《通电导线在磁场中受到的力》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

《通电导线在磁场中受到的力》说课稿

一、使用教材

人教版高中《物理选修3-1》第三章第四节。

二、实验器材

自制教具：纸喇叭（自制正八边形漆包线）、锡箔纸导体棒、标有角度刻度转盘

功率放大器、喇叭、一块强磁、标记前后左右的导轨座、U形磁铁、滑动变阻器、学生电源、三种颜色吸管、橡皮泥、励磁线圈、100匝线框、力的传感器、低压电源、80厘米铜丝线圈、电池、两块小强磁

三、实验创新要求/改进要点

1、引入实验：打破了传统实验小小电动机现象单一，无法极大程度调动学生积极性的缺点。通过播放学生耳熟能详的流行音乐，提升学生对物理的亲切感，且多感官参与实验现象的观察。

2、学生实验（安培力方向的探究）：为学生提供直观的实验器材，通过观察导体棒的运动方向结合导轨座前后左右的标识记录清楚三者方向的关系，直观明确。并利用质量较小的锡箔纸卷成导体棒，便于学生观察到实验现象。

3、演示实验（安培力大小的探究）：利用了励磁线圈提供匀强磁场，并通过记录转盘角度记录磁场与线框间的夹角，通过力的传感器记录安培力的大小。探究实验由定性到定量，数据精准，实验结果有说服力。

4、应用实验（磁力小火车）：除了自制小小电动机以外，利用电池、铜丝线圈、磁铁等简单的实验器材就可以制作出小火车。简单易得，让学生感受到物理与生活实际的距离是如

此之近。打开了学生的思维，提升了学生对安培力的认识。

四、实验原理/实验设计思路

引入实验

解决措施：利用自制的正八边形漆包线线圈粘在白纸上，强磁靠近时，通有变化电流的线圈受到变化的安培力振动，从而带动白纸振动。将电信号转化成声信号。提升对物理亲切感，多感官参与，激发学生的求知欲。

安培力的方向的确定

解决措施：

1.利用探究实验让学生感受到安培力的方向会受到电流、磁场方向的控制。利用相机对学生实验进行实时直播，并在最后利用拍照讲解对比功能，对比学生得出的探究安培力方向的实验报告单。

2.通过三根不同颜色的吸管代表磁场、电流、安培力的方向，将吸管插进橡皮泥中得到安培力方向模型，并让学生发现按照不同的插法得到的安培力方向模型是一致的。

由此让学生感受到三者方向之间的关系。

3.让学生利用自己的身体或身边的事物总结出一条属于自己的三者方向关系的定则。

4.利用学生总结得到的规律以及安培力方向模型引导学生得到左手定则。

安培力的大小随导线与磁场夹角的变化关系

解决措施：利用励磁线圈和一百匝线框，结合传感器，通过转动励磁线圈改变磁场与线框夹角并对应记录七组不同角度下的安培力大小，得到安培力大小与夹角的正弦函数关系。接着通过理论分析，由特殊到一般得出安培力大小的表达式。

安培力方向的应用

磁力小火车加深学生对安培力的认识，启发学生的将物理应用于生活当中的思维。

四、实验教学目标

1.物理观念

（1）理解“磁场”这种物质对通电导线的作用力

（2）学会运用左手定则判断安培力的方向

（3）知道电流的方向与磁场方向平行时，电流受到安培力最小为零；电流的方向与磁场方向垂直时，电流受到的安培力最大为BIL

（4）会用F=BIL计算匀强磁场中安培力的大小

2.科学思维：能够建立通电导线在磁场中受力作用的模型，能对通电直导线间的相互作用现象进行分析和推理，获得结论并作出解释；能够理解磁电式电流表的工作原理

3.实验探究：

（1）探究安培力的方向与哪些因数有关的实验过程，体会观察和记录实验要素

（2）体验如何从实验现象中总结出规律的科学方法,培养学生总结归纳的能力

（3）通过探究方案，体会控制变量法的研究方法

4.科学态度与责任

（1）通过了解安培力的在生活中的应用，体会物理知识对现代社会发展的贡献

（2）通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦

（3）培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识

六、实验教学内容

1.演示手机通过功放，接在A4纸上放出音乐。

2.对安培力的研究了解其方向，介绍探究安培力方向的实验器材。

3.引导学生猜想安培力的方向与哪些影响因素有关，进行探究实验控制电流和磁场方向变化，引导学生观察安培力的方向是否改变。

4.让学生按照实验报告单依次改变电流和磁场的方向并观察导体棒运动的方向记录安培力的方向。

5.引导学生利用不同种颜色的吸管代表各个物理量的方向，根据实验记录表的结果插吸管得到安培力方向模型。

6.让学生都做一回科学家，自己总结一条利用自己的身体或周边事物代表三个方向的安培力方向定则。

7.结合安培力方向模型讲解左手定则，磁场穿过掌心，四指方向代表电流方向，大拇指的指向是磁场方向。让安培力方向模型中的蓝色吸管垂直指向掌心，黄色吸管和四指方向一致，让学生发现，此时红色吸管的指向和大拇指的指向是一致的。

8.利用两根可以在衔接点自由旋转的铜棒先通反向的电流，观察到两棒相吸的现象。让学生思考A棒向左运动的原因，结合右手定则判断A棒附近的磁场方向，再利用左手定则判断力的方向，并进一步让学生分析同向电流导体棒之间的相互作用会是什么样的。

9.结合磁感应强度的定义证明安培力大小与电流、磁场大小成正比比例系数为磁感应强度。首先进行定性探究实验，介绍自制实验器材，分析线框受力情况。从零度开始观察安培力的大小随着夹角变化会怎样变，得到安培力的大小与夹角成正相关。接着进行理论分析，由特殊到一般：电流与磁场垂直时安培力大小为F=BIL。当电流与磁场平行时安培力大小为0。最后到一般安培力与磁场夹θ角时安培力大小为F=BILsinθ。

10.回到课堂之初，揭秘纸喇叭的工作原理。展示后面粘贴的正八边形线圈。并让学生明白生活中的耳机，音响，喇叭都运用了安培力。展示让学生解释工作原理并作为礼物赠送给学生。安培力主要应用于各类电动机当中，让学生思考生活中哪些地方还有安培力。演示电动小火车，安排课下任务让同学研究其工作原理。

七、实验教学过程

①引入实验：纸喇叭

②引入安培力介绍探究安培力方向的仪器

③探究安培力的方向是否会受到电流、磁场方向的影响

④探究安培力与电流和磁场方向之间的关系

⑤得出三者方向规律

⑥规律总结

⑦左手定则讲解及应用

⑧平行电流间的相互作用

⑨安培力的大小利用励磁线圈做定量实验

⑩安培力的应用：解密纸喇叭、磁力小火车

八、实验效果评价

1.纸喇叭播放耳熟能详的音乐，提升对物理亲切感，多感官参与，激发学生的求知欲。

2.借助分组实验，为学生提供直观的实验器材，让学生参与讨论、探究。打破传统实验单一，现象不明显，不易探究等缺点。

3.难点安培力大小F=ILBsinθ的突破由定性变定量，可操作性强，准确度高，效果好。

4.磁力小火车：以简单的实验器材直观地看到实验现象，打开学生将安培力应用于生活的思维。