1.1 磁场对通电导线的作用力（教学设计）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

备课人

学科

物理

课题

1.1 磁场对通电导线的作用力

教学内容分析

安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力、电流和磁感应强度(磁场)三者方向的空间关系是本节的难点。教学中要关注学生已有的基础知识，把新知识与学生已有的知识结合起来。从物理观念这个角度讲，安培力这个概念属于物质观和相互作用观的内容。前面学习过库仑力，知道库仑力的大小和方向。安培力与库仑力有相似之处，它们都是场力。电场对电荷的作用力是库仑力，磁场对电流的作用力是安培力。教学中要抓住这两个概念相似的地方适时帮助学生建立场的物质观。另外，库仑力与安培力也有不同的地方。库仑力的方向为：正电荷的受力方向与电场强度的方向相同，负电荷的受力方向与电场强度的方向相反；而安培力的方向不仅与磁感应强度的方向不同，而且与磁场和电流不在同一个平面内，这是本节课的难点。教学中通过实验，让学生直观地认识到安培力的方向与磁感应强度和电流的方向有关，同时在实验中，用三维坐标图呈现它们的关系，通过实验分析得出安培力的方向与磁场和电流所决定的平面垂直。安培力的方向一定与电流和磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度方向垂直时，安培力最大。对此，学生常常混淆，例如，在解决实际问题时误以为安培力、电流、磁感应强度一定是两两垂直的。另外，空间想象力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂三维图，认识简单物体的三视图，需要一定量的训练巩固。通过本节课的学习有助于学生加深对磁场的物质观、磁场对电流的相互作用观的认识。

学情分析

磁场对通电导线的作用力是电磁学中的一个重要概念。对于学生来说，这既是重点也是难点。由于磁场和电流都是无形的物质，因此学生可能很难直观理解它们之间的相互作用。此外，磁场对通电导线的力是一个涉及到方向和大小的问题，需要学生有较高的空间想象力和数学分析能力。在学习过程中，一些学生可能会对“安培力”的方向和大小计算感到困惑，需要更多的练习和指导。

教学目标

1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。

2.经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。

3.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。

教学重难点

1、教学重点：安培力的方向和大小

2、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

新课导入

下图是磁电式电流表的结构示意图，为什么电流表通电后其指针会发生偏转？

磁场强弱如何描述？

在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B。

安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampèreforce），把电流的单位定为安培。

安培力是矢量，既有大小又有方向，其方向和大小有什么规律？

根据所学知识回答是通电导线在磁场中受到力的作用。

、

回顾磁场强弱的描述方式。

根据预习回答问题

巩固前面所学的知识，为后面学习打下基础。

为后面学习打下基础。

引出学习主题

新课教学

一、安培力的方向

（一）研究安培力的方向与哪些因素有关

请你结合以前所学知识，你觉得安培力方向与那些因素有关？如何设计实验方案研究？

猜想：磁感应强度方向、电流方向.实验方案：

1.实验方法：控制变量法

2.实验步骤：按照图所示，组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。

（1）上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。

（2） 改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。

.. ...

在学生提出实验的基础上让学生观看实验视频，规范实验操作。

实验结论：

众多事实表明，通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。

学生提出自己猜想

然后提出实验方案

设计实验步骤

观看实验视频，然后进行实验。

锻炼学生实验设计能力

实际动手，提升实验能力