2024-2025学年高中物理 第3章 磁场 第3节 探究安培力教学实录 粤教版选修3-1

2024-2025学年高中物理第3章磁场第3节探究安培力教学实录粤教版选修3-1学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以“探究安培力”为主题，通过实验探究安培力的产生条件及大小关系，使学生深入理解安培力公式，掌握磁场对电流的作用规律。课程设计注重实验操作与理论知识的结合，通过分组实验，引导学生观察、分析、总结，培养学生的科学探究能力和创新思维。核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实验探究安培力的规律，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。

2.增强学生的物理观念，理解磁场对电流的作用，深化对电磁相互作用的理解。

3.培养学生的科学思维，学会运用物理模型和公式分析实际问题，提高逻辑推理和问题解决能力。

4.强化学生的社会责任感，认识到电磁技术在现代社会中的应用，激发学生探索科学技术的兴趣。学习者分析1.学生已经掌握了电磁感应、电流与磁场关系等基础知识，具备一定的物理实验操作能力。

2.学生的学习兴趣较高，对电磁现象充满好奇，但部分学生可能对磁场与电流关系的理解不够深入。

3.学生具备一定的观察能力和动手操作能力，但实验设计、数据分析能力有待提高。

4.学生可能遇到的困难包括：理解安培力公式的物理意义，准确测量安培力大小，以及将安培力应用于解决实际问题。

5.学生在学习风格上，既有偏好理论学习的，也有偏好实践操作的，需要教师根据不同学生的特点进行差异化教学。教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解安培力基本概念和公式，引导学生理解其物理意义。

2.设计分组实验，让学生动手操作，观察安培力产生的现象，培养实验操作能力和科学探究精神。

3.运用多媒体课件展示安培力公式推导过程和实际应用案例，增强学生对知识的理解和应用能力。

4.引入小组讨论和问题解决活动，鼓励学生积极参与，培养合作学习和批判性思维能力。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于电磁列车行驶的视频，引导学生思考电流和磁场之间的关系。

2.提出问题：视频中的电磁列车是如何利用电流和磁场实现牵引的？

3.学生分组讨论，分享观点。

4.用时：5分钟

二、讲授新课（15分钟）

1.讲解安培力的概念：介绍安培力的定义、产生条件及大小关系。

2.推导安培力公式：通过演示实验，引导学生观察电流与磁场相互作用的现象，推导出安培力公式。

3.分析安培力公式：解释公式中各个物理量的意义，分析安培力大小与电流、磁场及导体长度之间的关系。

4.用时：15分钟

三、实验演示（10分钟）

1.展示安培力实验装置，讲解实验原理和操作步骤。

2.学生分组进行实验，观察安培力产生现象，记录实验数据。

3.教师巡视指导，解答学生疑问。

4.用时：10分钟

四、巩固练习（10分钟）

1.学生独立完成课后练习题，巩固对安培力知识的理解。

2.教师选取典型题目进行讲解，引导学生分析问题、解决问题。

3.学生分组讨论，分享解题思路和方法。

4.用时：10分钟

五、课堂提问（5分钟）

1.教师提问：安培力在实际生活中有哪些应用？

2.学生分组讨论，分享观点。

3.教师总结：安培力在电磁感应、电动机等领域有广泛应用。

4.用时：5分钟

六、师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：如何根据安培力公式计算导体在磁场中的受力大小？

2.学生分组讨论，分享解题思路和方法。

3.教师选取典型题目进行讲解，引导学生分析问题、解决问题。

4.用时：5分钟

七、核心素养拓展（5分钟）

1.教师提问：安培力与电磁感应有什么关系？

2.学生分组讨论，分享观点。

3.教师总结：安培力是电磁感应的基础，电磁感应是安培力的应用。

4.用时：5分钟

八、课堂总结（5分钟）

1.教师总结本节课所学内容，强调安培力公式及其应用。

2.学生回顾本节课所学，提出疑问。

3.教师解答学生疑问，巩固学生对安培力的理解。

4.用时：5分钟

总计用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解安培力的基本概念：学生能够清晰理解安培力的定义、产生条件及其大小关系，为后续学习电磁感应、电动机等知识打下坚实基础。

2.掌握安培力公式：学生能够熟练运用安培力公式进行计算，解决实际问题。例如，在设计和分析电动机、发电机等设备时，能够准确计算导体在磁场中的受力情况。

3.提高实验操作能力：通过分组实验，学生掌握了安培力实验的基本操作，提高了实验观察、记录和分析的能力。

4.培养科学探究精神：在实验过程中，学生积极思考、勇于尝试，培养了科学探究精神。他们学会了如何提出问题、设计实验、收集数据和分析结果。

5.增强物理观念：学生通过学习安培力，进一步加深了对电磁相互作用的理解，认识到电流、磁场和力之间的关系。

6.提升问题解决能力：在巩固练习环节，学生通过解决实际问题，提高了逻辑推理和问题解决能力。他们学会了如何将理论知识应用于实际生活。

7.培养合作学习能力：在小组讨论和实验中，学生学会了与他人合作，共同完成任务。他们学会了倾听他人观点、尊重他人意见，提高了沟通和团队协作能力。

8.激发学习兴趣：通过本节课的学习，学生对电磁现象产生了浓厚的兴趣，激发了他们进一步探索科学技术的热情。

9.培养创新思维：在探究安培力过程中，学生需要运用创造性思维，设计实验方案、分析实验结果。这有助于培养学生的创新思维。

10.提高自主学习能力：学生在学习过程中，学会了如何自主查阅资料、整理笔记，提高了自主学习能力。课后作业1.**计算题**：一长直导线通有电流I，在导线旁边有一平面长方形线圈，线圈的长为L，宽为W，且与导线垂直。若导线与线圈之间的距离为d，求线圈中产生的磁感应强度B。

**答案**：根据毕奥-萨伐尔定律，长直导线在距离d处产生的磁感应强度B为：

\[B=\frac{\mu_0I}{2\pid}\]

其中，\(\mu_0\)为真空磁导率。

2.**应用题**：一个矩形线圈，长L=0.2m，宽W=0.1m，通有电流I=2A。将该线圈放置在垂直于其平面的均匀磁场中，磁场强度B=0.5T。求线圈所受的安培力。

**答案**：线圈所受的安培力F可以通过以下公式计算：

\[F=BIL\]

将数值代入，得到：

\[F=0.5\times2\times0.2=0.2\text{N}\]

3.**实验题**：在实验中，你测量了电流I=0.5A通过一根长直导线时，在距离导线d=0.1m处的磁感应强度B。已知真空磁导率\(\mu_0=4\pi\times10^{-7}\text{T·m/A}\)，请计算实验中测得的磁感应强度B与理论值的差异。

**答案**：理论值B为：

\[B=\frac{\mu_0I}{2\pid}=\frac{4\pi\times10^{-7}\times0.5}{2\pi\times0.1}=10^{-6}\text{T}\]

假设实验测得的B为\(B_{\text{实验}}\)，则差异为：

\[\DeltaB=|B_{\text{理论}}-B_{\text{实验}}|\]

4.**分析题**：分析以下情况中，电流元在磁场中所受的安培力方向：

-电流元与磁场方向平行。

-电流元与磁场方向垂直。

-电流元与磁场方向成45度角。

**答案**：

-当电流元与磁场方向平行时，安培力为零。

-当电流元与磁场方向垂直时，安培力最大，方向由右手定则确定。

-当电流元与磁场方向成45度角时，安培力介于最大值和零之间，方向由右手定则确定。

5.**设计题**：设计一个实验，验证安培力公式\(F=BIL\)中的关系。

**答案**：

-实验器材：长直导线、矩形线圈、电流表、磁感应强度计、电源、导轨等。

-实验步骤：

1.将长直导线固定在导轨上，连接电流表和电源。

2.将矩形线圈放置在导轨上，使其可以移动。

3.调节电源，使电流通过长直导线。

4.使用磁感应强度计测量线圈所在位置的磁感应强度B。

5.移动线圈，记录不同位置下的磁感应强度B和电流I。

6.计算不同位置下的安培力F，并分析F与B、I的关系。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论讲解相结合：在“探究安培力”这一章节，我特别注重实验教学的比重，通过实际操作让学生直观感受安培力的存在，同时结合理论讲解，加深学生对安培力概念的理解。

2.互动式教学法的应用：我采用了小组讨论和问题解决的教学策略，鼓励学生在互动中学习，这样不仅提高了学生的参与度，也培养了他们的团队合作能力和批判性思维。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对安培力公式的理解不够深入：部分学生在应用安培力公式时，对公式中各个物理量的意义理解不够，导致在实际问题中难以正确运用。

2.实验操作规范性有待提高：在实验操作过程中，部分学生存在不规范的操作，影响了实验结果的准确性。

3.课堂评价方式单一：目前的课堂评价主要依赖于学生的作业和考试成绩，缺乏对学生在实验操作和课堂互动中的表现进行综合评价。

反思改进措施（三）

1.深化对安培力公式的讲解：在后续的教学中，我将通过更多的实例和练习，帮助学生深入理解安培力公式，特别是公式的推导过程和物理意义。

2.加强实验操作的规范性训练：我会对学生进行更严格的实验操作规范训练，确保每个学生都能按照正确的步骤进行实验，提高实验数据的可靠性。

3.丰富课堂评价方式：我将尝试引入多元化的评价方式，如课堂表现评价、实验报告评价、小组讨论评价等，全面评估学生的学习成果。

4.加强与学生的沟通：我会定期与学生交流，了解他们在学习过程中的困惑和需求，及时调整教学策略，确保教学效果。

5.注重理论与实践相结合：在教学中，我会更加注重理论知识的实际应用，通过案例分析、项目式学习等方式，让学生在实践中学习物理知识。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-安培力的定义

-安培力公式：\(F