高中物理_4 磁场对通电导线的作用力教学设计学情分析教材分析课后反思

（五）教学难点：用左手定则判定安培力的方向。

教学器材左手定则演示器、平行直电流相互作用演示器、自制实验仪器、学生电源、导线、U形磁铁、多媒体
教学方法设计
1.演示法——演示课堂实验，演示视频实验，使研究问题具体化、形象化，更加生动，调动学生的学习兴趣。

2.合作探究法——通过设计问题，明确知识方向，引导学生去探索。

3.讲解法----通过学生自己归纳知识讲解，消化知识。

教学过程
教师活动学生活动设计思路
演示实验引入1.[新课引入]现在我们的生活中到处
都有家用电器的身影，如：洗衣机、电
风扇、电动车等。

这些电器中都有电动
机，通电后就会转动工作，你知道它们
的工作原理吗？
我们来看一个实验
2. [演示实验]自制电动机
3.[提问]通过观看实验，线圈为什么
动起来了？
4. [引出新课] 实验中的通电导线在
磁场中受力，即安培力，这节课我们一
起研究安培力的方向和大小。

1.学生思考生活中
家用电器蕴含的物
理原理。

2．学生观看实验现象。

3.学生举手回答问
题：铜线在通电后转
动起来，是因为受到
了力的作用
4.学生思考老师提
出的问题，顺利进入
安培力的探究学习。

1．从日常生活常
见的电器入手，引
导学生从生活中
发现物理知识，思
考相关的物理现象。

2．显示实验，调
动学生的学习兴
趣。

3.通过观查实验，
提出问题，让学生
思考实验中的物
理知识，引导学生
进入安培力的学
习。

探
究
安
培
力
方
向
1. [探究实验]
2．[提问][猜想]安培力与什么量有关
呢？
3.[实验操作]
利用控制变量法
（1）改变导线中电流方向，观察安培
力方向变化情况。

（2）改变磁场方向，观察安培力方向
变化情况。

在黑板上记录实验现象。

4.[学生总结]安培力的方向特点
5.[结论]用简便方法判断安培力方向
---左手定则
6.[当堂练习]：判断通电导线安培
力方向
引导学生分析：当磁场方向和电流方向
不垂直时安培力的判断方法。

1.学生思考影响安
培力的因素。

回想物
理方法：控制变量
法。

2.学生观察老师演
示实验过程，体会磁
场方向、电流方向、
安培力方向的关系。

3.学生总结判断安
培力的方法得出左
手定则。

4.当堂练习掌握左手
定则，会判断磁场方向
和电流方向不垂直的
情况。

1．老师引导学生
思考安培力与什
么有关，注重了知
识的形成过程，启
发学生思维，让学
生迅速进入状态。

2．学生观察演示
实验过程，形成课
堂的一个小高潮，
培养学生分析问
题能力。

3.学生自己动脑
得出左手定则，加
深对知识的理解。

4.学生当堂训练，
及时巩固左手定
则，并指导学生掌
握特殊情况下方
向的判断。

7.[结论]安培力垂直磁场方向和电流方向组成的平面
8.[当堂练习]重点讲解立体图形中安培力的判断方法，把立体图形换成平面图形。

9[课堂实验]演示通电液体在磁场中转动，引导学生用本节课知识解释现象。

10[课堂实验]研究通电导线之间的相互作用。

5.通过对磁场和电流垂
直和不垂直两种情况
的对比，学生得出：安
培力垂直于磁场方向
和电流方向构成的平
面。

6.学生练习掌握左手定
则，并学会对立体图形
的分析。

7.学生观察实验现象，
思考通电液体在磁场
中转动的原因。

让学生
起来回答原因，并听老
师讲解。

8.学生观察实验现
象，思考导线之间的
力，学生起来回答导
线之间力的来源。

5.通过立体图的
展示，让学生对安
培力，磁场，电流
三者的关系有了
更深刻的认知。

6.通过演示两个
小实验，达到整个
课堂的高潮，学生
讨论实验现象，分
析实验现象，在观
察物理现象或物
理学习过程中发
现问题，完善力对
知识的认知和理
解过程。

-
11.[观看小视频]通电弹簧在长度的变
化：应用通电直导线间的相互作用解释
9.学生观看视频，对
通电指导线之间的
力有更深刻的理解。

7．通过观看小视
频，激发学生的兴
趣。

安
培
力
的
大
小
1.[思考]安培力的大小与什么量有关
系？回顾上节课中磁感应强度的定义
式，得出安培力的大小公式。

2.[讲解]
1.当电流与磁场方向垂直时: F=BIL
2.电流与磁场方向平行时: F=0
3.既不平行也不垂直呢？
提出问题：磁场和电流有方向时安培力
怎样计算？引导学生把磁场或是电流分
解，得出结论；
3.[当堂练习]巩固公式的应用，强调公
式中角度的应用。

4[课堂总结]让学生总结当堂知识点。

1．学生思考老师提
出的问题：回顾磁感
应强度的定义，得出
安培力的大小公式。

2.学生听老师讲
解，得出两种特殊情
况下安培力的公式。

思考当磁场和电流
有夹角时的情况。

3.当堂练习，巩固
公式的应用，注意夹
角的使用。

4.学生总结这节课讲
1.通过对知识的
回顾，提出新的问
题，达到举一反
三的效果
2.通过对题目的
解决，学生最终掌
握了对守恒定律
的运用，完成了课
堂任务。

3.学生自己总结
本节课内容，使所
学知识形成体系，
更好掌握本堂课
《通电导线在磁场中受到的力》学情分析
通过对3-1第三章前三节的学习，学生已经了解了磁场，掌握了磁感应强度的概念，学习了电能生磁，本节课学习的安培力存在于学生身边，如生活中的电动机、实验室中的电流表都与安培力有关，但又容易被学生所忽略，因此，在设计方法上始终让学生去感受、观察，用他们自己的眼睛来判断是与非，正确与错误，用自己的心灵去感受安培力给我们带来的好处，用自己的实际行动把所学的知识应用于生活当中。

的主要内容。

知识。

板书设计
一．安培力的方向
1. F 垂直I
2. F 垂直B
3. 安培力方向判断方法：左手定则。

二．安培力的大小
1. 当电流与磁场方向垂直时: F=BIL
2. 当电流与磁场方向平行时：F=0
3. 当电流与磁场有任意夹角时：F=BILsin θ
安培力垂直于磁场和电流构成的平面
《通电导线在磁场中受到的力》效果分析
通过本节课的学习，学生建立了三维空间感，能够从立体的空间里明确F、B、I三者的方向关系。

体会到了控制变量法在实验设计中的应用。

能够熟练的运用左手定则判断各种角度的侧视图、俯视图和剖面图中安培力的方向。

在教师的引导下，能够利用矢量分解和等效替代的思想解决安培力的大小问题，会计算各种情况下安培力的大小。

体会到了运用旧知识解决新情境的过程。

最后了解了磁电式电流表的基本构造和工作原理，明确了物理知识在实际生产实践中的应用。

《通电导线在磁场中受到的力》教材分析
教材使用人教版选修3-1第三章第四节《通电导线在磁场中受到的力》的内容。

本节的主要内容是安培力的方向判断和大小计算，是本章知识的核心内容，其中弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是难点。

安培力的方向一定和电流、磁场的方向都垂直，但是电流与磁场的方向可以成任意角度，当电流方向与磁场方向垂直时，安培力最大，对此，学生常常迷惑，例如，在解决实际问题时，
误以为安培力、电磁感应强度一定是相互垂直的等，另外，空间想象力很重要，要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的俯视图，需要一定的训练巩固。

学习本节课内容是对前面磁场的知识的扩展，也为后面学习洛伦兹力做好准备。

安培力和下一节的洛伦兹力是本章的核心内容，这知识不光在学习3-2中各章会用到，在工农业生产和高科技发展中都有广泛应用。

学情分析：
通过对3-1第三章前三节的学习，学生已经了解了磁场，掌握了磁感应强度的概念，学习了电能生磁，本节课学习的安培力存在于学生身边，如生活中的电动机、实验室中的电流表都与安培力有关，但又容易被学生所忽略，因此，在设计方法上始终让学生去感受、观察，用他们自己的眼睛来判断是与非，正确与错误，用自己的心灵去感受安培力给我们带来的好处，用自己的实际行动把所学的知识应用于生活当中。

具体的设计如下：一是充分挖掘教材资源，通过小实验，小视频调动学生积极性；二是在尊重教材的基本结构上，细节部分进行适当的调整；三是引导学生进行新的学习方式（演示实验法、对比法）
尝试；四是利用学校的教学设备，运用多媒体辅助教学手段进行教学。

实验探究、观察法、逻辑推理法等。

以演示实验为先导，激发学生探究安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系，并寻找描述安培力方向的简便方法。

展示三维空间模型，帮助学生建立安培力、电流、磁感应强度三者方向的直观关系。

学生自主学习磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理，训练学生阅读自学能力。

《通电导线在磁场中受到的力》测评练习
一、选择题
1.把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是（）
A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同
B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直
C.安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直
D.安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直
2.图中对通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（）
A. B. C.
D.
3.如图所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中，通电导线所受安培力是（）
A.数值变大，方向不变
B.数值变小，方向不变
C.数值不变，方向改变
D.数值，方向均改变
4.如图所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（）
A.顺时针方向转动，同时下降
B.顺时针方向转动，同时上升
C.逆时针方向转动，同时下降
D.逆时针方向转动，同时上升
二、填空题
5.将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放入B＝0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为________ N。

6.如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab 处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________。

三、解答题
7.质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平轨道上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力。

《通电导线在磁场中受到的力》课后反思
本节课能够突出新课程中重过程、重方法、重体验的理念，引导学生去思考、总结、归纳，凸现了学生分析能力、思维探究能力、实验能力的培养，注重实验与物理学科教学的结合。

教学中尽可能多地让学生参与课堂教学活动，加深课堂教学的实效，体现了以学生为主体的教学理念。

从课堂练习情况来看，取得了一定的效果。

但仍有几点反思：
1、知识层次方面：本节内容含量较少，需把握演示实验的时间，完成本节用一课时，要求全体学生参与思考讨论，学习体会安培力方向的判断方法及大小的计算。

左手定则是比较抽象的内容，学生不易理解，设计时采用演示实验的方法，用事实说话，易于帮助学生理解。

2、学生方面：个人认为学生对实验的能力欠缺，加强引导是关键。

设计应把重点放在学生物理思维的养成上。

为了提升学生分析思
考物理问题的能力，设计中采用了演示实验，把每步演示实验的结果及时记录下来，便于实验后进行思考讨论，得出实验结论。

3、教师方面：注意语言的组织，加强教师对知识的引导作用。

并做好示范作用，了解学生的知识层次。

尽量照顾全体。

4、不足
1）在学习左手定则时，应让全体学生参与到实验中，把实验和定则理论再次结合，活用定则，既验证定则的正确性，又应用了定则。

两全其美。

2）时间安排更合理，留时间当堂检测反馈，提高教学效率。

《通电导线在磁场中受到的力》教材分析
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F = B I L sinθ。

2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。

（二）过程与方法
通过演示、分析、归纳、运用等方法使学生理解安培力的方向和大小的计算。

培养学生的空间想象能力。

（三）情感、态度与价值观
通过推导一般情况下安培力的公式F = B I L sinθ，使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法．
（四）教学重点：安培力的大小计算和方向的判定
（五）教学难点：用左手定则判定安培力的方向。