《磁场对通电导线的作用》教学设计
执教人：pc
【计划课时】1.5课时
【教学时间】 40分钟+20分钟
【教学对象】江西师大附中滨江校区高二（15）班 【教材】人教版高中物理选修3-1第三章第四节 一、【教材分析】
本节是在学习磁场基本概念的基础上，进一步通过实验探究和逻辑推理让学生了解磁场对通电导线的力的作用。本节的重点是判断安培力的方向和对安培力计算公式的理解。空间想象能力对本节的学习至关重要。本节内容为后面学习“运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力”做铺垫。
教材设置了多种实验探究,激发学生思考，探究物理规律，并通过实例分析让学生认识生活中常见现象和科学技术，学会应用物理知识解决实际问题，体现了从“生活走向物理，物理走向社会”的新课程理念。 二、【学情分析】
学生已经学习了磁场、磁感应强度的相关知识和用安培定则判断电流的磁场，并在第三章第二节磁感应强度这节中初步了解了垂直于磁场放置的电流元受到的安培力计算公式。但还不知道安培力方向的判断。
本节中的左手定则设计三个物理量的方向，三维图形立体感强，而学生的空间想象力还不够。因此，教学中应注重对三维图形的识别训练。教师通过例举适当例子，从侧视图、俯视图、正视图等方向，强化学生对左手定则的运用。 三、【教学目标】 1、知识与技能
（1）掌握安培力概念；
（2）通过观察安培力方向与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论；
（3）会用左手定则判断安培力方向和解决实际问题；
（4）推导匀强磁场中安培力的一般表达式，并会解决实际问题；
（5）理解安培力计算公式中各物理量真正的含义；
（6）知道安培力在生活中的运用，并了解磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理； 2、过程与方法
（1）通过实验演示，培养学生总结归纳的能力，得出左手定则； （2）通过适当的练习判断安培力方向，熟练掌握左手定则；
（3）通过推导安培力的计算公式，体会其中涉及的科学思想方法，包括等效替代和从特殊到一般的思维方法； 3、情感态度与价值观
（1）通过探究学习使学生体验到探究自然规律的艰辛与喜悦； （2）通过了解安培力在生活中的运用，感受物理知识的相互联系； 四、【教学重点与难点】
教学重点：左手定则，安培力大小，对通电导线有效长度理解； 教学难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系； 五、【教学策略设计】 1、教学组织方式
新课改提倡“自主、合作、探究”的教学方式，本节课在教师的引导下，以学生为主体，通过实验现象和学生自主建立立体模型，共同探究安培力的方向。
在教学中，主要借助多媒体PPT为学生呈现出生动直观的实验现象和安培力、电流、磁感应强度三者方向形成的三维空间图，以便更好的帮助学生理解所学知识。 2、教学方法 （1）实验探究法
本节主要通过实验来探究安培力的方向与哪些因素有关，通过实验现象分析，小组讨论，教师引导得出相关结论。 （2）讲授法
通过教师形象生动、引导式的语言引导，辅以有趣的演示实验、各种直观的教学工具和现代教育技术，启发诱导学生开动脑筋深入思考，使学生逐步认识物理概念、规律并发展学生的观察和思维能力。
六、【教学资源】 1、教学用具： 2、多媒体课件 七、【教学过程】 1、创设情境，导入新课
师：同学们是否记得2010年元宵晚会上魔术师刘谦表演了一个魔术，他在不接触螺丝螺帽的情况下，用意念让螺丝自己转出来。（学生观看视频）
师：真的可以通过意念来控制事物吗？当然不可能，这只存在
于科幻片中。那这魔术的真相又是什么呢？学习完本堂课的内容，大家就能明白 其中的奥秘了。今天我们要学习的是第四节的磁场对通电导线的作用。 2、新课教学 （一）引入安培力
师：我们知道丹麦物理学家奥斯特发现了通电导线对磁体有力的作用，揭示了电
与磁的联系。自打这一伟大的发现公诸于世后，很多物理学家就想，反过来， 磁体能不能对通电导线有力的作用呢？法国物理学家安培等人做了大量的 实验研究，发现如果把一段指导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导 线就会移动，后人把通电导线在磁场中受的力称为安培力。 （二）探究安培力方向的影响因素
师：既然是力，就有大小和方向。那么安培力的方向与哪些因素有关呢？同学们以小组的形式相互讨论一下。 （学生讨论，进行猜想）
师：好，我叫几位同学来说说讨论结果。 生甲：可能与电流的方向有关。 生乙：可能与磁场方向有关。 生丙：??
师：既然我们猜想出安培力方向与多个因素有关，那么我们该利用什么样的研究方法来研究安培力方向与单因素的关系呢？ 生：控制变量法
师：非常好，那么这个实验需要哪些器材呢？
生：电源、蹄形磁铁、铁架台、导体棒、开关、若干导线。
师：那么具体该如何来操作呢？请同学们相互讨论设计实验操作步骤。 （学生讨论，教师下台指导）
师：好，这位同学你来说一下你们组讨论的结果。
生：固定电流的方向，通过上下交换磁极的位置来改变磁场方向，观察受力是否改变。接下来固定磁场方向，改变导线中电流方向，观察受力是否改变。 师：说的很好，那我们接下来进行实验，同学们仔细观察现象，并把记录表格填好。
（教师进行演示实验，学生观察实验现象）
师：好，老师把实验结果展示出，同学们看看自己的表格与老师一不一样。 师：好，接下来同学们根据实验结果，分析你能得出什么结论? 生甲：安培力方向与电流方向有关。 师：嗯，你是从哪组实验看出的呢？‘ 生甲：1，2或3，4。 师：那还能得出什么吗？
生：从1,3或2,4可以得出安培力方向与磁场方向有关。 师：好，还能得出其他结论吗？ 生：??
师：看来大家还没想到，为了让大家更直观的看出这三者方向的关系，老师设计了一个模型，有四个正方体，还有一些纸箭，红色的箭头表示电流方向， 黄色的箭头表示磁场方向，绿色箭头表示安培力方向，我请四位同学来按照表格的数据，把模型搭建好。其他同学完成学案上的模型。 （四位学生上台搭建模型，教师在旁边指导）
师：好，我们的模型搭建完了，很容易看出来这三者的方向是处在于三维空间的，并且我们仔细观察一下安培力的方向与磁场方向与电流方向所在的平面，是不是垂直的呀。
师：这就是我们得到的第二个结论。安培力方向垂直于磁场方向与电流方向所在的平面。如果我们将立体图形画在二维平面内的空间坐标系内，就应该是这
样的。（展示PPT,空间坐标系） （三）、左手定则
师：我们看到安培力的方向一下向左一下向右的，是否有一个判定发则来确定安培力的方向呢？看看同学们能不能找出这一规律来？ （学生思考，估计很难相出）
师：看来大家想不出来，有人就总结出了一条定则叫左手定则，具体这个人是谁，查了相关资料没有说明，让我们来看下具体是怎么操作的。好，大家现在都伸出你的左手来，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。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。
师：同学们可以看到物理的魅力，简洁的几句话就概括了这么些复杂的数据。 师：好，老师在PPT上圈出了电流的方向，那么电流有方向吗？ 生：有。规定正电荷移动的方向为电流的方向。
师：那好，既然电流有方向，又有大小，这么说电流就是矢量喽？ 生：??
师：我们说矢量遵循平行四边形定则，而电流的运算只是代数相加减，所以电流还只是标量。这需要同学们注意了。
师：我们可以稍微来验证一下这一定则。（翻到上张PPT） （四）、左手定则的训练
师：下面有几道题，同学们来判断一下安培力的方向。