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视频标签：磁场对通电,导线的作用
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视频课题：人教版高中物理选修1-1第二章第三节磁场对通电导线的作用-江西省 - 南昌
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磁场对通电导线的作用
教材分析
磁场对通电导线的作用是人民教育出版社高中物理选修1-1第二章第三节的内容。本节课是学生在学习
了电流磁场概念和基本特性等知识的基础上引入的，安培力是高考重点之一,是高中阶段最后一个重要的力。同时为学习磁场对运动电荷的作用等后续知识做铺垫。因此本节内容在整章教材中起着承前启后的作用。
安培力是本章教学的重难点，也是整个电磁学乃至中学物理的重点，因此学好本节内容，就为后续学习奠定了坚实的基础。
学情分析
1.知识方面
首先是知识方面，高二学生的知识面较广，具备一定的物理知识积累，初步学习了磁现象和磁感应强度等内容。
2.心理特征
学生的求知欲强，对于新知识的学习和实验探究有浓厚的兴趣。 3.思维方面
学生的思维非常开阔，具备形象思维较强，但抽象思维还有所欠缺的特点。
教学目标
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. 会用F=BIL计算匀强磁场中安培力的大小。
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。
实验探究：
4. 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。 5. 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。 6. 通过探究方案，体会控制变量法的研究方法 科学态度与责任
7. 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。 8. 通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦。 9. 培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。
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教学重点和难点
教学重点
通过实验探究得到电流磁场安培力三者方向的关系，学会运用左手定则判断安培力的方向 教学难点 磁感应强度概念。
教学设计
本节课的主要设计思路如下：
1．以实际生活情景为切入点，通过观察，培养学生发现问题的意识。
平时我们喜欢用手机听听歌看看视频，可以用耳机也可以用手机自带的扬声器。但如果想要大一点的声音，可以用手机作为声音信号源，通过功率放大器，连接到喇叭上。现在断开喇叭，将这两端接到一张A4纸上，毫无动静。现在用一块强磁靠近它，A4纸居然也会发出声音。以神奇的纸喇叭作为引入激发学生的求知欲。配合学生耳熟能详的流行音乐，极大程度提升学生对物理的亲切感。同时本实验除了要用眼睛看，还需耳朵听，让学生多感官参与观察实验现象。以极高的效率吸引学生的注意力。
2．通过对比实验演示，加深学生对安培力的理解。
对于安培力大小的讲述。我将借助安培力演示器，直接探究安培力大小一导体棒长度和电流的关系。安培力演示器上金属线框的偏角大小可以通过指针偏转角大小的反映，安培力演示器的金属线框受到安培力会发生偏转带动指针偏转。首先，认识安培力演示器，通过改变不同接线柱可以改变导体接入电路中的长度，第一次探究与通电导体棒长度的关系；第一次接在1、2（仪器上我给三接线柱标称为1、2、3）两接线柱上时 。接入电路中的导体棒较短，闭合电源开关，让学生注意观察安培力演示器和电流表指针偏转情况；第二次将导线接在1、3两接线柱上，这是调节电路中的电压大小，让这次电路中电流与第一次实验中电路中的电流大小一样，学生观察到电流表偏角与第一次实验与第一相等，而安培力演示器指针与第一次相比更大了，引导学生说出，此次实验中金属线框受到的安培力更大了。进而得到同一磁场中，电流一定时，通电导体棒越长，收到的安培力越大。然后探究金属线框受到安培力大小与电流大小的关系，此次实验中控制线框接入电路中长度不变（导线接入电路中接线柱保持不变），实验过程中，缓慢调大电路中电流大小，注意让学生观察电流表指针和安培力演示器的指针偏转情况。实验中会发现随着电路中电流大小的增大，安培力演示器的指针偏角在增大，那么得出结论，同一磁场中，通电导线长度一定时，通电电流越大，线框所受安培力越大。进而完成对安培力大小的探究。
2．以提出问题、解决问题为导向，通过真实的实验电路设计，培养学生的科学思维和探究能力。 首先，引导同学们猜想与安培力方向有关的因素，并进行第一次实验探究，验证安培力方向与电流和磁场方向有关。每四人一组准备了一导轨座、一滑动变阻器、一学生电源、一个用锡箔纸卷成的导体棒和一个U形磁铁。让同学们按照表中要求改变电流以及磁场的方向并记录清楚安培力的方向是否改变。接着，进行规律探究，依照表中要求，控制电流和磁场的方向探究三者之间的关系。让每组按照不同的实验结果，利用三种不同颜色的吸管表示磁场，电流以及安培力的方向，插入橡皮泥橡皮泥中得到安培力方向模型。（例如按照第三组结果插吸管）并让每组学生代表展示出自己的模型与他组
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进行对比，让蓝色的吸管竖直向上，黄色吸管指向讲台，让学生发依照不同的实验结果插吸管得到的模型是一致的。并及时总结结论：三者的方向存在明确的关系。在本实验中利用了质量较小的锡箔纸卷成导体棒，根据牛顿第二定律，能够观察到明显的实验现象。在导轨座上标记清楚前后左右，便于同学们统计实验数据。利用吸管和橡皮泥表示三者方向，直观明确。实验过程时间需由老师严格把控。整个探究过程层次递进，环环相扣，节奏简洁明快。由于三者方向关系是三维立体的，而此时学生的空间想象能力还不够，因此得出安培力方向模型以后，让同学们根据吸管模型利用身边事物结合自己的语言来表示这三者方向的关系，例如在实际教学当中有同学提出眼镜定则：利用眼镜的短边代表磁场方向，镜脚所对边代表电流方向，镜框所对边代表安培力的方向。除此之外还有耳目定则：利用脑袋所指方向代表磁场方向，目光直视方向代表电流方向，右耳倾听方向代表安培力的方向。在这一环节中，学生会提出各种各样的想法，老师要及时点评鼓励，并指出他们选取代表三个方向的事物在便携性，和灵活性上面存在的问题。由此引出左手定则。在讲解左手定则的过程中，要结合学生得到的安培力方向模型来进行。
。
4.物理起源于生活，也将其应用于生活。
最后，物理起源与生活也要应用于生活，回到课堂之初揭秘纸喇叭，其实在白纸的背后粘有一用漆包线绕制成的正八边形线圈，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。并告知学生生活中的耳机、音响都用到了安培力。
利用一个金属线框，一节干电池和几块强磁，现在将干电池放在强磁上方再将金属线框放在干电池上方。这样就得到一个小小电动机。由此让学生举出生活中哪些地方利用电动机。
本节课的教学流程如下：
教学仪器
利用神奇的纸喇叭，激发学生兴趣
利用探究实验，得到安培力大小与哪些因素有关
介绍更为精确的实验表明安培力大小的决定因素
通过学生实验，探究得到三者方向的关系
通过学生讨论交流得到属于自己的安培力方向定通过揭秘引入实验纸喇叭让学生了解安培力在生活中的应用
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1．功率放大器、纸喇叭、强磁
2．学生分组实验导轨座、U形磁铁、滑动变阻器、学生电源、锡箔纸导体棒、三种颜色吸管、橡皮泥 3．安培力演示器
4．应用演示实验：电池、一组圆形强磁、自制铜丝线框
教学过程
环节一、创设情景、提出问题： 【演示实验】神奇的纸喇叭
1.大家平时可能会用手机看看视频听听歌，可以用耳机（插入耳机，放音乐），也可以直接用手机内的听筒（ 拔耳机），如果想听大点声音，可以将手机做为声音信号源，经过一个功率放大器，接上喇叭。
2.现在我断开喇叭，（没有声音了）接到一张白纸上，看看有什么现象，（没有什么现象），现在用一块磁铁靠近白纸，居然白纸也会发出声音这是什么原因呢？
环节二、演示实验、建立关系：
对于安培力大小的讲述。我将借助安培力演示器，直接探究安培力大小一导体棒长度和电流的关系。安培力演示器上金属线框的偏角大小可以通过指针偏转角大小的反映，安培力演示器的金属线框受到安培力会发生偏转带动指针偏转。首先，认识安培力演示器，通过改变不同接线柱可以改变导体接入电路中的长度，第一次探究与通电导体棒长度的关系；第一次接在1、2（仪器上我给三接线柱标称为1、2、3）两接线柱上时 。接入电路中的导体棒较短，闭合电源开关，让学生注意观察安培力演示器和电流表指针偏转情况；第二次将导线接在1、3两接线柱上，这是调节电路中的电压大小，让这次电路中电流与第一次实验中电路中的电流大小一样，学生观察到电流表偏角与第一次实验与第一相等，而安培力演示器指针与第一次相比更大了，引导学生说出，此次实验中金属线框受到的安培力更大了。进而得到同一磁场中，电流一定时，通电导体棒越长，收到的安培力越大。然后探究金属线框受到安培力大小与电流大小的关系，此次实验中控制线框接入电路中长度不变（导线接入电路中接线柱保持不变），实验过程中，缓慢调大电路中电流大小，注意让学生观察电流表指针和安培力演示器的指针偏转情况。实验中会发现随着电路中电流大小的增大，安培力演示器的指针偏角在增大，那么得出结论，同一磁场中，通电导线长度一定时，通电电流越大，线框所受安培力越大。进而完成对安培力大小的探究。
环节三、自主探究、发现规律
1．大家不妨猜想一下，安培力的方向可能与哪些因素有关呢？可能与电流的方向有关，也可能与磁场的方向有关。这是我们的猜想，现在要验证它必须进行实验。
【学生实验】验证安培力的方向是否与电流和磁场的方向有关
2.在大家桌子上，每四人一组放有一学生电源，一个滑动变阻器，一个事先为大家标注清楚前后左右的导轨座，一个U形磁铁，一根用锡箔纸卷成的导体棒，以及导线若干。请大家根据屏幕上的实
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物图连接好电路。现在请大家将手中的导体棒放在两导轨上，并置于U形磁铁的NS极之间，现在接通电源。结合表中的要求对应控制和改变电流和磁场的方向，填写好相应的表格。
【学生实验】探究安培力的方向与电流和磁场的方向的关系
3.大家最后得到的结果都是一致的，分别改变电流，磁场的方向，安培力的方向都会发生改变。那么三者方向之间存在怎样的关联，还需要进一步实验探究来发掘。现在我们要进行规律的探究了。这一次要控制好电流和磁场的方向，那么电流的方向可以是怎样的呢？大家结合导轨座上前后左右的标识告诉我。（可以向左也可以向右），那磁场的方向呢？（可以向上也可以向下），那么排列组合起来一共会有几种情况出现呢？（四种）好的，这一次请大家依照你们组的情况要求控制好电流和磁场的方向，记录清楚安培力的方向，填写在实验报告单中。
环节四、自主建模、得出结论
【学生活动】插橡皮泥得到安培力方向模型
1.三者方向的关联好像不是那么一目了然，那我们将画出的模型做成实物吧，请大家利用桌上的橡皮泥和三种不同颜色的吸管，分别代表电流磁场以及安培力的方向，根据你们组的实验结果，将三根吸管插入橡皮泥中得到一个安培力方向模型。
【学生活动】总结一条属于我们自己的安培力方向定则
2. 电流，磁场和安培力三者的方向上确实存在着明确的关联，规律就如大家手中的安培力方向模型所示。现在大家想一想，要去判断某个模型安培力的方向，还要随身携带着方向模型才行吗？很不方便。我们必须用一句妇孺皆知的语言来去将我的观点表达出来。
【学生分享】耳目定则：用脑袋的方向代表磁场方向，目光正视方向代表电流方向，右耳倾听的方向代表安培力的方向。
【学生分享】眼镜定则：眼镜的短边对应磁场方向，镜脚所对边代表电流方向，镜框所对边代表安培力的方向。
环节五、揭秘引入、联系实际
1.同学们，安培力起源于生活，我们也要将其应用于生活中。回到课堂之初，我来为大家揭秘这张薄薄的A4纸是如何放出音乐的。其实啊，我在它的一个背面粘上了一个用漆包线绕制而成的线圈。当磁铁靠近时，通有电流的漆包线在磁场中会受到安培力的作用从而带动A4纸运动。而电流大小是时刻变化的，所以安培力也是时刻变化的，因此线圈就会带动A4纸发生振动。整个过程将变化的电信号转化为声音信号。在我们生活中音响，扩音器，耳机都运用了安培力。
2. 这里有一个铜丝线框，一节干电池和几块强磁，将干电池放在强磁的上面，再将铜丝线框置于干电池上。大家觉得这个线框能不能转动起来呢？（能）好，那就请你来说说原因。（学生，有电流有磁场，而线框受到安培力的作用转了起来）。掌声鼓励一下，这个小小的电动机就送给这位同学。在我们日常生活中，很多电器都是通过电动机来使用安培力驱动我们的生活的。大家能想到哪些例子呢？（电风扇，电动车，洗衣机）
环节五、 作业
思考生活中哪些地方利用安培力可以进一步方便改善我们的生活。
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板书设计
教学反思
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=ILB的突破由定性变定量，可操作性强，准确度高，效果好。
4.除了自制小小电动机以外，利用简单的器材就可以制作出磁力小火车。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。
5.不足点：实验器材外观需进一步改进，数据采集稍显繁琐。 (一)教学设计的创新
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..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。
(二)核心素养的培养
通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的大小 二、安培力的方向
F=BIL（BL） 左手定则
三、安培力的应用
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让学生自主得到方向规律之后，自己思考除了左手定则以外还能提出别的什么更好的想法，极大程度发挥学生的主观能动性，让学生自己得到属于自己的安培力方向定则。不迷信权威，树立良好的科学态度与责任。
(三)自身能力的提升
1.通过设计本堂课自己也在反复问自己，注意了知识的生成过程吗？能够吸引学生的注意力吗？是否还可以进一步增加学生参与物理规律的探究，思考，分析的过程中来呢？左手定则的得出是否刻板化？
2．由知识的传播者变成一个知识的探讨着，探讨为何要如此进行实验，探讨怎么得出这样的规律。不再将老师放在高高在上的讲台上。通过探究物理规律，拉近学生与知识的距离，同时也拉近了师生的距离。不再让自己变成绝对的“权威”，而是俯身教学，参与学生讨论。和学生一起总结得出结论。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
