人教版物理 选修1-1 2.3 磁场对通电导线的作用 教案

人教版物理选修1-12.3磁场对通电导线的作用教案科目授课时间节次--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）人教版物理选修1-12.3磁场对通电导线的作用教案设计意图本节课旨在通过引导学生探究磁场对通电导线的作用，帮助学生理解磁场与电流间的相互作用规律，培养学生的实验操作能力、观察能力和科学思维能力。结合人教版物理选修1-12.3节内容，本教学设计以实验为基础，通过理论讲解与实际操作相结合，让学生深入掌握磁场对通电导线作用力的计算及其在实际生活中的应用。核心素养目标培养学生物理学科核心素养，包括但不限于：发展学生的科学探究能力，使其能够设计实验、收集证据、分析数据、得出结论；提升学生的物理观念，理解磁场与电流相互作用的基本原理；增强学生的科学态度与责任感，培养其尊重科学、严谨求实的科学精神；以及提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。学情分析本节课面向的学生为高中选修物理的学生，他们在知识层面已经具备了一定的物理基础，了解电场和电流的基本概念。在能力上，学生具备一定的实验操作能力和数据分析能力，但可能缺乏深入探究磁场与电流相互作用的经验。在素质方面，学生具有一定的逻辑思维和科学探究精神，但可能在实验设计和问题解决上存在不足。

学生在行为习惯上，经过初中和高中的物理学习，已形成一定的学习习惯，能够按照教师的要求进行实验操作和记录数据，但可能缺乏主动探索和深入思考的习惯。此外，部分学生可能对物理实验的兴趣不浓，影响其对课程学习的积极性。

在课程学习方面，学生对磁场和电流的基本概念有所了解，但对于磁场对通电导线作用力的深入理解可能不够，需要通过本节课的学习来强化。同时，学生的实验操作能力、观察能力和科学思维能力将在本节课的学习中得到锻炼和提高。教学资源-人教版物理选修1-1教材

-实验室用通电导线、磁铁、电流表、电压表

-多媒体教学设备（投影仪、电脑）

-实验操作指导手册

-磁场与电流相互作用动画演示软件

-实验报告纸

-教学PPT课件教学过程1.导入新课

同学们，上一节课我们学习了磁场的基本性质，那么大家思考一下，磁场是否会对通过其中的电流产生作用呢？今天我们将学习“磁场对通电导线的作用”，探究磁场与电流之间的相互作用规律。

2.理论讲解

（1）介绍磁场对通电导线的作用力公式：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。

（2）讲解公式中各个物理量的含义及单位。

（3）引导学生理解公式背后的物理原理：洛伦兹力。

3.实验探究

（1）分组实验：每组同学按照实验指导手册，使用通电导线、磁铁、电流表、电压表等实验器材，进行磁场对通电导线作用力的实验。

（2）观察现象：同学们在实验过程中，注意观察导线在磁场中的运动状态，并记录下相关数据。

（3）数据分析：实验结束后，各小组对实验数据进行分析，探讨磁场对通电导线作用力与电流、磁感应强度、导线长度等因素的关系。

4.课堂讨论

（1）请同学们分享实验过程中的观察现象和数据分析结果。

（2）引导学生讨论磁场对通电导线作用力的计算方法及实验误差的原因。

（3）总结磁场对通电导线作用力的规律，强调公式中各个物理量的意义。

5.拓展应用

（1）提出问题：同学们，我们在生活中有哪些设备是利用磁场对通电导线作用力的原理呢？

（2）学生举例：电动机、发电机等。

（3）讲解电动机和发电机的工作原理，引导学生理解磁场对通电导线作用力在实际生活中的应用。

6.课堂小结

（1）回顾本节课所学内容，总结磁场对通电导线作用力的计算公式及实验探究过程。

（2）强调磁场对通电导线作用力在实际生活中的应用，激发学生学习物理的兴趣。

7.作业布置

（1）请同学们根据课堂所学，完成教材课后习题。

（2）针对本节课内容，进行自主学习，查阅相关资料，了解磁场对通电导线作用力在更多领域的应用。

（3）下节课我们将学习“磁场对运动电荷的作用”，请同学们预习相关内容，为下节课的学习做好准备。教学资源拓展1.拓展资源：

-拓展阅读材料：《磁场对通电导线的作用》相关学术论文，如《物理学报》等。

-视频资源：磁场对通电导线作用力的实验演示视频，以及电动机、发电机工作原理的科普视频。

-互动学习平台：利用在线物理学习社区，如“物理问答”、“物理爱好者”等，进行知识交流与讨论。

-实践活动：参观当地的发电厂或电动机制造厂，了解磁场对通电导线作用力的实际应用。

2.拓展建议：

-阅读拓展材料：鼓励学生阅读相关学术论文，以加深对磁场对通电导线作用力原理的理解，了解该领域的研究动态。

-观看视频资源：安排学生在课后观看磁场对通电导线作用力的实验演示视频，以及电动机、发电机工作原理的科普视频，以直观感受物理原理在实际中的应用。

-参与在线讨论：指导学生加入在线物理学习社区，参与磁场对通电导线作用力相关话题的讨论，与同好交流学习心得，拓展知识视野。

-实地参观学习：组织学生参观发电厂或电动机制造厂，实地了解磁场对通电导线作用力在现代工业中的应用，增强学生的实践能力和创新意识。

-拓展实验探究：引导学生设计并完成更多关于磁场对通电导线作用力的实验，如探究不同形状导线在磁场中受力情况，或探究磁场对通电导线作用力与导线材料的关系等。

-开展研究性学习：鼓励学生结合所学知识，开展关于磁场对通电导线作用力的研究性学习项目，如研究磁场对通电导线作用力在新能源领域的应用前景等。

-自主学习：提醒学生利用网络资源，如数字图书馆、在线课程等，自主学习磁场对通电导线作用力的相关内容，提高学生的自主学习能力。内容逻辑关系①磁场对通电导线的作用力

-重点知识点：理解洛伦兹力的概念及其在磁场对通电导线作用中的体现。

-重点词句：“磁场对通电导线的作用力”、“洛伦兹力”、“F=BILsinθ”。

②实验探究与数据分析

-重点知识点：通过实验探究磁场对通电导线作用力的规律，并进行数据分析。

-重点词句：“实验操作”、“数据记录”、“数据分析”、“作用力与电流、磁场的关系”。

③磁场对通电导线作用力的应用

-重点知识点：了解磁场对通电导线作用力在电动机、发电机等设备中的应用。

-重点词句：“电动机工作原理”、“发电机工作原理”、“实际应用”。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们一起学习了磁场对通电导线的作用，首先我们通过理论讲解，了解了磁场对通电导线的作用力公式F=BILsinθ，其中B是磁感应强度，I是电流强度，L是导线长度，θ是导线与磁场方向的夹角。我们还探讨了洛伦兹力的概念，这是磁场对运动电荷的作用力，而当电荷在导线中形成电流时，整个导线就会受到一个力的作用。

在实验环节，大家分组进行了磁场对通电导线作用力的实验，观察了导线在磁场中的运动状态，并记录了相关数据。通过数据分析，我们验证了磁场对通电导线作用力的规律，并讨论了实验中可能出现的误差及其原因。

此外，我们还讨论了磁场对通电导线作用力在实际生活中的应用，例如电动机和发电机的工作原理，这些都是利用磁场对通电导线作用力来转换能量的重要设备。

当堂检测：

为了检验大家对今天学习内容的掌握情况，现在我们将进行一个当堂检测。请同学们根据以下要求完成检测题目。

1.填空题

-请填写完整的磁场对通电导线作用力公式：F=_______。

-在磁场中，通电导线受到的力称为_______。

2.判断题

-()磁场对通电导线的作用力与导线的长度成正比。

-()磁场对通电导线的作用力与电流的方向无关。

3.应用题

-一根长度为0.5米的直导线，通以10安培的电流，垂直放置在磁感应强度为1特斯拉的均匀磁场中，求导线受到的作用力大小。

4.实验分析题

-根据你所在的实验小组的实验数据，分析磁场对通电导线作用力与电流强度之间的关系，并简要说明实验中可能出现的误差来源。

请同学们在10分钟内完成上述检测题目，完成后将答案提交给老师。我们将一起讨论答案，并对同学们的学习情况进行总结。课后作业1.计算题

-题目：一根长度为2米的通电导线，放置在磁感应强度为0.5特斯拉的均匀磁场中，导线与磁场方向的夹角为30度。如果导线中通过的电流为15安培，求导线所受的磁场力大小。

-解答：根据公式F=BILsinθ，代入数据得F=0.5*15*2*sin30°=15N。

2.探究题

-题目：探究磁场对通电导线作用力与导线长度之间的关系。设计一个实验，记录不同长度导线在相同电流和磁场中受到的作用力，并分析结果。

-解答：设计实验时，应保持电流和磁场强度不变，改变导线长度，记录每次实验中导线受到的作用力。分析结果时，应观察到作用力与导线长度成正比。

3.分析题

-题目：在一次实验中，发现通电导线在磁场中受到的作用力比预期的小，请分析可能的原因。

-解答：可能的原因包括：导线与磁场方向的夹角不是90度，导致sinθ值小于1；实验中电流强度不稳定；磁场的均匀性不佳等。

4.应用题

-题目：一个电动机的线圈在磁场中转动时，线圈平面与磁场方向的夹角为90度。如果线圈中的电流为5安培，磁感应强度为0.3特斯拉，线圈的长度为0.2米，宽为0.1米，求线圈受到的最大磁场力。

-解答：线圈的每一匝都受到磁场力的作用，因此需要计算每匝的力，然后乘以匝数。最大磁场力F_max=BILsinθ=0.3*5