教学设计《探究安培力》 延安中学物理组 曹炜
教材分析
本节内容不仅是与上章知识（磁场性质）的联系点，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，在教材中承上启下作用。反应与电学知识、力学知识之间密切联系。是高中物理电磁学的重点部分。安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法。
学生情况分析
学生在学习本章节之前，已经学习了磁场，知道了磁体和电流周围磁场的性质及特点，了解到磁体间的相互作用、电流周围存在着磁场以及电与磁之间有联系。另外，学生通过高一物理“必修”课程的学习，经历了牛顿第二定律等实验探究过程，已经掌握了变量控制实验探究的一些科学研究方法，为本节的探究性学习做了铺垫。
设计思想
a.教学设计思路
本课时采用实验探究教学法，让学生在实验探究的过程中，依从“问题—讨论—实验—交流归纳”的教学过程，学习观察——归纳——总结的科学的思维方法，从生活实例中发现问题，提出问题，激发学生猜想、思考讨论，进而确定实验方案并进行实验，得出结论。再将结论应用于实践验证。
b.本节课设计的教学流程图如下：
情境激发→问题点拨→设计实验步骤→实验探究→结论形成→实际应用
教学目的
1．知识与技能
知道什么是安培力，知道安培力与哪些因素有关，掌握安培力的计算公式，会计算匀强磁场中安培力的大小。会用左手定则判断安培力的方向。 2．过程与方法
①经历探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程。认识科学探究的意义。
②体会控制变量法、等效替代法等思想方法。 3．态度、情感与价值观
培养学生的观察能力、分析综合能力和主动与他人合作精神，实事求是的科学研究态度。
教学重点： 培力的计算公式，左手定则。
教学难点：匀强磁场中安培力大小与哪些因素有关的探究中对安培力影响因素猜想的引导，及增加磁体是哪个因素发生变化等学生容易弄错问题是本节教学难点。
难点问题教学预案
（1）猜想导线垂直磁场时，安培力大小与哪些因素有关时，引导学生以通电导线在磁场中会受安培力现象入手。从磁场、电流、导体三者来考虑学生可能猜想与磁场强弱、电流强度、导线长度、导线质量、导体材料、横截面积有关，应指出与导线质量、材料、横截面积等等是否有关，同学们可在课后再实验探究，而据科学家研究发现与磁场强弱B、电流强度I、导线长度L有关，是什么关系呢？下面与同学们共同探究。 N N N （2）探究通电导线在磁场中的长度对安培力的影响。多个蹄形磁铁并排，增加并排磁铁个数时，可能会有学生认为是增强了磁场，为了消除这种误解，老师以右图分析，磁铁中心磁感线疏密不变，磁场强弱不变，引导学生得出
S S S 是磁场中导线长度变化了。
N S 教学媒体 蹄形磁铁、多媒体 蹄形磁铁 通电导线 电源 铁架台 电流天平 教学过程 1.安培力的方向 教师活动 学生活动 设计意图 从学生兴趣情境中引入问题，比较符合高中学生认识过程。 通过学生实验使学生有直观的认识。 情景《海军时报》2学生讲月1日报道：美国述实验引入 海军试发电磁炮图的装置片介绍及实验模拟并演示电磁轨道炮发射过实验； 程引入课题。 说明通电导线在磁场中受到设问：同学们在初力的作用 中就学过通电的导 线在磁场中会受到
力的作用谁来给大家演示一下 安培力的大小和方向讨论并给出设计方案 与哪些因素有关？ 电流方向不变，改变磁场方向 磁场方向不变，改变电流方向 请同学们设计一些简单的实验来验证 教师引导学生分析得出结论 安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系. 安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面. 学生总结左手定则的应用 小结 得出 安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面. 安 培 力 的 方 向 学生参与实验的设计与操作并由学生来总结左手定则 随堂训练
2、安培力大小 提出问题 1.安培力的大小与哪些因素第一题，第二题 运用左手定则 达到及时巩固 猜想 通过左手定则的学习，安培力可能与通电导线学生能够想到影响安的长度、电流以及磁场等因培力的因素 素有关。
有关？ 怎样验证？ 同时多媒体展示实验器材，学生设计，明确要解决的问题，设计记录表格（附表1） 为了下面探究活动顺利进行，这环节是最重要的。充分让学生积极思考，讨论，自行设计方案 定 量 实 验 探究安培力和通电导线的长度有关需要控制哪些物理量？ 为了探究安培力和磁场强弱有关需要控制哪些物理量？ 为了探究安培力和通电导线的电流大小有关需要控制哪些物理量？ 实验过程 学生操作，并记录实验现象 实验结论 教师归纳：1、 结论规范总结完成表格1 表述： 2、方法点拨：“控制变量法”，介绍 介绍实验仪器 学生阅读并回答问题 要求利用所给的器材，自主进行实验方案设计。 这轮实验、讨论过程旨在培养学生基本探究、思维能力，对影响安培力方向的因素的理解更为深刻
问题设置 1.电流天平的工作原理？ 2.使用方法 3怎样控制螺线管内部的磁感应强度 4.怎样改变磁场中导线的长度 5.怎样控制通过E形导线的电流？ 数据收集（见课本） 结论 学生分析数据（教师补充完 善） 一段通电导体垂直磁场放置 时，其所受安培力F既与导体的长度L成正比，又与导体中的电流I,及磁感应强度B成正比： 即 F=KBIL 当物理量取国际单位时K=1 扩展 1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB 2.当电流与磁场方向平行时，F=0 3.当电流与磁场方向夹θ角时F = ILBsinθ 教师给出两种特殊情况，让学生来分析第三种情况。 培养学生运用知识的能力。 方法1.分解B 方法2.分解L取有效值 小结：
1.安培力的大小：
B和I垂直时： F=BIL B和I平行时：F＝0
若B和I成时θ角时：F=BILsinθ