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课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自于2024-2025版高中物理第三章节“磁场”中的4节“通电导线在磁场中受到的力”。该部分内容主要涉及洛伦兹力的产生条件、大小计算以及方向判断。教材中具体内容包括：

1.洛伦兹力的产生条件：当通电导线放置在磁场中时，导线内的自由电子受到磁场的作用，产生力的作用。

2.洛伦兹力的大小计算：洛伦兹力的大小与导线的电流强度、磁场强度以及导线与磁场之间的夹角有关，计算公式为F=BILsinθ。

3.洛伦兹力的方向判断：根据右手定则，握住导线，让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向即为洛伦兹力的方向。

4.实例分析：通过实例分析，让学生了解洛伦兹力在实际应用中的重要作用，如电动机、发电机等。

在教学过程中，要注重理论联系实际，引导学生通过实验观察洛伦兹力的产生和变化，提高学生的实践操作能力和科学思维能力。二、核心素养目标本节课的核心素养目标主要有以下几点：

1.科学思维：通过学习通电导线在磁场中受到的力，培养学生的逻辑思维能力、模型建立能力和科学推理能力。

2.实践操作：通过实验观察和数据分析，提高学生的动手操作能力，培养学生的实验技能和观察能力。

3.科学探究：引导学生主动探究洛伦兹力的产生条件、大小计算和方向判断，培养学生的探究精神和问题解决能力。

4.科学态度与价值观：通过学习洛伦兹力在实际应用中的重要作用，使学生认识到科学对人类社会发展的贡献，树立正确的科学态度和价值观。

5.创新能力：鼓励学生在学习过程中提出新的观点和思考，培养学生的创新意识和创新能力。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了以下相关知识：电流的基本概念、磁场的性质、力的基本概念和计算方法。此外，学生还应该具备一定的实验操作能力和观察能力。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：根据对学生的了解，大部分学生对物理实验和实际应用比较感兴趣。在学习能力方面，大部分学生具备一定的逻辑思维能力和科学推理能力，但部分学生在实验操作和数据分析方面可能存在一定的困难。在学习风格方面，部分学生喜欢通过实验和观察来学习，而部分学生则更倾向于通过理论推导来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习本节课的过程中，学生可能遇到的困难和挑战主要包括：对洛伦兹力产生条件的理解、洛伦兹力大小计算公式的记忆和应用、洛伦兹力方向的判断以及实验操作和数据分析的技巧。特别是在实验过程中，学生可能对实验现象的观察和解释存在一定的困难，需要教师进行引导和帮助。此外，部分学生可能对磁场和电流之间的相互作用难以直观理解，需要通过具体的实验和实例来进行说明和解释。四、教学方法与手段1.教学方法：

1.1讲授法：在课堂上，教师可以采用讲授法向学生传授洛伦兹力的产生条件、大小计算和方向判断等理论知识，帮助学生构建系统的知识体系。

1.2讨论法：教师可以组织学生进行小组讨论，让学生分享各自的观点和思考，从而加深对洛伦兹力的理解。

1.3实验法：为了让学生更好地理解洛伦兹力，教师可以安排实验环节，让学生亲自动手操作，观察实验现象，从而提高学生的实践操作能力和科学思维能力。

2.教学手段：

2.1多媒体设备：教师可以利用多媒体设备展示洛伦兹力的相关图片、视频和动画，帮助学生直观地理解洛伦兹力的产生和变化。

2.2教学软件：教师可以运用教学软件进行模拟实验，让学生更加清晰地观察洛伦兹力的实验现象，从而提高教学效果。

2.3互动平台：教师可以利用互动平台进行课堂提问、问题讨论等环节，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。

2.4实物模型：教师可以准备一些实物模型，如通电导线和磁铁，让学生亲自观察和操作，增强学生对洛伦兹力的直观感受。

2.5作业与测评：教师可以通过布置相关作业和进行课堂测评，了解学生对洛伦兹力的掌握程度，为下一步教学提供依据。

2.6学习支持：教师可以为学生提供学习资料、在线答疑等支持，帮助学生解决学习过程中遇到的困难和问题。五、教学流程1.导入（5分钟）

教师通过展示电动机和发电机的图片，引导学生思考这些设备的工作原理，从而引出本节课的主题——通电导线在磁场中受到的力。

2.知识讲解（15分钟）

教师运用讲授法，讲解洛伦兹力的产生条件、大小计算和方向判断等理论知识。在讲解过程中，教师可以通过举例和互动提问，帮助学生理解和掌握相关知识。

3.实验演示（10分钟）

教师安排实验环节，让学生亲自动手操作，观察实验现象。实验过程中，教师引导学生注意观察洛伦兹力的方向和大小，并解释实验现象。

4.小组讨论（5分钟）

教师组织学生进行小组讨论，让学生分享实验观察到的现象，以及如何运用所学知识解释这些现象。讨论过程中，教师引导学生深入思考，提高学生的科学思维能力。

5.总结与拓展（5分钟）

教师对本节课的主要内容进行总结，强调洛伦兹力的产生条件、大小计算和方向判断等重要知识点。同时，教师可以提出一些拓展问题，激发学生的学习兴趣和主动性。

6.课堂测评（5分钟）

教师进行课堂测评，了解学生对洛伦兹力的掌握程度。通过提问、填空、解答等方式，检查学生对知识的吸收情况。

7.课后作业（课后自主完成）

教师布置相关作业，让学生巩固所学知识。作业包括理论知识复习、实验报告撰写等，旨在提高学生的实践操作能力和科学思维能力。

整个教学流程共计45分钟。在教学过程中，教师要注意关注学生的学习情况，针对学生的困难点和疑问进行解答和指导，以确保教学效果。同时，教师要充分运用多种教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。六、教学资源拓展1.1磁现象的基础知识：磁铁的性质、磁场的分布、磁力线的特点等。

1.2电流和磁场的关系：电流产生的磁场、磁场对电流的作用等。

1.3洛伦兹力的应用：电动机、发电机、磁悬浮列车等。

1.4相关科学家的事迹：奥斯特、安培、法拉第等。

1.5磁场和电流的相互作用：电磁感应、电磁波的产生等。

1.6现代磁技术的发展：超导磁体、核磁共振等。

2.拓展建议：

2.1学生可以阅读相关书籍，深入了解磁场和电流的相互作用、电磁感应等基础知识。

2.2学生可以查阅资料，了解磁现象在日常生活和科技领域的应用，如磁性材料、磁卡、磁盘等。

2.3学生可以进行家庭小实验，如制作简易电动机、发电机等，亲身体验洛伦兹力的作用。

2.4学生可以参加学校组织的科普讲座、展览等活动，拓宽对磁场和电流知识的了解。

2.5学生可以利用网络资源，观看有关磁场和电流的科普视频，形象地了解相关知识。

2.6学生可以进行小组讨论，共同探讨磁场和电流在现代科技领域中的应用和发展前景。七、教学反思本节课结束后，我进行了教学反思，以下是我对本次教学的一些思考和总结。

首先，我在导入环节通过展示电动机和发电机的图片，成功引起了学生的兴趣，使他们更加关注本节课的主题。但在知识讲解环节，我发现部分学生对于洛伦兹力的理解存在困难，因此在接下来的教学中，我需要更加注重理论联系实际，通过具体实例和实验现象，帮助学生深入理解洛伦兹力的产生条件、大小计算和方向判断。

其次，在实验演示环节，学生们的参与度较高，实验现象也直观地展示了洛伦兹力的作用。但在小组讨论环节，我发现部分学生对于如何运用所学知识解释实验现象仍存在一定的困惑。因此，在今后的教学中，我需要更加关注学生的思维过程，引导学生运用科学思维方法，提高他们的分析和解决问题的能力。

此外，在总结与拓展环节，我提出了些拓展问题，旨在激发学生的学习兴趣和主动性。但部分学生对于这些问题仍感到难以理解。因此，我需要进一步调整教学策略，设计更具挑战性和启发性的问题，引导学生在课后进行深入思考。

最后，在课堂测评环节，我通过提问、填空、解答等方式了解学生对洛伦兹力的掌握程度。但发现部分学生在回答问题时，仍然存在紧张和恐惧心理。针对这一现象，我需要在今后的教学中，更多地鼓励学生，增强他们的自信心，培养他们积极思考、勇敢发言的良好习惯。八、课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

(1)学生总结洛伦兹力的产生条件、大小计算和方向判断等理论知识。

(2)学生分享实验观察到的现象以及如何运用所学知识解释这些现象。

(3)学生阐述磁场和电流之间的相互作用在日常生活和科技领域的应用。

2.当堂检测：

(1)选择题：判断洛伦兹力产生的条件。

a.电流方向与磁场方向平行时，导线不受洛伦兹力作用。

b.电流方向与磁场方向垂直时，导线受最大的洛伦兹力作用。

c.电流方向与磁场方向任意夹角时，导线受洛伦兹力作用。

d.电流方向与磁场方向反向时，导线不受洛伦兹力作用。

(2)填空题：完成洛伦兹力大小计算公式。

F=_______×_______×_______×sinθ

(3)解答题：分析实验现象，运用所学知识解释导线在磁场中受到的力。

(4)应用题：设计一个简单的电路，利用洛伦兹力原理制作一个装置。

教师根据学生的回答情况和当堂检测结果，了解学生对洛伦兹力的掌握程度，针对学生的薄弱环节进行课后辅导和讲解。同时，鼓励学生在课后进行自主学习，巩固所学知识，提高实践操作能力和科学思维能力。内容逻辑关系①导线中有电流流过

②导线处于磁场中

③电流方向与磁场方向不平行

2.洛伦兹力的大小计算：

①公式：F=BILsinθ

②单位：牛顿(N)

③注释：B为磁场强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为电流方向与磁场方向的夹角

3.洛伦兹力的方向判断：

①右手定则：握住导线，让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向即为洛伦兹力的方向

②左手定则：握住导线，让大拇指指向磁场方向，四指弯曲的方向即为洛伦兹力的方向

4.磁场和电流的相互作用：

①电磁感应：磁场变化产生电流

②电动机：电流在磁场中受力产生运动

③发电机：磁场变化产生电流

5.洛伦兹力的应用：

①磁悬浮列车：利用洛伦兹力实现列车与轨道的悬浮

②电动机：利用洛伦兹力实现电能转化为机械能

③电磁铁：利用洛伦兹力产生磁性，实现吸附和悬挂物体

板书设计：

一、洛伦兹力的产生条件

1.导线中有电流流过

2.导线处于磁场中

3.电流方向与磁场方向不平行

二、洛伦兹力的大小计算

1.公式：F=BILsinθ

2.单位：牛顿(N)

3.注释：B为磁场强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为电流方向与磁场方向的夹角

三、洛伦兹力的方向判断

1.