《磁场对通电导线的作用力》教学设计

　　《磁场对通电导线的作用力》教学设计

　　一、教学目标

　　【知识与技能目标】

　　1.理解安培力的概念，能够说出产生安培力的条件。

　　2.熟练运用左手定则判断安培力方向。

　　3.正确使用安培力的计算公式。

　　【过程与方法目标】

　　1.通过对电动机工作原理的了解，学生会主动提出疑问，主动探究安培力的产生。

　　2.通过运用左手定则，学生更加直观、深入的了解安培力的作用特点。

　　3.通过实验探究安培力的产生条件，学生亲身感受安培力的存在，并自行归纳出安培力的作用特点。

　　【情感态度价值观目标】

　　1.通过观看视频，激起学习安培力的兴趣，引发主动探究的动机。

　　2.实验探究安培力的产生，学生能亲身感受安培力的存在和作用特点，提高探究能力和解决问题的能力，加深对安培力的理解和记忆。

　　3.了解安培力的应用，增加对物理的学习兴趣，养成科学严谨的探究态度。

　　二、教学重难点：

　　【重点】

　　安培力的产生条件、方向和大小。

　　【难点】

　　探究实验方案的设计，实验现象的观察和总结，安培力特点的归纳。

　　三、教学方法：

　　实验探究、问答、讨论。

　　四、教学过程

　　环节一：安培力概念引入

　　多媒体播放介绍电动机的小短片，引入安培力。短片内容：动画展示电动机的内部构造，以及实验探究直流电电动机中转子的转动方向受到电流方向的影响。

　　老师提出思考问题：大家初中学过关于电动机的原理的实验，谁还记得?思考一下，可以小组交流，描述一下实验的过程和结论，讲讲电动机的原理。

　　小组代表发言：将通电电路中的一段导线，放到U型磁铁中间的磁场中，通电导线会受到力的作用。我们可以得出结论，通电导线在磁场中受力

　　老师追问：大家看完这个视频，有没有拓展一些知识呢?讲给其他同学听听。

　　学生回答：电动机转动的原理，就是通电导线受磁场力的作用。转动过程中，如果改变电流方向，电动机转动方向也发生改变，我猜想是因为电流方向能决定磁场力的方向。

　　老师总结：讲的很精彩，并且提出了一个很好地猜想。电动机转动的原理就是通电导线在磁场中受力，我们刚才也看过了，电动机中有转子，有线圈，有磁铁，通电之后，线圈受到磁场力，带动转子转动。电流方向改变之后，转子转动方向也会改变，这说明电流方向会影响磁场力的方向。那么，这个力到底怎样产生并且有什么特点呢?今天我们就来研究一下这个力安培力。

　　环节二：安培力概念探究

　　1.实验探究安培力的产生条件

　　(1)老师提出探究课题：是不是只要是通电导体，在磁场中一定会受力呢?力的方向有什么规律呢?

　　(2)教师引导学生进行分组，了解实验器材，设计实验方案。

　　(3)各组学生分别进行实验，过程如下。

　　①组装实验装置，包括电源、导线、开关、U型磁铁、导体棒和支架。

　　②U型磁铁平放，磁感线为上下方向，将导体棒水平放到磁场中与磁感线垂直，闭合开关，观察受力情况(受力摆动)。

　　③U型磁铁平放，磁感线为上下方向，将导体棒倾斜放入磁场中，闭合开关，观察受力情况(受力摆动)。

　　④U型磁铁倒着放，磁场为水平方向，将导体棒水平放在磁场中，方向与磁感线共向，观察受力情况(不摆动)。

　　⑤填写实验报告，分析实验现象，总结归纳实验结论。

　　(4)小组代表讲述实验过程，描述实验现象，得出探究结论：我们小组通过通电导体和磁感线的相对位置关系，探究了不同位置时导体棒的受力特点。发现，当导体棒与磁场垂直或者有一定角度时，都会受到力的作用。导体棒与磁场平行时，不会受到力的作用。也就是说，安培力的产生条件是通电导体与磁场不平行。

　　2.安培力的方向确定

　　教师提出问题：刚才实验的过程中，大家有没有记录安培力的方向呢?列表格归纳出不同情况下力的方向。

　　教师汇总并展示大家记录的方向，引导学生在其中找到规律。

　　学生观察思考后进行简单的交流，最后描述规律：力的方向与电流方向和磁场方向均有关，且始终互相垂直。

　　教师提示学生结合规律，阅读教材，明确安培力方向的判断方法，并尝试向大家讲解。

　　学生讲解：磁感线指向手心，四指指向电流方向，拇指为受力方向。

　　其他学生补充：拇指与四指要垂直。

　　老师总结：这两位同学说的都非常正确，他们说的结合在一起就是左手定则的内容，大家把这个内容整理一下。

　　老师引导学生巩固左手定则，采用学生提问，学生回答的方式，一名学生给出模型，另一名学生判断是否有安培力以及安培力的方向。

　　3.安培力大小

　　教师引导学生根据实验结论，阅读教材，明确安培力大小计算公式。

　　学生总结：电流、磁感应强度、导体的有效长度，他们都影响安培力。在导体方向与磁感线方向垂直时，他们三个量的乘积，就是安培力的大小。

　　电线长度：2km

　　电流大小：400A

　　环节四：小结作业

　　老师提问：哪位同学能把今天探究学习的内容进行总结?

　　学生回答：今天我们通过实验，体会到了安培力的存在，找到了产生安培力的必备条件，学习使用左手定则判断安培力方向，并探究了影响安培力大小的因素，推导出求安培力大小的公式。

　　五、板书设计

　　以上是《磁场对通电导线的作用力》教学设计，希望对各位考生有所帮助。