1.1 磁场对通电导线的作用力 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

课题 第1节　磁场对通电导线的作用力 课型 新授课 1. 教学内容分析 安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：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。正确应用左手定则也是本章的难点之一。 2. 学习者分析 对磁场的理解对学生来说是一个难点，本节课是通过实验来增强学生的感性认识，并通过实例分析让学生理解磁场对通电导线会产生作用力，并进行相关影响因素的探究，实现从感性认识到理性认识的过渡. 3. 学习目标确定 物理观念：知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直。 科学思维：推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小 科学探究：观察安培力与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。 科学态度与责任：通过实验演示、动手操作仪器，让学生体验安培力的特点，将理论联系实际。 4. 学习重点难点 教学重点：安培力的方向和大小 教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系 5.学习评价设计 从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：新课引入 教师活动1 初次见面也没有什么礼物送给大家，我做了一个小爱心，送给大家，希望大家喜欢。(播放动图、音频） 问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？ 通过前面的学习我们知道了磁场对通电导线会有力的作用。安培在这方面有杰出的贡献，为了纪念他，我们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。电流的单位是A，说的就是他。大家应该熟悉了吧。 我们高一学习力的时候，知道力的三要素是力的大小，力的方向和作用点。通电导线在磁场中所受的作用力作用点肯定在导线上。 问题：安培力的大小和方向是怎么样的呢？ 学生活动1 观看播放的动图音频 回忆已学习过得内容，对于通电导线在磁场中会受力这一结论下肯定结论，同时思考下一阶段的内容。 活动意图说明： 学生讨论，教师借机导入新课。由已知内容过度进入未知内容，能有效激发学生的求知欲。 环节二：新课教学 教师活动2 （一）安培力的方向 实验探究 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。 实验结果分析试画出下述两实验结果的正视图： 安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面很难观察到具体的关系，换成立体图就更加清晰。通过用立方体的方式简单描述F、B、I的关系，比较之后，你能用简洁的方法表达F、B、I方向的关系？ 问题：如何更加精确的判断安培力的方向呢? 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;让磁感应线从掌心进入,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 通电导线电流可以产生磁场，我们在上面的实验基础上把磁铁换掉，用通电导线来替代，它们之间的作用力是怎么样的呢？ 利用左手定则对实验进行简单的分析。 演示：平行通电直导线之间的相互作用（阅读） 如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。 （二）安培力的大小 研究一个力除了方向还有大小。（播放动图）通过前面的学习我们已经知道：垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为： F=ILB IL是电流元，相当于电场中的q，磁感应强度B和电场强度E对应，那么整个公式就和F=qE相对应了。 ①当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时F=ILB ②当磁感应强度B的方向与导线方向平行时F=0. 问题：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？ 磁感应强度B是一个矢量，可以进行分解，把磁感应强度B分解为两个分量：①一个分量与导线垂直B1=Bsinθ，②另一分量与导线平行B2=Bcosθ，其中平行方向的B2不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B1产生，由此又得： F=ILBsinθ（F依然垂直与BI组成的平面） 其中I是通过导体的电流，L是通电导线的长度，B为磁感应强度。这里要注意公