课题研究多媒体教案及点评

人教版选修3-1第三章

3.4通电导线在磁场中受到的力

一

说教材

1.教材所处的地位

在整个高中物理的大厦中，力学是大厦的地基，安培力是很重要的一个力，它是磁场基本特性的应用之一，在研究磁场以及电场、磁场、重力场等混合场问题中起到至关重要的作用，而且是高考的重点之一。

本节课和下一节运动电荷在磁场中受到的力是本章的核心内容，在学习本节课前，学生已经掌握了磁现象、磁感应强度和磁场这几个概念，其中第二节的磁感应强度为学习本节课打下了一定的实验和理论基础，本节课也为学习后面第五节和第六节做好铺垫。同时为今后学习选修3-2电磁感应也打下了一定的基础。本节课通过实验探究, 总结物理规律，并通过实例分析让学生认识生活中的常见现象，学会应用物理知识解决实际问题。

安培力的方向和大小是本节内容的重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节的难点。安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大；平行时，安培力最小为零。在研究安培力方向时引入左手定则，左手定则是判断通电导线和运动电荷在磁场中受力方向的有效手段，要求学生掌握左手定则，所以，在教学时应当给学生提供足够的练习机会，让学生通过反复的练习予以掌握。

二

说学情

1.已有知识来看：

（1）学生通过前三节磁场有关内容的学习，已经了解了磁场的一般现象，类比电场已经建立了电磁感应强度的概念B=F/IL；因此理论上学生应该能很好的理解本节课；

（2）学生已经积累了一些有关安培力的感性认识，具有一定的思维能力；

（3）学生已经具有了一定的实验探究能力，掌握了基本的物理

研究方法，但不够成熟。

2.学习特征来看：

（1）学生向来对一些物理基本概念和基本规律理解不到位，基础知识不够牢固，因此导致前后知识的贯穿能力不强。因此可以设置生活实例让学生利用已学过的知识进行推导。

（2）这节内容包含的左手定则对空间想象能力具有比较高的要求，虽然学生已经有了数学中几何的基础，但是学生的空间感知能力仍然不强。

三、三维教学目标和重、难点

三维教学目标

知识与技能

（1）掌握并理解安培力的概念。

（2）知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向都垂直，会用左手定则熟练地判断安培力的方向。

（3）会推导安培力公式F=BILsinθ。知道电流方向与磁感应强度方向平行时，安培力最小，等于零；电流方向与磁感应强度方向垂直时，安培力最大，等于BIL。

（4）会用F=BIL计算匀强磁场中安培力的大小。

过程与方法

（1）探究安培力的方向与电流、磁感应强度方向关系的实验过程，能体会观察和记录实验要素；

（2）通过探究方案，体会控制变量的研究方法；

（3）体验如何从实验现象中总结出科学的探究方法,培养学生总结归纳的能力。

情感、态度与价值观

（1）通过学生亲自参与实验、参与推导，让学生真正做到融入课堂，有助于培养学生形成多动手、多动脑、多总结的好习惯。

（2）通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。

（3）通过了解安培力在生活中的应用，体会物理知识对现代社会发展的贡献；

（4）通过探究学习使学生体会到探究自然规律的艰辛与喜悦；

（5）培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。

教学重点、难点

重点

（1）安培力方向的特点和左手定则的内容。

（2）理解和应用安培力的表达式。

（为方便对问题的分析，针对判定安培力、电流和磁场的方向我专门自制了教具，通过教具的展示引导学生总结出左手定则的内容）

难点

（1）用左手定则判定安培力的方向（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。

（2）安培力的一般表达式F = ILBsinθ的相关计算。

（3）在分析具体问题时要能将实际的立体图画成平面图，即画成俯视图、剖面图或侧视图等。

（1）由于学生的空间感知能力不强，针对判定安培力方向的特点和左手定则我专门自制了教具，通过教具的展示化抽象为形象，帮助学生突破这一难点

（2）判定安培力的方向时学生容易混淆左手定则和右手螺旋定则；容易在磁场方向和左手摆放上出现问题；经常误以为安培力、电流、磁感应强度的方向一定是两两垂直；并在将立体图转化成各种角度的平面图时也常容易混淆。为了学生能够熟练掌握、正确使用左手定则，在课堂上我设置了大量的练习，并让每位同学都参与其中

三

说教法

1.学法分析：

自主学习+合作探究+归纳总结

2.教法分析：

情境教学法+实验演示法+逻辑推理法+启发式法+讲练结合法综合于一体的教学方法。

情景教学法：能直观地让学生置身于所研究的问题中。

实验演示法：实验是学生认知规律的最好方法，最具说服力。

逻辑推理法：让学生利用已有的知识进行一定的物理推导，能锻炼学生在解决物理问题上的逻辑思维能力。

启发式法：在规律得出的过程中需要教师的点拨来帮助学生完成思维的跳跃。

讲练结合式：结合本节内容，给出相应的练习，随时发现学生的错误，并引导分析其错误原因，把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来，巩固强化有关知识。

本节课宜采用先从实验情境切入再根据实验分析其中规律的教学方法，要让学生通过真实的实验总结安培力的方向，这样既能激发学生学习物理的兴趣，又能提升学生的思维能力和学习能力。

教具准备

大蹄形磁铁一个、导线和开关、细铜丝、学生电源、平行导轨、金属棒、铁架台、自制教具一套（展示安培力、磁感应强度和电流三者方向）、多媒体辅助教学设备

四

说教学过程

1.设计思想：根据教材特点和教学目标，以掌握知识为中心，培养能力为主线，突出重点、突破难点为宗旨设计教学过程。选择练习题具有针对性，起到巩固知识点的目的。课后作业题从基础到拔高，再到开放性问题，尽量从学生的心理认知规律层面出发，层层递进逐步提升。

2.教学过程：

（一）情景引入

通过课件展示以及实验演示引导学生了解磁场对通电导线有力的作用力，从而引出安培力的概念。这样设计

能激发学生学习本节课的兴趣，也能将学生的思维

拉进课堂，并进一步提出本节课的教学重点：研究

安培力的方向和大小。

（二）合作探究

1、安培力的方向

在上图的基础上根据实际对实验装置进行改造。

提出问题：通过演示实验让学生思考安培力的方向与哪些因素有关呢？

学生猜想与假设：安培力的方向与电流和磁感应强度方向有关。

设计演示实验（引导学生采用控制变量法设计实验，学生回答实验思

路）：

此环节共四组演示实验，在教师演示第一组的基础上让两名学生合作完成后面的三组演示实验，并通过ppt课件展示记录的数据，充分体现了以学生为主体，以教师为主导的教学方法。

分析论证（设置提问）：

根据记录的数据引导学生总结出安培力方向与电流和磁感应强度方向的关系，所以要求学生有很强的空间想象能力，为了学生能够更好的总结出结论，更直观的看到三者方向之间的关系，通过自制的教具的展示，并让学生亲自动手操作，使学生自然得出结论，并有助于下一环节引导学生顺利得出左手定则。

教师引导学生得出结论：安培力的方向与电流方向和磁感应强度方向都垂直。( F⊥B, F⊥I；即：F安⊥BI平面) 左手定则：

伸开左手，使拇指与其余四个手指

垂直，并且都与手掌在同一平面内；让

磁感线从掌心进入，并使四指指向电流

的方向，这时拇指所指的方向就是通电

导线在磁场中所受安培力的方向。

（学生齐声读加深理解，并用左手定则

验证了以上四组实验结论，巩固了左手定则）

在探究安培力方向的过程中充分体现了：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析论证、得出结论、总结与反思的科学探究过程。

专项训练（安培力方向的判断，左手定则的应用）

思考探究：我们知道电流的周围存在磁场，那电流与电流之间是否有作用力呢？我们可以试着根据我们已经掌握的知识分析一下。

（学生进行小组合作讨论，请两名学生上黑板分析）

引导学生利用已有的知识进行分析，如图两根靠近的平行直导线通入方向相同或相反的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?

分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。通过实际现象对前后知识进行贯穿应用。

（多媒体展示：利用网络下载相关视频进行演示）：

通电平行直导线间的作用力方向

（1）电流的方向相同时

现象：两平行导线相互靠近

（2）电流的方向相反时

现象：两平行导线相互远离

2、安培力的大小

引入：通过对第二节课的学习，已经知道垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它的磁感应强度是B=F/IL，由此得到通电导线在磁场中受到的安培力F=ILB。当磁感应强度B的方向与导

线平行时，导线受力为0。

思考：当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受到的安培力多大？

教师展示课件，引导学生逻辑推导：（培养学生具有从特殊到一般科学思维方法和习惯）

将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B1和与导线平行的分量B2，则B1=Bsinθ,B2=Bcosθ；因B2不产生安培力，导线所受安培力是B1产生的，故安培力计算的一般公式为：F=BILsinθ

（1）当堂训练（安培力公式的应用）

小组合作讨论

如图所示，导线abc为垂直折线,其中电

流为I,ab=bc=L,导线所在的平面与匀强磁场

垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc 所受安培力的大小和方向。

【引导启发】对公式的理解：L是有效长度，不一

定是导线实际长度。

巩固训练（通过练习让学生理解有效长度）

（三）课堂小结（请大家自己回顾一下这节课主要讲了哪些知识点？全班同学一起思考）

1、安培力的方向：F⊥B, F⊥I; 即：F安⊥BI平面；遵循左手定则；

2、安培力的大小：当B⊥I时F＝BIL，

当B∥I时F＝0，

当B和I夹角为θ时，F＝BILsinθ。

（四）课后作业和综合训练

【课后作业】

1、课本P94：问题与练习1、2、3；

2、新学案练习。

【综合训练】

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上, 有一质量为m的导体棒, 电流为I, 长为L, 在竖直向上的磁场中静止, 求磁感应强度B。

该练习不但让学生对安培力公式进行了应用，而且也练习了将立体图转化为平面图以及左手定则的内容，是一道综合训练题。

引申1.如图1，欲使通电导体棒静止在斜面上,且对斜面无压力, 外加磁场的磁感应强度B的大小和方向。

引申2.如图2，欲使通电导体棒静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B的最小值和方向。

图

1

图

2

（五）板书设计

3.4 通电导线在磁场中受到的力

一、安培力的方向：

1、F⊥B, F⊥I; 即：F安⊥BI平面

2、判定方法：左手定则。

二、安培力的的大小：

1、B⊥I时：FILB

2、B//I时：F0

3、B与I方向的夹角为时：FILBsin

（六）教学反思

（1）把握教材内容，制定好教学策略

本节教材由演示实验引发让学生思考和讨论，再通过鼓励学生亲自操作实验，让学生能够真正融入课堂，最终利用鼓掌的方式对演示实验的学生进行鼓励，我认为这种方式有助于激发学生今后的学习动力。

对于安培力方向的探究，我利用自制教具让学生能直观了解到安培力的方向，学生参与度很高，都想亲自操作，由此我感悟到提高学生兴趣是提高课堂效率的重要前提，今后应该多在这方面锻炼。

合作讨论的过程让学生断离自己的思维，积极和其他同学进行交流，这样能让学生发现自身的不足。

让学生自己上黑板推导分析，不但锻炼了主动上黑板的学生，也让其他学生更积极的思考，使学生的思维完全融入课堂。

（2）优点与缺点

优点：学生参与实验、自主推导、思考探究问题的气氛很好，并且大胆得出正确的结果，认真学习了本节课程，顺利完成了教学目标和教学任务。

缺点：本节内容较多，个别练习题没有足够的时间去完成，感觉不是特别满意。

（3）对自己的反思

对这次的公开课存在的不足，我很是遗憾，由于我参加工作时间不长，有些问题也会考虑不到位，今后我会不断努力。从教学结果来看，本节课的教学目标和教学任务都顺利完成，本节课的教学思路充分体现了以学生为主体，以教师为主导的教学方法和新课程的理念及特点，让学生通过各个环节的参与能够很好地掌握本节内容。