2024-2025学年高中物理 第3章 磁场 第4节 安培力的应用教学实录 粤教版选修3-1

2024-2025学年高中物理第3章磁场第4节安培力的应用教学实录粤教版选修3-1主备人备课成员教材分析2024-2025学年高中物理第3章磁场第4节安培力的应用教学实录粤教版选修3-1。本节课围绕安培力这一核心概念，通过实验和理论分析，引导学生掌握安培力的计算方法及其在实际应用中的体现，如电动机、电磁继电器等。课程内容与课本紧密相连，旨在培养学生的物理思维和实际应用能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学探究能力，提升其逻辑推理和数学建模素养。学生将通过实验探究安培力的规律，学会运用物理定律分析实际问题，培养严谨的科学态度和团队合作精神，同时增强对电磁现象的理解和运用能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已具备一定的电磁学基础知识，了解电流和磁场的基本概念，能够运用洛伦兹力公式进行简单的计算。但在安培力的具体应用和复杂电路分析方面，学生可能还缺乏系统的理解和实践。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对物理学科普遍保持一定的好奇心和兴趣，尤其是与日常生活和科技相关的电磁现象。学生个体差异较大，有的学生逻辑思维能力强，擅长通过公式和定律解决问题；有的学生则更偏向于实验操作和直观感受。在学习风格上，部分学生可能更喜欢独立学习，而另一部分学生则更适应小组合作学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解安培力公式及其应用时，可能会遇到难以把握物理量之间的关系和计算复杂电路中的安培力。此外，学生在分析实际问题时，可能会因为缺乏实际操作经验而难以将理论知识与实际问题相结合。因此，教学过程中需注重理论联系实际，通过实验和案例教学帮助学生克服这些困难。学具准备多媒体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手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解安培力的基本概念和计算方法，帮助学生建立知识框架。

2.实验法：通过安培力实验，让学生亲自动手，观察安培力的产生和作用，加深理解。

3.讨论法：组织学生分组讨论安培力在实际电路中的应用，培养学生的分析问题和解决问题的能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示安培力的动画效果，增强直观性。

2.教学软件：运用物理仿真软件模拟安培力作用，提高教学互动性。

3.实物演示：展示电磁继电器等实物，帮助学生理解安培力在实际设备中的应用。教学流程一、导入新课（5分钟）

1.教师通过提问：“同学们，你们还记得我们在上一节课学习了什么内容吗？如何计算磁场中的洛伦兹力？”

2.学生回答后，教师总结：“上一节课我们学习了洛伦兹力的计算方法，今天我们将继续探讨磁场中的另一个重要现象——安培力。”

3.教师展示一段关于安培力的视频，引发学生兴趣，并提问：“大家从视频中看到了什么？安培力是如何产生的？”

4.学生回答，教师总结并导入新课：“今天我们将学习安培力的概念、计算方法及其应用。”

二、新课讲授（15分钟）

1.教师讲解安培力的概念和计算公式，结合实例进行讲解，如：“当电流通过导线时，导线会受到磁场的作用力，这个力称为安培力。”

2.教师演示安培力的大小和方向如何计算，如：“根据安培力公式F=BIL，我们可以计算出安培力的大小。”

3.教师讲解安培力在实际电路中的应用，如：“安培力在电动机、电磁继电器等设备中有着广泛的应用。”

三、实践活动（15分钟）

1.学生分组进行安培力实验，观察安培力的产生和作用，如：“将电流通过导线，观察导线在磁场中受到的力。”

2.学生记录实验数据，如：“记录导线受到的力的大小、方向和电流大小、磁场强度等信息。”

3.学生分析实验数据，如：“根据实验数据，计算安培力的大小，并与理论计算结果进行比较。”

四、学生小组讨论（10分钟）

1.教师提出问题：“如何将安培力应用于电动机的设计中？”

2.学生分组讨论，举例回答：

-“在电动机中，通过改变电流方向或磁场方向，可以使电动机的转动方向发生变化。”

-“在设计电动机时，需要考虑安培力的大小，以确保电动机能够产生足够的动力。”

-“电动机中的线圈应尽量设计成扁平形状，以减小安培力对线圈的影响。”

3.教师提问：“如何提高电磁继电器的工作效率？”

4.学生分组讨论，举例回答：

-“提高电磁继电器的工作效率可以通过增大线圈匝数或增加电流来实现。”

-“在设计电磁继电器时，应选择合适的线圈材料和磁场强度，以提高其灵敏度。”

-“在电磁继电器中，应尽量减小线圈电阻，以降低能量损耗。”

五、总结回顾（5分钟）

1.教师总结本节课所学内容：“今天我们学习了安培力的概念、计算方法及其应用，了解了安培力在电动机、电磁继电器等设备中的应用。”

2.教师强调本节课的重难点：“本节课的重难点在于安培力的计算和实际应用，希望大家能够通过实验和讨论，加深对这一知识点的理解。”

3.教师布置课后作业：“请同学们课后完成以下作业：1.独立完成本节课的例题练习；2.查阅资料，了解安培力在生活中的其他应用。”

整个教学流程用时不超过45分钟。教学资源拓展1.拓展资源：

-磁场与电流的相互作用：介绍磁场对电流的作用，包括安培力的大小和方向，以及如何通过改变电流或磁场来控制安培力。

-电动机原理：探讨电动机的工作原理，包括线圈在磁场中受到的安培力如何转化为机械能。

-电磁继电器工作原理：分析电磁继电器的工作原理，包括电流通过线圈产生磁场，进而驱动机械触点动作的过程。

-磁悬浮列车技术：介绍磁悬浮列车利用安培力原理实现高速运行的技术特点和应用。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读科普书籍或相关教材，深入了解电磁学的基本原理和安培力的应用。

-观看教育视频，如科普纪录片或在线教学视频，以直观的方式理解安培力的概念和实际应用。

-参与实验室的电磁学实验，亲自动手操作，观察安培力的产生和变化，加深对理论知识的理解。

-在家中进行简单的电磁学实验，如使用条形磁铁和电流表，验证安培力的方向和大小。

-阅读有关电动机和电磁继电器的历史资料，了解这些设备的发展历程和技术进步。

-分析现代科技产品中电磁学原理的应用，如手机、电脑中的电磁元件，以及它们如何利用安培力工作。

-参加学校或社区的科学讲座和研讨会，与专家交流，获取更多关于电磁学的专业知识和见解。

-通过在线论坛或社交媒体，与其他学生和教师交流学习心得，分享学习资源和经验。板书设计①安培力的基本概念

-安培力：电流在磁场中受到的力

-公式：F=BILsinθ

-B：磁感应强度

-I：电流强度

-L：导线长度

-θ：电流方向与磁场方向的夹角

②安培力的计算

-计算步骤：

①确定磁场方向和电流方向

②计算夹角θ

③根据公式F=BILsinθ计算安培力的大小

③安培力的应用

-电动机：利用安培力产生转动

-电磁继电器：利用安培力控制电路的通断

-磁悬浮列车：利用安培力实现高速运行

④安培力的方向

-右手定则：伸开右手，让拇指指向电流方向，四指指向磁场方向，掌心所指的方向即为安培力的方向

⑤安培力的实际应用举例

-电动机线圈在磁场中受到的安培力

-电磁继电器中的线圈受到的安培力

-磁悬浮列车中的导轨受到的安培力课后作业1.题型：计算题

题目：一根长为0.5米的直导线，通入电流为2安培，放置在磁感应强度为0.5特斯拉的匀强磁场中，导线与磁场方向成30度角。求导线所受安培力的大小。

答案：F=BILsinθ=0.5*2*0.5*sin30°=0.25牛顿

2.题型：应用题

题目：一个电磁继电器中的线圈匝数为1000匝，当通过线圈的电流为0.1安培时，线圈在0.5特斯拉的匀强磁场中受到的安培力为0.5牛顿。求线圈的长度。

答案：F=BIL=0.5=0.5特斯拉*0.1安培*L

L=F/(BI)=0.5/(0.5*0.1)=10米

3.题型：选择题

题目：以下关于安培力的说法正确的是：

A.安培力的大小与电流强度无关

B.安培力的大小与磁感应强度无关

C.安培力的大小与导线长度无关

D.安培力的大小与电流方向和磁场方向的夹角有关

答案：D

4.题型：填空题

题目：在安培力公式F=BILsinθ中，B代表磁感应强度，I代表电流强度，L代表导线长度，θ代表电流方向与磁场方向的夹角，sinθ代表______。

答案：正弦值

5.题型：分析题

题目：分析电动机中安培力的作用原理，并说明如何通过改变电流或磁场来控制电动机的转动方向。

答案：电动机中的线圈在磁场