磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力說課教師：工作單位：利用自制教具改進(jìn)安培力的探究實(shí)驗(yàn)課標(biāo)要求

通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向，會(huì)計(jì)算安培力的大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。2.教材分析教材引導(dǎo)學(xué)生利用先定性再定量的方式進(jìn)行科學(xué)探究注重加強(qiáng)前后知識(shí)的聯(lián)系注重突出結(jié)論的形成過程3.學(xué)情學(xué)生在必修三中已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，初步了解了磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用。具備基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。常常會(huì)誤認(rèn)為安培力、電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向一定兩兩垂直。高階思維能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)仍需要提升。教材與學(xué)情分析

物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任-掌握安培力概念及其大小的計(jì)算公式-會(huì)判定安培力的方向

-能從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理-體會(huì)控制變量思想

-體會(huì)從特殊到一般的研究思想-能夠利用實(shí)驗(yàn)探究安培力的方向-能夠理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合對(duì)安培力大小的影響因素進(jìn)行探究-能與他人合作探究-具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度教學(xué)目標(biāo)安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)如果以導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向直接得出所受安培力方向與之相同，缺乏嚴(yán)密性。沒有安排當(dāng)通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)的實(shí)驗(yàn)探究方案，在實(shí)際教學(xué)中，正確理解安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三個(gè)量方向的空間關(guān)系（左手定則）是難點(diǎn)，學(xué)生經(jīng)常誤認(rèn)為三者方向需要兩兩垂直。銅棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：利用微力傳感器定量判定安培力的方向問題一：我們能否根據(jù)銅棒的運(yùn)動(dòng)沿水平方向就確定所受安培力沿水平方向呢？為什么？問題二：你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來明確銅棒所受安培力方向嗎？如何驗(yàn)證是否存在豎直分量呢？斜向右上水平向右斜向右下以水平向右運(yùn)動(dòng)為例發(fā)散思維設(shè)計(jì)方案安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：利用微力傳感器定量判定安培力的方向安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：利用微力傳感器定量判定安培力的方向?qū)w棒受安培力情況力傳感器數(shù)值情況安培力斜向上安培力斜向下安培力水平安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：利用微力傳感器定量判定安培力的方向力傳感器數(shù)值應(yīng)為負(fù)力傳感器數(shù)值應(yīng)為零力傳感器數(shù)值應(yīng)為正預(yù)測(cè)力傳感器通電后數(shù)值的正負(fù)情況安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：利用微力傳感器定量判定安培力的方向?qū)w棒受安培力情況力傳感器數(shù)值情況安培力斜向上安培力斜向下安培力水平現(xiàn)象：導(dǎo)體棒通電后向右運(yùn)動(dòng)的過程中，微力傳感器示數(shù)幾乎一直為零結(jié)論：導(dǎo)體棒所受安培力方向?yàn)樗较蛴?。力傳感器?shù)值應(yīng)為負(fù)力傳感器數(shù)值應(yīng)為零力傳感器數(shù)值應(yīng)為正安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：利用微力傳感器定量判定安培力的方向?qū)嶒?yàn)二：鋁箔棒起跳實(shí)驗(yàn)3.7V，750F超級(jí)電容器空心鋁箔棒平行強(qiáng)磁鐵直尺亞克力支架安培力的方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)B和I垂直時(shí)B

和I

不垂直（有夾角）起跳方向B、I、F安三者方向BBFIFI豎直向上豎直向上安培力垂直于磁場(chǎng)和電流方向構(gòu)成的平面，而磁場(chǎng)和電流可以成任意角度。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖深化對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的理解突破對(duì)安培力、磁場(chǎng)、電流方向間關(guān)系的認(rèn)知誤區(qū)培養(yǎng)問題意識(shí)訓(xùn)練高階思維能力批判性思維能力創(chuàng)造性解決問題的能力創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生從特殊到一般的認(rèn)知規(guī)律的實(shí)驗(yàn)安培力的大小實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)只定性探究安培力與各影響因素關(guān)系，缺少定量探究?jī)H利用矢量分解思想推導(dǎo)安培力大小表達(dá)式，缺乏實(shí)驗(yàn)佐證安培力的大小實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)安培力定量探究實(shí)驗(yàn)儀探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)指針調(diào)0°角定量探究1：探究安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表探究安培力大小的影響因素-控制變量法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)定量探究1：探究安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系定量探究1：探究安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)次數(shù)導(dǎo)線長(zhǎng)度/cm角度θ/°磁場(chǎng)電流/A線圈電流I/A安培力/16.20900.500.650.2526.20900.670.650.3636.20900.880.650.4346.20901.060.650.5456.20901.260.650.6266.20901.540.650.7676.20901.730.650.89結(jié)論：通電導(dǎo)線受到安培力大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比。

定量探究2：探究安培力與電流大小的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)定量探究2：探究安培力與電流大小的關(guān)系定量探究2：探究安培力與電流大小的關(guān)系探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

結(jié)論：通電導(dǎo)線受到的安培力大小與電流大小成正比。定量探究3：探究安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)定量探究3：探究安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系4.00cm5.30cm6.20cm6.90cm6.90cm定量探究3：探究安培力與導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)次數(shù)導(dǎo)線長(zhǎng)度/cm角度θ/°磁場(chǎng)電流/A線圈電流I/A安培力/14.00901.230.680.4525.30901.230.680.5436.20901.230.680.6346.90901.230.680.69

結(jié)論：通電導(dǎo)線受到安培力大小與長(zhǎng)度大小成正比。定量探究4：探究安培力與磁場(chǎng)及電流方向夾角θ的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)定量探究4：探究安培力與磁場(chǎng)及電流方向夾角θ的關(guān)系探究安培力大小的影響因素定量探究4：探究安培力與磁場(chǎng)及電流方向夾角θ的關(guān)系探究安培力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)結(jié)論：通電導(dǎo)線受安培力大小與磁場(chǎng)及電流方向夾角的正弦值成正比。次數(shù)導(dǎo)線長(zhǎng)度/cm角度θ/°

磁場(chǎng)電流/A線圈電流I/A安培力/1

5.3000.00

1.19

0.690.002

5.30300.50

1.19

0.690.273

5.30600.87

1.19

0.690.464

5.30901.00

1.19

0.690.535

5.301200.87

1.19

0.690.486

5.301500.50

1.19

0.690.337

5.301800.00

1.19

0.690.008

5.30210-0.50

1.19

0.69-0.289

5.30240-0.87

1.19

0.69-0.4710

5.30270-1.00

1.19

0.69-0.5411

5.30300-0.87

1.19

0.69-0.4712

5.30330-0.50

1.19

0.69-0.3213

5.303600.00

1.19

0.690.00