主題五電與磁及其應(yīng)用

第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

課程類(lèi)型啟發(fā)講授課課時(shí)1學(xué)時(shí)

本節(jié)主要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解安培力的概念，能利用左

手定則判斷安培力的方向。了解直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，能列

教材內(nèi)容

舉直流電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例。通過(guò)控制變量實(shí)驗(yàn)，

分析

進(jìn)一步了解安培定律，知道通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)垂直時(shí)所受安培力

的大小與哪些因素有關(guān)，會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。

學(xué)生在初中雖然學(xué)習(xí)過(guò)安培力，但是沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)判斷安培

力方向的方法，也不會(huì)計(jì)算安培力的大小，這兩個(gè)內(nèi)容都是后

學(xué)情分析

面理解電動(dòng)機(jī)、磁電式電表的工作原理的基礎(chǔ)，因此都是本節(jié)

學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

1.鞏固安培力的概念，了解安培定律，形成安培力的方向

由電流方向和磁場(chǎng)方向共同決定、安培力的大小由磁感應(yīng)強(qiáng)度、

電流和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度等因素共同決定等物理觀(guān)念，并能用其解釋生

產(chǎn)生活中的相關(guān)電磁現(xiàn)象。

2.了解建構(gòu)直流電動(dòng)機(jī)、磁電式儀表等物理模型的方法。

了解總結(jié)左手定則、安培定律時(shí)使用的控制變量、綜合、歸納

教學(xué)目標(biāo)等科學(xué)方法。

3.通過(guò)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察與討論，提高實(shí)驗(yàn)觀(guān)察等核心素

養(yǎng)。通過(guò)對(duì)磁電式儀表工作原理的了解，增強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用等核心

素養(yǎng)。

4.了解科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律的過(guò)程，增強(qiáng)精益求精的

工匠精神。了解直流電動(dòng)機(jī)和磁電式儀表在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)

用，體會(huì)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用，增強(qiáng)科技傳承

的社會(huì)責(zé)任感。

教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生了解左手定則，了解安培定律。

使用綜合法，歸納左手定則。利用控制變量法探究安培定

教學(xué)難點(diǎn)

律。

讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀(guān)念，

教學(xué)策略

提高實(shí)驗(yàn)觀(guān)察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實(shí)驗(yàn)、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀(guān)察實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

多媒體課件展示系統(tǒng)、平行導(dǎo)軌架1個(gè)、蹄形磁鐵1個(gè)、

導(dǎo)體棒1根（鋁管或銅管）、一號(hào)干電池1節(jié)、單刀開(kāi)關(guān)1個(gè)、

教學(xué)資源導(dǎo)線(xiàn)若干、帶橫桿的鐵架臺(tái)1個(gè)、特大號(hào)鐵氧體蹄形磁鐵3個(gè)、

直徑約1mm長(zhǎng)約10cm的銅導(dǎo)體棒1根、學(xué)生電源1臺(tái)、滑

動(dòng)變阻器（10。2A）1個(gè)、電流表（3A）1個(gè)等。

課堂實(shí)施

教學(xué)設(shè)計(jì)意

教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

環(huán)節(jié)圖

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以歸納出安培1.安排學(xué)對(duì)教材和讓學(xué)生

力的方向跟磁場(chǎng)方向和電流方生進(jìn)行預(yù)教學(xué)視頻通過(guò)課

向三者之間的關(guān)系是怎樣的？習(xí)（閱讀教進(jìn)行學(xué)習(xí)前自主

2.什么是綜合法？材、觀(guān)看老和思考，學(xué)習(xí)，發(fā)

3.什么是左手定則？師提供的并與同學(xué)現(xiàn)自己

課前

4.什么是歸納法？微課視討論其中不理解

準(zhǔn)備

5.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是頻）。發(fā)現(xiàn)的問(wèn)的問(wèn)題，

什么？2.就學(xué)生題，將疑準(zhǔn)備到

6.通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，安培力的大提出的問(wèn)問(wèn)反饋給課堂上

小與哪些因素有關(guān)？題進(jìn)行有老師。與同學(xué)

7.什么是安培定律？針對(duì)性地討論，與

8.磁電式儀表的主要工作原備課，準(zhǔn)備老師交

理是什么？在課堂上流,解決

學(xué)生討論疑問(wèn)。

時(shí)給予指

導(dǎo)。

新創(chuàng)設(shè)情境：展示圖片、觀(guān)看、思激發(fā)學(xué)

現(xiàn)代家庭生活中必備提問(wèn)：考生學(xué)習(xí)

課

的一些大小電器，如洗衣電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，明

引機(jī)、油煙機(jī)、換氣扇、豆?jié){什么會(huì)轉(zhuǎn)確學(xué)習(xí)

入機(jī)、榨汁機(jī)、吹風(fēng)機(jī)等（如動(dòng)呢？目標(biāo)

圖所示）都是利用電動(dòng)機(jī)

進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。

新演示實(shí)驗(yàn)：研究安培力與進(jìn)行演示觀(guān)看實(shí)引導(dǎo)學(xué)

電流、磁場(chǎng)三者方向之間實(shí)驗(yàn)，組織驗(yàn)、合作生通過(guò)

課

關(guān)系合作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)、回現(xiàn)象歸

教將一根導(dǎo)體棒（鋁管提問(wèn)：答：納規(guī)律。

課堂學(xué)或銅管）放在如圖所示的安培力的F、B、I三

實(shí)施實(shí)驗(yàn)裝置上，調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝方向跟磁者可以用

置的位置，使導(dǎo)體棒朝向場(chǎng)方向和右手大拇

南北方向，用一節(jié)干電池電流方向指、中指、

給導(dǎo)體棒供電。按照表中三者之間食指相互

的順序，分別改變電流和的關(guān)系是垂直表

磁場(chǎng)的方向，觀(guān)察導(dǎo)體棒什么？示，或其

的運(yùn)動(dòng)情況，將觀(guān)察到的他表示

現(xiàn)象記錄在表中。法。

【思維與方法】綜合法講述傾聽(tīng)讓學(xué)生

綜合法就是把研究對(duì)了解綜

象的各個(gè)部分、方面和因合這一

素聯(lián)合起來(lái)加以研究，從

而在整體上把握事物的本科學(xué)方

質(zhì)和規(guī)律的思維方法。法。

綜合是在分析研究的

基礎(chǔ)上進(jìn)行的，把分析的

結(jié)果聯(lián)系在一起，能使各

個(gè)部分、要素脫離并列的

狀態(tài)，呈現(xiàn)出有機(jī)的聯(lián)系，

形成多樣性的統(tǒng)一體，能

更深刻地認(rèn)識(shí)對(duì)象的本質(zhì)

和規(guī)律。

左手定則（如圖所展示圖片、觀(guān)看、傾讓學(xué)生

示）：伸開(kāi)左手，使大拇指講解聽(tīng)、理解、了解利

跟其余四個(gè)手指垂直，并記憶用左手

且都跟手掌在同一個(gè)平面定則來(lái)

內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁判定安

感線(xiàn)垂直穿入手心，并使培力方

伸開(kāi)的四指指向電流的方向的方

向，那么，大拇指所指的方法。

向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中

所受安培力的方向。

直流電動(dòng)機(jī)工作原回應(yīng)“情境觀(guān)看、傾讓學(xué)生

理：利用左手定則可知，磁與問(wèn)題”中聽(tīng)、理解、了解左

場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈中左側(cè)的導(dǎo)的問(wèn)題，展記憶手定則

線(xiàn)產(chǎn)生向上的安培力，對(duì)示圖片，講在直流

線(xiàn)圈中右側(cè)的導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生向解。電動(dòng)機(jī)

下的安培力，從而對(duì)線(xiàn)圈中的應(yīng)

產(chǎn)生力矩作用，使它繞著用。

中軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線(xiàn)圈從圖示

位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，線(xiàn)圈會(huì)

通過(guò)換向器將電流的方向

反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，使其繼續(xù)旋轉(zhuǎn)

下去。

演示實(shí)驗(yàn)：研究影響安培進(jìn)行演示觀(guān)看實(shí)引導(dǎo)學(xué)

力大小的因素實(shí)驗(yàn)，組織驗(yàn)、記錄生通過(guò)

將三塊相同的鐵氧體學(xué)生合作數(shù)據(jù)、合實(shí)驗(yàn)觀(guān)

蹄形磁鐵并列放置，用4根學(xué)習(xí)：作學(xué)習(xí)、察，得出

導(dǎo)線(xiàn)分別與銅質(zhì)導(dǎo)體棒相通過(guò)觀(guān)察、回答：科學(xué)結(jié)

連，將導(dǎo)體棒懸掛在磁鐵比較發(fā)現(xiàn)，安培力的論，了解

的兩極之間，如圖所示。安培力的大小與磁科學(xué)方

1.先用1.0A的電流通過(guò)大小與哪感應(yīng)強(qiáng)法。

導(dǎo)線(xiàn)“1、4”給導(dǎo)體棒通電，些因素有度、電流、

觀(guān)察導(dǎo)線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)情況。關(guān)？導(dǎo)體棒長(zhǎng)

2.將全部磁鐵向后撤出一度有關(guān)。

定距離，讓導(dǎo)體棒懸掛在

磁場(chǎng)較弱的開(kāi)口外側(cè)，再

用1.0A的電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)

“1、4”給導(dǎo)體棒通電，觀(guān)

察導(dǎo)線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)情況，與步

驟1的情況比較，判斷安

培力大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小的關(guān)系。

3.依然將導(dǎo)體棒懸掛在蹄

形磁鐵的兩極之間，用2.0

A的電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)“1、4”

給導(dǎo)體棒通電，觀(guān)察導(dǎo)線(xiàn)

的偏轉(zhuǎn)情況，與步驟1的

情況比較，判斷安培力大

小與電流大小的關(guān)系。

4.保持導(dǎo)體棒懸掛在蹄形

磁鐵的兩極之間，用L0A

的電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)“2、3”給

導(dǎo)體棒通電，觀(guān)察導(dǎo)線(xiàn)的

偏轉(zhuǎn)情況，與步驟1的情

況比較，判斷安培力大小

與導(dǎo)體棒長(zhǎng)度的關(guān)系。

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)人們歸講解觀(guān)看、傾讓學(xué)生

納出，當(dāng)把一段長(zhǎng)度為/、聽(tīng)、理解、了解安

電流為/的通電導(dǎo)線(xiàn)垂直記憶培定律。

于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B的磁場(chǎng)時(shí)，通電導(dǎo)

線(xiàn)所受到的安培力的大小

與磁感應(yīng)強(qiáng)度3、電流/、

導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度/都成正比。這個(gè)

規(guī)律最初是由安培發(fā)現(xiàn)

的，所以人們把它稱(chēng)為安

培定律。用公式表示為

F=BIl

式中，F(xiàn)、B、I、1的國(guó)際單

位制單位分別為N、T、A、

mo

示例在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度展示圖片、觀(guān)看、傾讓學(xué)生

為0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有講解例題聽(tīng)、理解、了解應(yīng)

一根與磁場(chǎng)方向垂直，長(zhǎng)記憶用安培

0.2m的通電導(dǎo)線(xiàn)a",如圖定律解

所示。若導(dǎo)線(xiàn)中通以0.5A決問(wèn)題

由。到Z?方向的電流，求的形式

與方法。

導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小和

方向。

分析本題已知磁場(chǎng)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度8、通電導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)

度/、通電導(dǎo)線(xiàn)中電流的大

小/,且電流方向與磁場(chǎng)方

向垂直，滿(mǎn)足安培定律的

條件，運(yùn)用公式即可求出

安培力的大小。安培力的

方向可以用左手定則進(jìn)行

判斷。

解根據(jù)安培定律，安培

力的大小為

F=B//=0.8X0.5X0.2

N=0.08N

運(yùn)用左手定則可以判斷出

安培力的方向?yàn)榇怪庇诩?/p>

面向外。

【應(yīng)用與拓展】磁電式儀組織學(xué)生閱讀、質(zhì)讓學(xué)生

表的工作原理自主學(xué)習(xí)、疑了解安

在實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中經(jīng)常巡視、指培定律

使用的電流表、電壓表、多導(dǎo)、答疑在磁電

用表等都屬于磁電式儀式儀表

表。磁電式儀表是應(yīng)用通中的應(yīng)

電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受磁力矩用。

作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成

的，它的構(gòu)造一般如圖所

Zj\o

本節(jié)的主要內(nèi)容講完組織學(xué)生向老師提通過(guò)思

自了，同學(xué)還有哪些疑問(wèn)，自自由提問(wèn)、出自己的想的碰

由提問(wèn)，小組討論，自由搶討論，或回疑問(wèn)、回撞，發(fā)展

由

答。答問(wèn)題。答同學(xué)的學(xué)生質(zhì)

討

問(wèn)題。疑創(chuàng)新

論