1.1 安培力及其应用 教学设计-2024-2025学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

1.1.《安培力及其应用》教学设计 一、教材分析 本节是鲁科版教材选择性必修第二册第 1 章第 1 节，本节内容是必修三第 5 章磁场的延伸而且是学习下一节内容的基础。在必修三学习的基础上，教材直接给出安培力的概念，学生比较容易接受、理解[2]。接着通过“会动的铝箔天桥”实验进一步感受安培力，并从实验现象归纳出安培力的方向遵循的规律，以此激发学生对安培力学习的兴趣。按照教材设置的思路，在教学中变换引入方式，不是直接给出概念而是播放关于电磁轨道炮的视频，用现实生活中的例子，让学生感受到安培力就在身边，激发学生兴趣。对于安培力方向，在实际教学中采用实验法让学生亲自观察现象、记录数据、总结规律，得出左手定则，这样能使学生更深刻的理解左手定则，从而更熟练的应用左手定则解决问题。教材在研究安培力大小这一部分没有实验探究，在实际教学中设置了实验与探究，首先引导学生利用控制变量法通过实验定性的研究安培力大小与电流大小、导线长度、磁场强弱的关系，然后通过传感器测得具体数据，从而定量的研究安培力大小与电流大小、导线长度之间的关 系。 二、课标分析 《普通高中物理课程标准》的内容标准中，涉及本节的内容有：“通过实验，认识安培力。能判断安培力方向，会计算安培力大小。了解安培力在生产生活中的应用。”根据课标要求，学生要通过实验学会判断安培力方向和计算安培力大小，能将所学知识应用到生产生活中。 三、学情分析 学生逻辑推理能力和抽象思维能力不是很强，看不见摸不着的磁场会给学生带来较大的理解困难。为了遵循学生的心智发展水平，在教学中我利用实验让学生感受磁场对电流的力，将问题形象化、具体化，让学生体验学习过程。 四、重难点分 1.本节重点：探究安培力与洛伦兹力的大小和方向，建构物理模型，分析宏观的安培力与微观的洛伦兹力之间的关系。 2.本节难点：洛伦兹力应用的实例分析 五、学习目标 物理观念 通过安培力、洛伦兹力作用下的运动分析，形成运动观念，加深场的认识；通过对两个力的做功情况分析，强化学生的能量守恒观念。 科学思维 从安培力到洛伦兹力推导，深刻体会两力的紧密联系，学会类比的学习方法。 科学探究 探究式学习力的表达式，实验探究运动情况，提高学生猜想、验证、交流、改进的科学探究能力。 科学态度与责任 结合实际生活中的应用——电动车调速，一方面学生通过了解、搜集资料等过程提升学习能力，另一方面也增强学生的爱国情怀和责任心。 六、教学过程 教学环节 教学事件 发生顺序 教师活动 学生活动 设计意图 单元任务一 ：探究电动车动力来源 创设大情境 近几年，中国交通运输行业着手推进绿色低碳转型，推广新能源交通工具的使用，大力调整运输结构，取得显著成效。电动车助力了绿色出行，其动力来源就是磁场对通电导线的安培力，它之所以能变速，是因 为车把里的霍尔元件，霍尔元件的工作原理体现了磁场对运动电荷的洛伦兹力 阅读资料 创设大情境，设置悬念，激发兴趣和求知欲 【子任 务一 】 建立模型 —简单了解电动车电机结构 问题情境：近期全国都在进行电动车交通安全宣传活动。电动车虽然属于非机动车，但最高时速可达 60km/h，因此骑电动车要佩戴安全头盔，遵守交通规则。为什么电动车能行驶这么快？其动力的主要来源是什么？ 学生活动 1： 拆解电动车电动机，了解电机结构，简化成模型。 建立模型，简 单了解电动车 电机结构 【子任 务二】探 究安培力 的方向 问题：由受力分析知，转轴需要受到力的作用才能转动，电动车的动力是什么力呢？（填写表格） 磁场方向 电流方向 安培力方向 向上 垂直于纸面向外 向上 垂直于纸面向内 向下 垂直于纸面向外 向下 垂直于纸面向内 学生活动 2： 学 生 分 组 实验，探究安培力 方 向 的 特点 和 影 响 因素。 学生活动 3： 学 生 自 制 教具，探究安培力与电流，磁场方向关系 学生活动 4： 总 结 安 培 力方向特点，归纳左手定则 探究安培力的方向 【子任 务三 】探 究安培力 的大小 问题：利用 DIS 数字传感器，能否用实验探究安培力大小的一般表达式？ 学生活动 5：利用DIS 数字传感器，实验探究安培力大小的一般表达式 让学生掌握利用信息技术分析数据，进而 得出规律结果的现代化探究 能力 【子任 务四】了 解安培力 的应用 将电动车电机简化为直流电动机模型，分析直流电动机的工作原理，解释电动车动力来源 电磁炮和磁电式电表的工作原理？ 学生活动 6：回扣主题，将电动车电机简化为直流电动 机模型，分析直流电动机的工作原理，解释电动车动力来源 活动 7：安培力在生活中的更多应用，分析 电磁炮和磁电式电表的工作原理 七、教学体会与反思 本堂课从实施结果来看取得较好的预期效果，主要体现在学生对安培力的学习充满兴趣，观察仔细，积极思考，善于总结归纳，积极主动的回答问题，对安培力的方向和大小有一定的理解。通过课后了解、观察，有这样几个体会和反思：一是在实现教学多样化的诸多形式中，加强实验教学，将它与教学内容紧密结合是一条非常重要的途径，它易使学生作为知识探究的主体，去发现、分析认识并解决问题。本节课采用了这一方式，有效培养了学生科学探究知识的思维和主动探究科学的品质。 二是本节根据学生的特点经多次修改成型，从中我深切感到，作为一名物理教师，在充分理解教材的基础上，还应深入研究孩子的感知特点，例：哪些空间思维是他们的盲点，图片和器材的应用等等。希望通过教师的不断努力，真正把他们带进探究科学的殿堂。三是由于实验仪器的限制，没法定量验证安培力大小与磁感应强度的正比关系，此问题还有待改进。 学科网（北京）股份有限公司 $$