紫金县三中九年级物理全册 14.5磁场对通电导线的作用详案附教材分析和教学反思北师大版

《磁场对通电导线的作用》
教材分析：
本节课是在了解磁场概念的基础上对磁场基本特性应用的一节课；安培力是高考重点之一，也是磁场基本特性的应用之一为今后学习“电磁感应”及力电综合问题打下基础。

左手定则是判断电流或运动电荷在磁场中受力方向的有用手段，要求学生掌握左手定则，所以，本课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。

教学目标：
【知识与能力目标】
1.知道磁场对电流存在力的作用。

2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向均有关。

3.知道通电导体在磁场中受力运动是消耗了电能,得到了机械能。

【过程与方法目标】
通过实验知道通电导体在磁场中受力的作用,受力方向与电流方向,以及磁感线方向有关系。

改变电流方向,或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。

【情感态度价值观目标】
培养、训练学生观察能力和从实验事实中,归纳、概括物理概念与规律的能力。

教学重难点：
【教学重点】
1.磁场对通电的导体有力的作用。

2.通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关。

【教学难点】
左手定则的运用。

课前准备：
1.教师研读课标、教材，撰写教学设计，制作多媒体课件。

2.学生预习本课内容，收集有关资料。

3.实验器材：电源、导轨、锡筒、导线、开关等。

教学过程：
一、复习旧课：
1.磁体周围存在什么？
2.通电直导体周围存在什么？
3.通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
二、激发学习动机：
请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。

根据物体间力的作用是相互的,既然电流对磁体施加力,磁体也应该对电流有力的作用。

同学们，你是怎样认为的呢？
三、讲授新知识：
（一）磁场对通电导线的作用
1.介绍实验装置,将铝箔筒放在支架上,使铝箔筒
静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图14—41)。

用
铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,
以便我们观察。

2.演示实验1:用学生电源给铝箔筒通电,让学生观察铝箔筒的运动情况并完成下列填空题。

给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会运动,这说明通电导体在磁场中受到力的作用。

归纳实验1得出结论:通电导体在磁场中受到力的作用。

3.提问：通电导体在磁场里受力的方向,跟什么有关呢？
学生猜想：电流的方向；磁场的方向。

教师说明:下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

4.演示实验2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动后完成下列填空题。

保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会发生改变,这说明受力方向与电流的方向有关。

保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会发生改变_,这说明受力的方向与磁感线的方向也有关。

5.归纳实验2得出结论:通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。

总结：
1.通电导线在磁场中要受到力的作用。

2.通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。

提问：如何判断通电导线在磁场中受力的方向呢？
（二）左手定则
判断安培力的方向:
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。

（三）磁场对通电导线有力的作用应用：
动圈式扬声器
当线圈中有电流通过时，就会受到磁场作用力而运动。

由于通过线圈中的电流大小和方向是变化的，所以音圈就会前后反复运动，从而带动纸盆振动，就发出声音。

课堂小结:
1.通电导体在磁场里受到力的作用。

2.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。

3.左手定则。

4.应用：动圈式扬声器。

四、巩固运用：
1.通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟电流方向和磁感线方向有关。

如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向改变，如果这两者的方向同时改变，则力的方向_不变。

2.通电导体在磁场中受力而运动时（ A ）
A.消耗了电能，产生了机械能
B.消耗了机械能，产生了电能
C.消耗了机械能，产生了内能
D.消耗了化学能，产生了电能
3.若要改变通电导线在磁场受力的方向，可采用的方法（ B ）
A.改变通电导线中的电流大小
B.只改变电流方向或只改变磁感线方向
C.同时改变电流方向和磁感线方向
D.改变电流大小和磁场强弱
4.下列设备是根据磁场对通电导体的作用原理制成的（ C ）
A.电磁继电器
B.电铃
C.电风扇的电动机
D.电磁铁
五、检查评价：
师：通过本节课学习，你学到了什么?
生：讨论、交流后得出：我们知道了通电导体在磁场里受到力的作用。

受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。

方向可以用左手定则判断。

师：每位同学都对自己在本节课学习进行评估。

布置课后作业。

六、间隔性复习：
在后面的教学安排中进行此环节。

教学反思：
本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。

在此种教学模式的探索中，我总结出如下几点具体的方法：
1.知识层次方面：本节内容含量稍多，需把握演示实验的时间，完成本节至少要用一课时，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。

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和大屏幕相配合，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。

20.2 开发新能源
知识要点基础练
知识点1 太阳能
1.人类目前直接利用太阳能的方式主要有两种,一种是把太阳能转化为内能,如太阳能热水器;另外一种是把太阳能转化为电能,如光伏发电。

2.太阳是人类能源的宝库,广泛利用太阳能可以有效缓解地球的温室效应,请你说出太阳能的一个优点: 可再生( 或无污染,合理均可 ) 。

3.下列关于太阳能的利用说法正确的是( A )
A.绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.太阳能热水器通过做功的方式将太阳能转化为水的内能
C.太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
知识点2 核能
4.核电站利用核能发电,核能属于不可再生( 选填“可再生”或“不可再生” )能源,核电站发生重大事故时,为降低核安全壳周围的温度,用水将其冷却,是因为水的比热容
较大。

5.核能是原子核发生裂变和聚变时所释放的能量。

6.如图所示,为了形象地描述核能的获得,两位同学分别画了一张利用核能的过程原理图;其中图甲表示的是重核的裂变;图乙表示的是轻核的聚变。

知识点3 其他新能源
7.在风力资源丰富的地区,可以看见由许多风力发电机组成的“风车田”。

风能安全、清洁,作为可再生( 选填“可再生”或“不可再生” )能源是未来的理想能源之一。

8.海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源,具有广阔的应用前景。

下列能源不属于海洋能的是( C )
A.潮汐能
B.波浪能
C.太阳能
D.海流能
9.氢能是一种应用前景非常广阔的新能源,但目前仍处于研究、试验阶段,还未能进入实用阶段,其主要原因是( B )
①氢气燃烧对环境影响的评价尚无定论②氢气的制取耗能巨大,廉价制氢技术尚未成熟
③氢气贮存、运输等安全技术尚未完全解决④氢气燃烧放出的热量低于相同质量的矿物燃料,经济效益欠佳
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
综合能力提升练
10.“玉兔号”月球车成功登陆月球并实施了无人探测计划,其中有一项是探测月球土壤中丰富的氦3,氦3能与氘核结合成新的原子核,通过核聚变( 选填“聚变”或“裂
变” )释放的巨大能量可作为人类未来的能源。

11.地热是蕴藏在地球内部的天然绿色能源,举世闻名的西藏羊八井热电站,就是利用深层地热发电。

地热能是可再生( 选填“可再生”或“不可再生” )能源。

12.如图所示是太阳能LED照明路灯。

它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成。

LED
是一种发光二极管,电流通过时能够发光,可以把电能直接转化成光能。

太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变( 选填“裂变”或“聚变” )释放出的核能。

13.如图是由719所研制的海洋核动力平台。

一种为电站,将核电站布置在浮动式平台上,平台排水量2.5×104 t,反应堆输出的单堆热功率为200 MW,另一种为可潜式核电站,除满足
浮动式核电站性能要求外,还可以在恶劣海况下,平台潜至水下工作。

该核动力平台反应堆是利用核裂变( 选填“聚变”或“裂变” )来提供能量的,若核反应堆的热功率有20%转化为电能,一天的发电量可达9.6×105kW·h。

14.2017年5月10日,我国在南海成功试采“可燃冰”,“可燃冰”是CH4与水在低温高压下形成的一种天然气水合物,是一种储量丰富、高热值、环保的新能源。

它属于( B )
A.可再生能源
B.不可再生能源
C.生物质能源
D.二次能源
15.电影纪录片《厉害了,我的国》中介绍:“在无锡的国家重点实验室里,年轻的双手刚刚创造出全球晶硅太阳能电池效率的世界纪录”太阳能电池能直接将光能转化为电能。

以下说法错误的是( A )
A.太阳能只能转化为电能
B.太阳能是可再生能源
C.硅是制作太阳能电池的重要材料
D.太阳能电池给我们提供了新的电能来源
16.下列关于核能说法正确的是( B )
A.核反应堆中发生的链式反应是不可控制的
B.核电站产生的核废料仍具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方
C.核反应堆可将核能直接转化成电能
D.我国已建成可控核聚变反应堆
17.新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

下列有关新能源的说法不正确的是( C )
A.新能源与化石能源相比最直接的好处就是环境污染少
B.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转换为电能,实现太阳能的利用
C.氢能是一种清洁的二次能源,可用电解水制氢的方法获取大量氢气实现能源的绿色化
D.解决能源危机的方法是开源节流,即开发新能源和节约现有能源,提高原料的利用率
18.太阳能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。

为了响应“节能减排”的号召,某学生家购买了一台容积为100 L的太阳能热水器。

该热水器上集热器的面积为2 m2,集热器对太阳能的利用效率为50%,在阳光垂直照射的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率可达P=1400 W。

若现用该太阳能热水器将整箱水的温度从20 ℃加热到70 ℃,水的比热容为4.2×103J/( kg·℃ )。

求:
( 1 )水需要吸收的热量至少是多少?
( 2 )这台太阳能热水器需要阳光照射至少多少时间?
解:( 1 )水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×100×10-3 m3=100 kg
水吸收的热量Q吸=cm( t-t0)=4.2×103J/( kg·℃)×100 kg×( 70 ℃-
20 ℃)=2.1×107 J
( 2 )由η=×100%得,热水器接收的总能量
Q总==4.2×107 J
太阳能热水器接受太阳辐射总功率
P总=2P=2×1400 W=2800 W
太阳能热水器需要阳光照射时间
t==1.5×104 s
拓展探究突破练
19.阅读材料,回答问题。

核能的利用
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到高度重视,如今美国电力需求的21%是来自核电。

核电站的大体组成如图所示,核燃料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷
却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。

请在下面的空格中填上适当的内容:
( 1 )从能量的转化与转移来看,原子反应堆、热交换器、蒸汽轮机中未发生能量转化的是热交换器;
( 2 )发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为电磁感应现象;
( 3 )如果核电站每年需要50 t的核燃料,而同等规模的火电站每年需要6×106 t的煤炭,则6×106 t的煤炭完全燃烧放出的热量是 1.8×1017J( 煤炭的热值为3×107
J/kg );
( 4 )核电站的核废料具有辐射( 或放射 ) 性,对环境会造成相当大的危害,因此如何在开发新能源的同时,又注意环境保护,成为人类面临的一大课题。

18.1电能电功
【目标确定的依据】
1.课程标准相关要求
2.学情分析
经过之前一个阶段的物理学习，初三学生已具有了一定的物理知识，掌握了一定学习物理的方法。

学生的观察、实验、思维、归纳、分析、推理等能力得到一定的发展。

但大多数学生思维还是以形象思维为基本思维方式，喜欢动手动脑，对直观内容比较感兴趣，欠缺对问题的深入思考及理性化的思维过程。

本节课主要是从现象入手，得出比较简单的结论。

所以在精心设计探究活动的过程之后，学生学习是不存在问题的。

但我面对的大部分是农村初中生，相对来说知识面窄，知识信息不丰富，要多给他们提供一些高科技、较前沿的东西，激发其求知欲。

3.教材分析
《电功率》这一章是初中物理的重点章之一，本章有两大特点，一是综合性强，不仅要综合运用前面的欧姆定律、串并联知识，还涉及到了一些力学问题（如本节中的功）；另外一个特点是与生活实际联系比较紧密，几乎每节课都是从实际问题引入新课，讲了知识后又应用所学知识去解决实际问题。

本节所讲的电功，除了具有以上两个特点之外它还是对初二功的知识的延续，而且也是后面继续学习电功率、焦耳定律等知识的基础，同时也为学生将来学习更广义的功做好了必要的准备。

所以无论从课标的要求上看，还是从物理学知识的扩展上看，本章和本节都具有承前启后的重要作用。

【教学目标】
1.通过自学知道电能及其单位，知道电能表的作用、读数方法。

2.通过自主学习在教师的帮助下初步了解电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程。

3.通过自学会用电功公式W=UIt进行简单的计算。

【教学重难点】
重点：电能和电能的计量。

家庭电能表的使用。

难点：对电功的理解及计算电路中电流做的功。

【评价任务】
1.自学之后，能够认识电能，说出电能的单位，电能表的作用、读数方法及各参数的意义。

2.自学之后，能够举例说明电流做功的能量转化过程。

3.自学之后，能说出电功的公式及变形公式，并应用其解决相关计算题。

【课时安排】
1课时
____________________________
2．说出电能表下列参数的含义。

220V______________________；10A_____________；
(20A)_________________；
4.50Hz__________；
3000r/KW•h_____________；
3200imp/(Kw•h)____________________
3．电能的计量单位是：__________俗称：
__________；1KW•h=__________=__________J；1千瓦时的含义是__________
4．家庭中的电灯、电视机、电风扇等用电器都是__________联在电路中的。

小林家4月底电能表读数为2708.7 kW•h，5月底电能表读数如上图所示，那么5月份他家消耗了__________kW•h的电能，合__________J，消耗这些电能，次电能表转盘转过__________圈。

若电费的价格为0.50元/KW.h,则小林家五月份应缴纳电费__________元。

（三）质疑问难
首先让各小组提出自己的疑难问题，让其他小组给予解答，教师做补充、点评、讲解。

点拨：（1）额定电压为220V（2）平时允许流过电能表的最大电流；短时间内允许流过电能表的最大电流。

（3）每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次。

（4）所接入电路交流电的频率为50HZ。

电能的单位，电能表的作用、读数方法及各参数的意义
能够独立准确完成全部自学检测
三、后教环（15分钟）
（一）展示交流，统一答案
先交换学案，然后更正。

选取4个小组同学分别展示1、2、
3、4小题，下面同学提出修改和补充建议，老师要做出及时评价，2
分钟时间让学生用红笔更正，提出先学中未解决的疑惑，小组或全班
讨论解决。

（二）探究影响电流做功的因素
电流做功可能与________________________________________有
关
你采用的科学研究方法是______________________________
(1)为了探究电流做功与电压的关系：
你是怎样控制电流和通电时间的，说出你的办法？
你是怎样控制电压和通电时间的，说出你的办法？
你是怎么判断电流做功多少的？
能够根据问题积
极思考，组内踊
跃交流
思考电流做功与
电压、电流、通
电时间的关系
请将你设计的电路用笔画线将电路连接好，并在右面方框内画出电路图
结论：在通电时间相等的情况下，若__________相等，电压较大的电灯电流做的功较__________。

在通电时间相等的情况下，若
__________相等，电压较大的电灯电流做的功__________。

根据你的生活经验，用电器工作的时间越长，消耗的电能就__________，电流做的功就__________。

通过以上的研究，你的结论是：
____________________________________________________________ 电功的公式为：____________________,变形公式还有：__________、__________。

基本单位：__________，其它单位：__________。

四、训练环节（13分钟）
过渡语：请同学们合上课本，完成学案上当堂检测题。

1.一位同学家上周末电能表的示数是，本
周末示数为，该家庭本周用电
__________kW·h。

若电能表铭牌上标有“3000 r/kW·h”，则这周
内电能表的转盘转__________圈。

2.当电能转化为其它形式的能时，我们就说电流做了
__________。

如果电流通过电动机做了300J的功，表示有300J的电
能转化为__________J的__________能和少量的内能。

3.请把左边的用电器与右边的能量转化形式对应
连接起来。

无轨电车电能转化为内能
电炉电能转化为动能
电镀槽电能转化为内能和光能
白炽电灯电能转化为化学能
4.如图所示的电路中，R1＞R2。

在相同的时间内，电流通过R1、
R2所做的功W1、W2，它们之间的关系为（）
A.W1＞W2
B. W1＝W2
C. W1＜W2
D.无法判断
5.一个阻值为10Ω的电阻器接在电压是3V的电源上，求通电
5min电流做的功是多少？
点拨：利用电功公式，可得通电5min电流做的功是270 J
能够独立自主的
完成本部分的练
习
附：板书设计
§18．1电能电功
1.来源：水力、风力、火力
2.用途：机械能、内能、光能
3.单位：1 KW.h=3.6×106J
4.测量：电能表
5.电功：电流所做的功W=UIt
【教学反思】
附件1：教学目标叙写解读
1.学习目标的设计要基于课程标准、教材分析和学情三方面的分析。

2.学习目标的设计要把课程标准分四步细化分解，找到本节课的核心目标。

即：学段目标—学
3.核心目标的分解
第一步：分析陈述方式、句型结构和关键词。

知道电能
陈述方式：认知性目标
句型结构：行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）
行为动词为“知道”；核心概念（关键词）为：“电能”，属于概念性知识。

结合实例，认识、理解电功的概念。

知道电流做功的过程就是电能量转化其它形式能的过程陈述方式：认知性目标
句型结构：行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）
行为动词为“认识、理解、知道”；核心概念（关键词）为：“电功、电流做功的过程”，属于概念性知识。

第二步：分析关键词，构建概念图。

第三步：根据概念图，分解行为动词。

行为动词“知道”、“认识”隶属的认知水平为“了解”。

“了解”：用于直观的事物，是对具体的科学事实、方法、过程、概念、原理、规律的认识和记忆。

行为动词如：说出、写出、背诵、辨认、识别、认识、知道、举例、描述、列举、复述、回
第六步：综合上述思考，叙写出学习目标。

1.通过自学知道电能及其单位，知道电能表的作用、读数方法。

2.通过自主学习在教师的帮助下初步了解电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程。

3.通过自学会用电功公式W=UIt进行简单的计算。

附件3：表现性任务设计。