2024-2025版高中物理 第三章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力教案 新人教版选修3-1

2024-2025版高中物理第三章磁场4通电导线在磁场中受到的力教案新人教版选修3-1主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：高中物理第三章磁场第4节——通电导线在磁场中受到的力

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10月30日，星期二，第5-6节（共2课时）

4.教学时数：90分钟（45分钟/课时）核心素养目标本节课旨在培养学生以下核心素养：通过探究通电导线在磁场中受到的力的规律，提升学生的科学探究能力和物理观念。学生将能够理解并运用安培力定律，解释通电导线在磁场中受力的现象，培养模型构建与科学推理的能力。同时，通过实验观察与分析，提高学生的数据解读与实证意识，使其在解决实际问题时能够运用物理知识进行合理假设和验证。此外，通过小组合作交流，培养学生团队合作与表达交流的能力，增强其学科责任感和科学态度。教学难点与重点1.教学重点

（1）安培力定律的理解与应用：掌握安培力定律的表达式，理解安培力与电流、磁场及导线长度之间的关系。

-举例：计算给定电流和磁场条件下，导线所受的安培力。

（2）左手定则的应用：运用左手定则判断通电导线在磁场中的受力方向。

-举例：根据左手定则，确定导线中电流方向、磁场方向以及安培力的方向。

（3）导线放置角度对安培力的影响：了解导线与磁场方向不同角度放置时，安培力的变化规律。

-举例：分析导线与磁场垂直和斜置时，安培力的差异。

2.教学难点

（1）安培力定律的推导：理解安培力定律的推导过程，特别是磁场线与导线之间的相互作用。

-突破方法：通过动画演示和模型构建，直观展示安培力定律的推导过程。

（2）左手定则的应用：对于空间想象能力较弱的学生，左手定则的应用可能存在困难。

-突破方法：提供实物模型和互动练习，加强学生的实际操作体验，提高对左手定则的理解。

（3）导线受力情况的复杂性：分析导线在不同磁场、不同角度下的受力情况，需要学生具备一定的抽象思维和分析能力。

-突破方法：通过图表分析和数学建模，将复杂问题简化，帮助学生逐步掌握分析方法。

（4）实验操作与数据处理：在实验过程中，学生可能对实验操作步骤和数据处理方法不够熟悉。

-突破方法：进行分组实验，让学生在教师指导下反复操作，同时教授学生如何处理实验数据，提高实验结果的准确性。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.教学方法选择

针对本节课的核心素养目标和学生的认知特点，采用以下教学方法：

（1）讲授法：以讲解安培力定律、左手定则等理论知识为主，结合实际案例分析，使学生掌握基本概念和原理。

（2）讨论法：针对导线受力情况的复杂性，组织学生进行小组讨论，培养学生分析问题、解决问题的能力。

（3）案例研究：通过分析实际案例，让学生了解通电导线在磁场中受力的应用，提高学生的实际操作能力。

（4）项目导向学习：将实验操作与数据处理融入项目中，引导学生自主探究、合作学习，培养学生的综合运用能力。

2.教学活动设计

（1）导入环节：通过展示生活中与磁场相关的现象，激发学生的兴趣，引导学生进入新课。

（2）讲授环节：结合PPT、动画等教学资源，讲解安培力定律、左手定则等核心知识。

（3）实验环节：分组进行实验，让学生亲自动手操作，观察通电导线在磁场中受力的现象，培养学生的实践能力。

（4）讨论环节：组织学生针对导线放置角度、磁场强度等影响因素进行小组讨论，促进学生思维碰撞，提高分析问题的能力。

（5）总结环节：通过游戏、问答等形式，巩固所学知识，检查学生的学习效果。

3.教学媒体和资源使用

（1）PPT：用于展示课程内容、案例分析和实验步骤等，使知识更加直观。

（2）视频：播放磁场相关现象和实验操作过程的视频，帮助学生理解抽象的概念。

（3）在线工具：利用网络资源，如教育平台、虚拟实验室等，为学生提供丰富的学习资源和互动空间。

（4）实物模型：提供左手定则、安培力定律的实物模型，加强学生的实际操作体验。

（5）实验器材：准备通电导线、磁场装置等实验器材，确保实验活动的顺利进行。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对磁场力的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道磁场力是什么吗？它在我们的生活中有什么作用？”

展示一些关于磁场力的图片和视频片段，让学生初步感受磁场力的存在和特点。

简短介绍磁场力的基本概念及其在科技发展中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.磁场力基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解磁场力的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解磁场力的定义，包括安培力定律和左手定则。

详细介绍安培力定律的公式、左手定则的使用方法，通过图表和示意图帮助学生理解。

通过实例，让学生更好地理解磁场力在通电导线中的应用和作用。

3.磁场力案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解磁场力的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的磁场力案例进行分析，如电动机的工作原理。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解磁场力的应用。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用磁场力解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论磁场力的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与磁场力相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对磁场力的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调磁场力的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括磁场力的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调磁场力在现代科技和日常生活中的应用，鼓励学生继续探索磁场力的奥秘。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于磁场力的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.磁场的基本概念

-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：磁场通过某一平面的磁感线条数。

2.安培力定律

-安培力定律表述：通电导线在磁场中受到的力与电流强度、导线长度和磁感应强度有关。

-安培力公式：F=BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为导线与磁场方向的夹角。

-安培力方向：由左手定则确定。

3.左手定则

-左手定则的应用：判断通电导线在磁场中受到的力的方向。

-使用方法：伸出左手，让拇指、食指和中指相互垂直，分别代表磁场方向、电流方向和安培力方向。

4.通电导线在磁场中的受力情况

-导线与磁场垂直：安培力最大，F=BIL。

-导线与磁场平行：安培力为零。

-导线与磁场斜置：安培力介于最大值和零之间，F=BILsinθ。

5.磁场力的应用实例

-电动机：利用磁场力实现电能与机械能的转换。

-电流表：通过磁场力使指针偏转，测量电流强度。

-磁悬浮列车：利用磁场力实现列车与轨道的无接触运行。

6.磁场力的计算与测量

-磁场力的计算：根据安培力定律，结合左手定则，计算通电导线在磁场中受到的力。

-磁场力的测量：使用弹簧测力计等工具，测量通电导线在磁场中受到的力。

7.影响磁场力的因素

-磁感应强度：磁感应强度越大，安培力越大。

-电流强度：电流强度越大，安培力越大。

-导线长度：导线长度越长，安培力越大。

-导线与磁场的夹角：夹角越小，安培力越小。

8.磁场力的局限性

-磁场力仅适用于直导线，对于弯曲导线的计算需要采用积分方法。

-磁场力计算中，忽略了导线之间的互感作用。课后拓展1.拓展内容

-阅读材料：关于磁场和电磁感应的科普文章，如《磁场与生活》、《电磁感应的发现与发展》等。

-视频资源：介绍磁场力的应用实例，如电动机的工作原理、磁悬浮列车的发展等。

-实践活动：进行电磁铁的制作和实验，观察电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系。

-历史背景：了解电磁学领域的重要科学家及其贡献，如奥斯特、法拉第、安培等。

2.拓展要求

-鼓励学生利用课后时间阅读科普文章，了解磁场和电磁感应的相关知识，拓宽视野。

-观看视频资源，了解磁场力在实际应用中的原理和作用，激发学生对物理学的兴趣。

-进行实践活动，让学生亲自动手制作电磁铁，加深对电磁现象的理解。

-查阅历史资料，了解电磁学领域的发展历程，培养学生的科学素养和科研精神。

教师在课后拓展过程中提供以下指导和帮助：

-推荐合适的阅读材料和视频资源，确保学生能够获取高质量的学习内容。

-解答学生在阅读和学习过程中遇到的疑问，帮助学生更好地理解和掌握知识。

-组织学生进行实践活动，提供实验指导和安全提示，确保实验的顺利进行。

-引导学生从历史背景中汲取经验，培养学生的科研方法和科学思维。课堂1.课堂评价：

-提问：在课堂上通过提问了解学生对磁场力概念、安培力定律和左手定则等知识点的掌握情况，及时发现学生对知识点的理解和应用上的困难。

-观察：观察学生在实验操作、小组讨论和课堂展示等活动中的表现，评估学生的实践能力、合作能力和表达能力。

-测试：通过随堂测试或小测验，评估学生对磁场力知识的理解和应用能力，及时发现学生的知识盲点。

2.作业评价：

-批改作业：认真批改学生的课后作业，包括书面作业和实验报告，评估学生对磁场力知识的应用和掌握情况。

-点评作业：对学生的作业进行点评，指出优点和不足，提供具体的改进建议，鼓励学生继续努力提高。

-反馈学习效果：及时向学生反馈作业评价结果，帮助学生了解自己的学习效果，指导学生制定针对性的学习计划。

3.课后拓展评价：

-阅读材料评价：组织学生进行阅读分享会，评估学生对磁场和电磁感应相关知识的理解和应用能力。

-视频资源评价：组织学生进行视频观看后的讨论，评估学生对磁场力应用实例的理解和分析能力。

-实践活动评价：评估学生在电磁铁制作和实验中的实践操作能力，以及对电磁现象的理解。

-历史背景评价：组织学生进行电磁学发展历程的分享，评估学生对科学素养和科研精神的培养情况。板书设计-①重点知识点：

-磁场力的基本概念

-安培力定律

-左手定则

-通电导线在磁场中的受力情况

-磁场力的应用实例

-磁场力的计算与测量

-影响磁场力的因素

-磁场力的局限性

-②重点词句：

-磁感应强度、特斯拉（T）

-安培力公式：F=BILsinθ

-左手定则的应用方法

-导线与磁场垂直、平行、斜置时的受力情况

-电动机、电流表、磁悬浮列车等应用实例

-磁场力的计算方法

-磁场力的影响因素：磁感应强度、电流强度、导线长度、导线与磁场的夹角

-磁场力的局限性：仅适用于直导线，忽略导线间的互感作用

-③艺术性和趣味性：

-使用彩色粉笔或白板笔，突出重点知识点和词句，增加视觉效果。

-使用图表、示意图或简图，帮助学生直观理解磁场力的概念和应用。

-设计有趣的互动环节，如磁场力的实验演示、游戏或竞赛，激发学生的学习兴趣和主动性。

-利用艺术字体或创意布局，使板书更具吸引力和趣味性，提高学生的学习积极性。反思改进措施-创新实验设计：通过设计有趣的实验，如电磁铁的制作和实验，激发学生对磁场力的兴趣和探究欲望。

-多媒体教学资源：充分利用PPT、视频等教学资源，使抽象的磁场力概念更加直观和易懂，提高学生的学习效果。

2.存在主要问题

-教学组织不够高效：在小组讨论和课堂展示环节，有时会出现学生参与度不高，讨论效果不佳的情况。

-教学评价不够全面：目前主要依赖课堂提问和作业评价来了解学生学习情况，缺乏更全面的评价方式。