当导线与磁场垂直时，F=BIL；

-当导线与磁场不垂直时，F=BILsinα；

-当导线为圆形或螺旋形时，可以使用积分法计算安培力。

6.安培力的实验研究

-实验方法：采用控制变量法，研究磁感应强度、电流强度、导线长度和夹角对安培力的影响；

-实验器材：通电导线、磁场演示器、电流表、磁场传感器等。

7.安培力与左手定则

-左手定则的应用：确定安培力的方向；

-左手定则的步骤：伸开左手，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力方向。

8.安培力在实际应用中的优化

-减小导线与磁场的夹角：提高安培力的效率；

-增加磁感应强度：提高安培力的大小；

-优化导线布局：使安培力在空间分布上更加均匀。

9.安培力与电动力学的联系

-法拉第电磁感应定律：磁场变化会在导线中产生电动势；

-洛伦兹力：带电粒子在磁场中受到的力，与安培力有密切关系。课后作业1.计算题：一根长为0.5m的直导线，通以5A的电流，垂直放入磁感应强度为0.2T的磁场中，求导线所受的安培力大小。

答案：F=BIL=0.2T×5A×0.5m=0.5N

2.应用题：一个电动机的线圈在磁场中转动，若磁感应强度为0.5T，线圈中电流为10A，线圈长度为0.2m，求线圈与磁场垂直时所受的安培力大小。

答案：F=BIL=0.5T×10A×0.2m=1N

3.分析题：比较一根导线在磁感应强度为0.2T的磁场中，分别通以2A和4A电流时，所受安培力的大小，并解释原因。

答案：通以4A电流时，安培力是通以2A电流时的两倍。因为安培力与电流强度成正比。

4.计算题：一个圆形导线长度为2πm，半径为0.1m，通以10A的电流，在磁感应强度为0.5T的磁场中，求导线所受的安培力大小。

答案：F=BIL=0.5T×10A×2πm=10πN

5.设计题：设计一个实验，验证安培力与导线长度成正比的关系。列出所需实验器材和步骤。

答案：所需实验器材：通电导线、磁场演示器、电流表、磁场传感器等。

实验步骤：

a.固定磁场强度，将导线通以恒定电流；

b.分别测量不同导线长度下的安培力；

c.记录数据，绘制安培力与导线长度的关系图；

d.分析实验结果，验证安培力与导线长度成正比的关系。板书设计①重点知识点：

-安培力的定义与计算公式

-安培力定律：F=BILsinα

-左手定则的应用

-影响安培力的因素：B、I、L、α

-安培力的实际应用案例

②词、句：

-"磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向"

-"安培力与电流强度、磁感应强度、导线长度成正比"

-"安培力的方向由左手定则确定"

-"优化导线布局，提高安培力效率"

③艺术性与趣味性：

-使用不同颜色的粉笔突出重点公式和关键词，如用红色表示安培力公式，蓝色标注左手定则；

-在讲解左手定则时，配合手势图示，增强直观性和趣味性；

-通过图示展示安培力在不同夹角下的变化，以动画形式展示导线在磁场中的运动；

-设计一个互动环节，让学生上台用磁铁和导线实际演示安培力的作用，增加参与感和体验性；

-在板书右侧列出安培力应用的实际案例，如电机的简图，增加知识点的实际意义和趣味性。教学评价与反馈1.课堂表现：学生积极参与课堂讨论，认真听讲，主动提问，表现出对安培力概念和定律的理解与掌握。在互动探究环节，学生能围绕安培力问题展开讨论，提出自己的观点和疑问，表现出良好的合作精神和沟通能力。

2.小组讨论成果展示：各小组在讨论中表现积极，通过讨论交流，对安培力的概念和定律有了更深入的理解。在成果展示中，各小组能够清晰地表达自己的观点，并给出相应的解释和论证，展现出良好的团队合作精神和沟通能力。

3.随堂测试：随堂测试结果显示，学生对安培力的概念、计算公式和左手定则的掌握程度较高。大多数学生能够正确回答问题，显示出对知识的理解和应用能力较强。

4.实验操作：在实验操作环节，学生能够认真观察实验现象，并能够正确解释实验结果。他们能够通过实验操作，深入理解安培力的产生和作用，展现出良好的实践能力和观察能力。

5.教师评价与反馈：教师在评价学生的学习表现时，要注意肯定学生的优点，同时指出学生的不足之处，并给予积极的反馈。教师可以针对学生的学习情况，提供个性化的指导和建议，帮助他们提高学习效果。同时，教师还可以与学生进行个别交流，了解他们的学习需求和困惑，并提供针对性的帮助和指导。教学反思与总结在教学过程中，我深刻反思了自己的教学方法和策略，并总结了一些经验教训。我发现，通过采用生动的教学手段，如实验演示和动画展示，能够有效激发学生的学习兴趣，提高他们的参与度和积极性。同时，通过小组讨论和互动探究，能够促进学生之间的合作和交流，培养他们的合作精神和沟通能力。

在教学总结中，我对本节课的教学效果进行了客观评价。我发现，学生在知识、技能和情感态度等方面取得了明显的收获和进步。他们对安培力的概念、计算公式和左手定则有了更深入的理解，并能够将这些知识应用到实际问题中。此外，学生通过实验操作和小组讨论，提高了自己的实践能力和团队合作能力。

然而，我也意识到教学中存在一些问题和不足。例如，部分学生在随堂测试中出现了错误，需要进一步巩固和加强。此外，一些学生在课堂讨论中表现得较为被动，缺乏主动思考和提问的积极性。为了改进这些问题，我计划采取以下措施：

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