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視頻標簽：通電導線,在磁場中,受到的力
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修3-1第三章第四節《通電導線在磁場中受到的力》廣 西
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3.4《通電導線在磁場中受到的力》教學設計
【課題】通電導線在磁場中受到的力
【教材】人民教育出版社《物理》選修3-1 第三章第四節 【課型】新授課 【課時】1課時 【教材分析】
教材的地位和作用
本節課是在了解磁場概念的基礎上對磁場基本特性應用的一節課；安培力是高考重點概念之一，也是磁場基本特性的應用之一，學習本課為后面兩節課“運動電荷在磁場中受到的力”及“帶電粒子在勻強磁場中的運動”做好鋪墊；也為今后學習“電磁感應”及力電綜合問題打下基礎。
新舊教材的對比
1.舊教材課本把安培力磁感應強度安排在同一課時，新教材課本則將磁感應強度安排到第二節單獨成一節，舊教材把安培力和磁電式電流表分為兩課時學習，新教材則把兩內容合為一課時；
2.舊教材把探究影響通電導線受力的因素的實驗安排在安培力的教學中，新教材則把其安排在第二節；
3.舊教材課本對B、I、L三者的空間關系未做強調，新教材則利用三維立體圖突出B、I、L三者的空間關系 【學生學情分析】
1.學生已經學習了安培力，知道安培力的大小F=IBL。
2.學生的障礙：本課對空間想象能力要求較高，當導線與磁感應強度方向不垂直時安培力方向的處理估計有部分學生會有思維障礙。 【教學目標】 1、知識與能力
a.了解安培力的概念，知道安培力的方向既與磁場方向垂直，又與導線垂直。 b.會用左手定則判斷安培力的方向。
c.知道安培力公式F=BIL的適用條件，會計算勻強磁場中安培力的大小。
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d.了解磁電式電流表指針偏轉的原理。 2、過程與方法
a.通過實驗，經歷探究安培力與哪些因素有關的實驗過程，以及如何確定安培力方向的探究過程，記錄相關實驗現象并交流討論得到結論。 b.體會控制變量法潛移默化的熏陶。
c.通過對磁電式電流表的轉動原理的閱讀，觀察，討論，交流，嘗試發表自己的見解。
3、情感態度與價值觀
a.培養學生的觀察能力、分析綜合能力。
b.通過對安培生平事跡的講解，熏陶學生學習他超強的自主學習能力，以及思考問題專心致志、刻苦專研的精神。 【重點難點】
本節重點：安培力的方向判斷左手定則，安培力的大小的計算。 本節難點：左手定則，磁電式電表的原理 【教法學法】
教法：以指導學生分組實驗探究為主，講授法、演示實驗法為輔 學法：主動探究、互相協作、抽象提煉 【教學準備】
蹄形磁鐵2個，鐵架臺1個，安培力演示儀若干套，電池，開關，滑動變阻器，平行電流相互作用演示器一套 【教學過程】 一、新課引入
設計一個小魔術（“意念螺絲”），小實驗（線框在干電池上自旋）。設置懸念，吸引學生注意力，主要剖析第二個實驗的器材：線框能運動，肯定是受到了力的作用，這個力是什么力呢？觀察實驗器材，有強磁鐵，提供了一個強磁場；線框是金屬的，與電池正負極相連構成閉合回路形成電流。這就是我們今天要研究的問題，通電導線在磁場中受到的力。（板書課題） 二、新課教學
在前面第二節的學習中我們已經初步了解了磁場對通電導線的作用力。安培在研
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究磁場與電流的相互作用方面做出了杰出的貢獻（教師簡單闡述他的主要貢獻，然后給學生講安培刻苦專研的軼事，對學生進行情感態度價值觀的教育），為了紀念他，人們把通電導線在磁場中受到的力稱為安培力。本節將對安培力做進一步的討論與學習。力是矢量，有大小又有方向，首先我們來研究安培力的方向，它都與哪些因素有關。 1.安培力的方向
【學生猜想】安培力的方向與哪些因素有關？
【教師提問】如何去探究安培力的方向與你們所猜想的因素的關系呢？ 【學生回答】控制變量法
【演示實驗探究】磁場中一根銅管在較光滑導軌上，通電后的運動情況研究。
用上圖所示儀器進行實驗：1.上下交換磁極的位置，以改變磁場的方向，觀察銅棒受力方向是否改變；2.改變銅棒中電流方向，觀察受力方向是否改變。
通過這兩種情況的實驗與分析，我們實際上已經了解了導線受力的方向與磁場方向、電流方向有關。那接下來請同學們利用桌面現有器材，自己動手探究出他們之間到底有什么具體的方向關系。注意：記錄好實驗現象填在導學案。交流討論后用簡潔的方法來表述這個關系。 【學生分組實驗】 【實驗記錄】
實物立體正視圖：（在圖中標出你所用儀器的N,S極，畫出磁感應強度B的方向，電流I的方向，安培力F的示意圖）
實驗結論：安培力的方向與電流方向，磁感應強度方向的關系是： 【教師小結】安培力的方向與電流方向，磁感應強度方向的關系滿足的定則稱為左手定則。請大家一起伸出左手，在上面學生實驗結果中演示左手定則如何實際操作。并小結，磁場安培力的問題在很多方面與電場庫倫力相似，但是還是有很大的區別，庫倫力是在一條直線上的關系，而安培力方向則是三維立體空間的，強調立體空間想象。
【課堂小練】畫出圖中安培力F的方向。
【應用實例：課堂演示實驗】平行通電直導線間的相互作用
教師先演示實驗，學生注意觀察，然后運用學過的知識進行討論，派代表發言解釋實驗現象。
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2.安培力的大小
在前面第二節的學習中我們已經知道：垂直于磁感應強度B放置的、長為L的一段導線，當通過的電流為I時，它所受的安培力大小為F=ILB。當B的方向與導線方向平行時，安培力為零。
【教師提問】當導線方向與磁感應強度B的方向既不垂直又不平行，而是成某一夾角時，安培力又如何呢？（引導學生進行正交分解，可以對磁感應強度B正交分解，也可以把直導線L投影到平行于B和垂直于B的方向） 課件展示正交分解方法，以及一般情況下安培力的表達式F=ILBsinθ
注意：強調F ⊥B, F ⊥IL,但是IL與B不一定垂直！ 3.應用：磁電式電表
【教師展示】磁電式電表模具，展示實驗室常用的電流表，電壓表他們所依據的原理就是安培力與電流間的關系。
首先了解它的結構，主要由幾部分構成，分別為： 然后，閱讀課本93頁相關內容，同學之間相互交流討論，回答下面幾個問題： ①線圈的轉動是怎樣產生的？ 線圈轉動是因為它受到安培力的作用. ②線圈為什么不一直轉下去？
當安培力產生的力矩和彈簧的扭轉力矩相平衡時，線圈才停止轉動。
③為什么表盤刻度均勻，指針偏轉角度的大小可以說明被測電流的強弱？
螺旋彈簧變形，反抗線圈轉動.電流越大安培力越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉的角度就能判斷通過電流的大小.
④如何根據指針偏轉的方向來確定電路上電流的方向？
電流方向改變，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也隨著改變，故根據指針的偏轉方向能判斷被測電流的方向.
⑤磁電式儀表的優缺點有哪些？
可測微弱電流，但同時為其缺陷所在，不能測大電流。
【教師小結】磁電式電表的優缺點
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優點：靈敏度高，可以測出微弱的電流；
缺點：事物總是有兩面性的，我們要辯證地看待一件事。優點同時又是它的缺點，由于線圈的導線很細，允許通過的電流很弱，不能用來測大電流。 【課堂小結】看著板書回顧本節課所學知識。
【首尾呼應】教師揭秘并讓學生課后嘗試解釋劉謙的魔術
【板書設計】 一、安培力的方向 左手定則
二、安培力的大小
垂直于磁場B放置的通電導線L，通過的電流為I時，它在磁場中受到的安培力F=IBL 三、磁電式電流表
【教學反思】
學生在安培力的方向一定與電流和磁感應強度方向都垂直，但電流方向與磁感應強度方向可以成任意角度，當電流方向與磁感應強度方向垂直時，安培力最大，而學生常常混淆，誤以為安培力、電流、磁感應強度一定是兩兩垂直的。另外，本節課對空間想象能力的要求比較高，因此要使學生能夠看懂立體圖，熟悉各種角度的側視圖、俯視圖和剖面圖，需要一定量的訓練鞏固。
視頻來源：優質課網 www.m.fsyixinda.com
