1.2 安培力的应用 教学设计-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

安培力的应用教学设计 一、教材分析 本节选自教科版（2019）高中物理选择性必修二第一章第2小节，是其中关于安培力应用的内容，是在学生已经学习了安培力的基本概念、大小计算和方向判定等知识的基础上，进一步探究安培力在实际生活中的应用，如直流电动机、电流计等原理。这部分内容有助于培养学生运用所学物理知识解决实际问题的能力，将理论与实践相结合，加深对电磁学知识的理解，也为后续更深入的电磁学学习奠定基础，是高中物理的一个重点内容，高考的必考点。 近五年高考考卷的考查情况 近五年 真题 统计 年份 考题 考查角度 2024 湖南卷，15题 通电导线在磁场中的受力情况 2022 全国乙卷，18题 安培力相关的磁场分析 2023 福建卷‌，5题 闭合导电回路在磁场中的受力分析‌ 2024 全国甲卷，25题 安培力的应用 2023 辽宁卷‌，第2题 蹄形电磁铁与通电导线的相互作用‌ 二、学情分析 学生的知识储备： 高二的学生已经具备了一定的电学和力学知识基础，在之前的学习中了解了电流、磁场等基本概念，也学习了安培力的基本内容，包括安培力的产生、大小和方向的初步判断。 学生的兴趣： 这个阶段的学生对物理现象有着较强的好奇心和探索欲，具备一定的逻辑思维和抽象思维能力，能够通过实验和观察来探究物理规律。 学生的认知： 对于安培力在复杂设备中的应用原理，可能还存在理解上的困难，需要通过具体的实例、直观的演示和详细的讲解来帮助他们掌握。 三、核心素养目标 物理观念： 1.知道直流电动机、电磁炮、磁电式电流表的工作原理；2.会分析导体在安培力作用下的运动和平衡问题 科学思维： 通过小组讨论、分析实例等方式，培养学生观察、分析、归纳总结的能力，提高学生逻辑思维能力，经历对直流电动机和磁电式电流表原理的探究过程，培养学生的科学思维。 科学探究： 经历“问题→假设→实验→结论”的完整探究流程，掌握 ‌实证研究方法‌；设计对比实验（如改变电流方向观察安培力变化），提升 ‌控制变量‌ 与 ‌误差分析‌ 能力。 科学态度与责任： 通过了解安培力应用的发明和发展历程，体会科学家们勇于探索、不断创新的科学精神，培养学生严谨的科学态度。 四、教学重难点 教学重点： 通电导体在磁场中受安培力作用而运动的规律；直流电动机的原理和磁电式电表的原理。 教学难点： 理解通电线圈在磁场中受安培力作用而转动的规律，尤其是线圈在不同位置时安培力的作用情况；磁电式电表中磁场的分布特点以及指针偏转角度与电流大小的定量关系。 五、教学方法和手段 教法： 讲授法、问题导向法、小组合作探究法、归纳总结法。 学法： 思考、讨论、合作探究、分享交流。 教学手段： 计算机多媒体教学、PPT课件、视频 六、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一 观看视频 引入新课 让学生带着问题：这些电动玩具车跑得这么快，你们知道是什么力量在推动它们前进吗？观看视频。 观察思考，讨论并描述现象，回答：安培力。 从游戏视频入手，激发学习兴趣，引入新课内容。 环节二 安培力 的方向、 安培力 的大小 回忆已学知识，并提问学生相应问题活动一：温故，对学生提问2个问题 问题1：什么叫安培力？ 问题2：判断安培力方向的方法？ 例题：画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 让全班学生对每道题摆左手定则手势，教师巡堂纠正错误学生。 5.如图所示,水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,已知磁场的磁感应强度B=0.5 T,导体棒长L=1 m,质量m=1kg,重力加速度g取10 m/s2,当导体棒中通以从A到B的电流时: (1)判断导体棒所受安培力的方向; (2)当电流I=4 A时,求导体棒所受安培力的大小F。 让学生自主完成以上题目，展示其中两个学生的答题演示结果。师生共同回忆球安培力大小公式 学生思考，回答问题1：磁场对通电导线的作用力就叫安培力。回答问题2：左手定则。 学生摆左手定则手势。 学生自主探究完成任务。 让学生温故知新，加深学生对左手定则和安培力大小公式的记忆。 环节三 安培力 的应用 1.展示本节要学习的直流电动机、电磁炮、磁电式电流表图片。 活动一：教师展示直流电动机的模型，先让学生观察电动机的外观结构，包括定子、转子、电刷等部件。播放电动机相关视频。 1.让学生以小组为单位讨论交流判断电动机当线圈位于如图所示的四种状态时，所受安培力的情况如何？ 2.提问学生如果要改变电动机的转动方向，可以采取什么方法？换向器的作用：改变线圈中电流流入的方向，保证线圈沿同一方向持续转动下去。 活动二：讲解电磁炮，让学生谈论交流电磁炮的原理并不复杂，为什么在过去的实战中我们很少见到它的身影呢？它的主要技术难点会在哪里？教师讲解原因。 活动三：讲解磁电式电流表的构造，播放磁电式电流表相关视频。向学生提问以下6个问题：1.线圈的转动是怎样产生的？2.线圈为什么不能一直转动下去？3.为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？能否通过电表指针的偏转方向判断通过电表电流的方向？4.能否通过电表指针的偏转方向判断通过电表电流的方向？5.磁电式电流电流刻度为什么是均匀的？6.磁电式电表的优点有哪些？ 学生观看图片、视频。 学生运用左手定则，伸出左手，让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向判断出四个图安培力方向。学生思考回答：改变电流方向或磁场方向。 学生倾听、思考、回答问题。 学生倾听、思考、尝试回答问题。 通过图片、视频让学生们了解发电机、电磁炮、磁电式电流表，提高学生探索物理规律的兴趣。 引导学生根据之前学过的知识进行回答，加深对直流电动机转速调节原理的理解。 环节四 随堂练习 学以致用 1、(多选)几位同学课后讨论直流电动机时，有下面几种说法，你认为正确的是( ) A、直流电动机将电能转化为机械能 B、直流电动机的电源是直流电，线圈中的电流方向是不变的 C、直流电动机中的换向器是由彼此绝缘的两个金属半圆环制成的 D、直流电动机的优点是容易改变转动方向，可以连续调节转动速度 2、(多选)关于磁电式电流表内的磁体和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法正确的是(　　) A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同 B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等 C．使线圈平面始终与磁感线平行 D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等 3.(多选)如图，电磁炮是一种新型的炮弹发射装置，根据磁场对电流会产生作用力的原理,下列结论中正确的是(　　) A.要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流 B.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C.要想提高炮弹的发射速度，可适当减少磁感应强度 D.使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 学习了通电导体在磁场中受安培力作用而运动的规律，还学习了、电动机、电磁炮、直流电动机的原理，包括它们的结构、转动原理和转速调节方法，也学习了磁电式电表的构造及原理。” 培养学生学以致用的能力。 环节五 能力提升 展示综合题并巡查学生做题情况。 4、电磁炮是一种理想的兵器，其原理如图所示，利用此装置可以把质量为2.2 g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10 km/s。若这种装置的轨道宽L=2 m，长s=100 m，通过的电流为I=10A，忽略轨道摩擦。 (1)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多少？ (2)磁场力的最大功率P为多少? 学生自主分析题目用已有知识作答。 让学生感知高考，培养学生的“靠考”意识 环节六 课堂小结 布置作业 1、引导学生对本节课所学知识进行归纳总结 布置作业： 1.完成课本上关于安培力应用的课后练习题。 2.推导磁电式电表中指针偏转角度与被测电流大小的定量表达式，假设磁场为均匀磁场，线圈为矩形线圈。 根据教师的引导进行归纳总结 通过引导学生进行归纳总结，强化本节课的重难点，促使学生的知识条理化、系统化。 七、板书设计 安培力的应用 一、电动机 1.构造 2.原理 二、电磁炮 1.构造 2.原理 三、磁电式电流表 1.构造 2.原理 主板书 一、电动机 1.构造 2.原理 二、电磁炮 1.构造 2.原理 三、磁电式电流表 1.构造 2.原理 学生板书 八、教学反思 本节课的教学设计是基于学生具备较好的辨析、结论归纳。但学生的基础知识参差不齐，课堂上不能主动积极参与到课堂问题探究中，不能充分发挥其主观能动性，因此，需优化问题设计以激发学生深层思考。 学科网（北京）股份有限公司 $$