人教版 (新课标)选修1三、磁场对通电导线的作用教案设计

人教版(新课标)选修1三、磁场对通电导线的作用教案设计课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析人教版（新课标）选修1三、磁场对通电导线的作用教案设计，本章节主要讲解通电导线在磁场中受到的力，包括洛伦兹力和安培力。教学内容与课本紧密相关，通过实验演示和理论分析，使学生掌握磁场对通电导线的作用规律，为后续学习电磁感应打下基础。二、核心素养目标培养学生运用物理概念和实验方法分析磁场对通电导线作用的能力，提升学生的科学探究和实验操作技能。强化学生的物理思维，发展逻辑推理和抽象思维能力，增强对电磁现象的直观理解和应用意识。三、学情分析本节课面向高中年级学生，学生群体普遍具备一定的物理基础，对电磁学的基本概念有一定的了解。在知识层面，学生对电流、磁场等基本概念有一定的认识，但对磁场对通电导线作用的具体规律和洛伦兹力的计算方法可能理解不够深入。在能力方面，学生的逻辑思维能力和抽象思维能力正在逐步发展，但实验操作技能和数据分析能力有待提高。在素质方面，学生表现出较强的求知欲和探究精神，但部分学生可能存在对物理实验的畏惧心理。

在行为习惯上，学生普遍能够积极参与课堂讨论，但在实验操作时，部分学生可能存在操作不规范、记录数据不准确等问题。这些行为习惯对课程学习有一定影响，可能导致实验结果不准确，影响学生对磁场对通电导线作用规律的理解。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体教学平台、电脑、投影仪、示波器、电流表、电压表、导线、磁铁、电源、开关等实验器材。

2.课程平台：学校内部教学网络平台，用于发布教学资料和作业。

3.信息化资源：网络数据库，提供电磁学相关教学视频、实验演示和理论知识资料。

4.教学手段：实物展示、多媒体演示、小组讨论、实验操作、课堂提问等。五、教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段磁悬浮列车运行的短片，引导学生思考列车在磁场中运行时受到的力。

2.提出问题：磁悬浮列车是如何实现悬浮和前进的？这背后涉及到哪些物理知识？

3.学生讨论：分组讨论，分享各自对磁悬浮列车运行原理的理解。

二、讲授新课（20分钟）

1.磁场对通电导线的作用规律（10分钟）

-通过实验演示，展示通电导线在磁场中受到的力。

-分析实验现象，引入洛伦兹力和安培力的概念。

-讲解洛伦兹力、安培力的计算公式。

2.洛伦兹力方向判断（5分钟）

-通过右手定则，讲解洛伦兹力方向的判断方法。

-展示实例，让学生运用右手定则判断洛伦兹力方向。

3.安培力方向判断（5分钟）

-通过左手定则，讲解安培力方向的判断方法。

-展示实例，让学生运用左手定则判断安培力方向。

三、巩固练习（15分钟）

1.课堂练习（10分钟）

-提供几道关于洛伦兹力和安培力计算和方向判断的习题。

-学生独立完成练习，教师巡视指导。

2.小组讨论（5分钟）

-将学生分成小组，讨论习题中的难点和易错点。

-各小组分享讨论结果，教师点评和总结。

四、课堂提问（5分钟）

1.提问环节一（2分钟）

-提问：如何判断通电导线在磁场中的受力方向？

-学生回答，教师点评和总结。

2.提问环节二（3分钟）

-提问：洛伦兹力和安培力的区别是什么？

-学生回答，教师点评和总结。

五、师生互动环节（10分钟）

1.实验操作演示（5分钟）

-教师演示通电导线在磁场中受到的力实验，引导学生观察实验现象。

-学生提问，教师解答。

2.课堂讨论（5分钟）

-提出与磁场对通电导线作用相关的问题，引导学生思考和讨论。

-学生分组讨论，教师巡视指导，确保每个学生都能参与讨论。

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.提问：如何将磁场对通电导线的作用应用于实际生活中？

2.学生回答，教师点评和总结。

七、总结与作业布置（5分钟）

1.总结本节课所学内容，强调重点和难点。

2.布置课后作业，巩固所学知识。

总计用时：45分钟。六、拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《电磁学基础》——介绍电磁场的基本概念和电磁波的性质，帮助学生深入理解电磁现象。

-《电磁学实验教程》——提供一系列电磁学实验的详细步骤和注意事项，增强学生的实验操作能力。

-《电磁学在现代技术中的应用》——探讨电磁学在通信、医疗、能源等领域的应用，激发学生对电磁学的兴趣。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试设计简单的电磁学实验，如研究通电导线在不同磁场中的受力情况，或探究不同电流强度对磁场的影响。

-引导学生利用网络资源，查找电磁学相关的科普文章和视频，拓宽知识面。

-鼓励学生阅读电磁学的历史发展，了解电磁学理论的演变过程，培养学生的科学史素养。

3.拓展知识点：

-电磁感应现象：介绍法拉第电磁感应定律，探讨电磁感应的应用，如发电机和变压器的工作原理。

-电磁场理论：简要介绍麦克斯韦方程组，为学生后续学习电磁场理论打下基础。

-电磁波传播：讲解电磁波的传播特性，探讨电磁波在通信、雷达等领域的应用。

-电磁兼容性：介绍电磁兼容性的基本概念，探讨电磁干扰的防护措施。

4.实用性强的拓展活动：

-组织学生参观科技馆或电磁实验室，实地观察电磁现象。

-开展电磁学知识竞赛，激发学生的学习兴趣和竞争意识。

-设计学生自主研究项目，如研究电磁场对生物体的影响，培养学生的科研能力。七、典型例题讲解例题1：一长直导线通有电流I，放置在垂直纸面的匀强磁场中，磁场方向由纸面向外。求导线所受的安培力。

解答：根据安培力公式F=BILsinθ，其中B为磁场强度，I为电流，L为导线长度，θ为导线与磁场方向的夹角。由于导线与磁场方向垂直，θ=90°，sinθ=1。因此，安培力F=BIL。

例题2：一平行板电容器两板间充满均匀磁场，磁场方向垂直于电容器板。已知电容器板面积S，板间距d，磁场强度B，求电容器两板间所受的磁压力。

解答：由于电容器两板间充满均匀磁场，磁压力作用于每单位面积上。磁压力公式为F=BIS，其中B为磁场强度，I为通过电容器的电流，S为电容器板面积。因此，磁压力F=BIS。

例题3：一闭合回路在匀强磁场中运动，回路平面与磁场方向垂直。已知回路电流I，回路面积S，磁场强度B，回路以速度v运动。求回路所受的洛伦兹力。

解答：洛伦兹力公式为F=BILv，其中B为磁场强度，I为回路电流，L为回路长度，v为回路运动速度。由于回路平面与磁场方向垂直，回路长度等于回路面积S。因此，洛伦兹力F=BISv。

例题4：一长直导线通有电流I，放置在水平面内，与水平面夹角θ。求导线所受的安培力。

解答：由于导线与磁场方向成θ角，安培力分解为两个分力：垂直于导线的分力Fv=BILsinθ和沿导线方向的分力Fh=BILcosθ。因此，导线所受的安培力F=√(Fv²+Fh²)。

例题5：一闭合回路在匀强磁场中运动，回路平面与磁场方向垂直。已知回路电流I，回路面积S，磁场强度B，回路以速度v运动，且v的方向与磁场方向平行。求回路所受的洛伦兹力。

解答：由于回路运动速度v与磁场方向平行，根据洛伦兹力公式F=BILv，可知洛伦兹力F=0。因为洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁场B的方向，当v与B平行时，F=0。八、板书设计①磁场对通电导线的作用规律

-洛伦兹力公式：F=BILsinθ

-安培力公式：F=BIL

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