1.1.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）1.1.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”為主題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理論分析相結(jié)合的方式，引導(dǎo)學(xué)生理解洛倫茲力的產(chǎn)生原理和計(jì)算方法。課程設(shè)計(jì)緊密圍繞人教版選擇性必修第二冊(cè)物理教材，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和理論思維能力。通過(guò)課堂講解、小組討論、實(shí)驗(yàn)演示等環(huán)節(jié)，使學(xué)生深刻掌握磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力這一重要概念。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.發(fā)展科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，培養(yǎng)觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。

2.培養(yǎng)科學(xué)思維，理解洛倫茲力的產(chǎn)生機(jī)制，運(yùn)用物理模型解釋現(xiàn)象。

3.增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在工程和技術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解并掌握洛倫茲力的概念及其計(jì)算公式。

②能夠運(yùn)用左手定則判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力的方向。

③掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的方法，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和數(shù)據(jù)分析。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解洛倫茲力的方向與電流方向、磁場(chǎng)方向的關(guān)系，特別是當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)的情形。

②掌握在復(fù)雜磁場(chǎng)中計(jì)算通電導(dǎo)線受力情況，包括非均勻磁場(chǎng)和多個(gè)磁場(chǎng)疊加的情況。

③分析實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理解釋。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以幫助學(xué)生直觀理解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的概念。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電流表、導(dǎo)線、磁鐵、電源等實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：布置教室環(huán)境，包括分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以適應(yīng)教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)PPT，要求學(xué)生閱讀關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的基本原理和公式。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：設(shè)計(jì)問(wèn)題如“如何判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力？”，引導(dǎo)學(xué)生思考力的方向和大小。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)班級(jí)微信群監(jiān)控學(xué)生預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保學(xué)生完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，理解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行思考，例如計(jì)算特定條件下的洛倫茲力。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和思考結(jié)果提交至平臺(tái)，教師進(jìn)行初步評(píng)估。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)展示通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的視頻，引出本節(jié)課的主題。

講解知識(shí)點(diǎn)：講解洛倫茲力的計(jì)算公式，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明如何應(yīng)用左手定則。

組織課堂活動(dòng)：進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，并記錄數(shù)據(jù)。

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，及時(shí)給予解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，思考洛倫茲力的計(jì)算和應(yīng)用。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。

提問(wèn)與討論：學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)中的疑問(wèn)，與同學(xué)和老師進(jìn)行討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：講解洛倫茲力的基本原理和計(jì)算方法。

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生直觀感受磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置計(jì)算不同條件下洛倫茲力的作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)公式的應(yīng)用。

提供拓展資源：推薦相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站和書籍，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：批改作業(yè)，針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤給予反饋，并指導(dǎo)學(xué)生如何改進(jìn)。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)。

拓展學(xué)習(xí)：利用推薦資源進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，加深對(duì)磁場(chǎng)和電流關(guān)系的理解。

反思總結(jié)：學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，總結(jié)學(xué)習(xí)心得，提出改進(jìn)措施。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：介紹磁場(chǎng)的概念、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)線等基本概念，以及磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。

-洛倫茲力的歷史背景：介紹洛倫茲力的發(fā)現(xiàn)者亨德里克·安東·洛倫茲及其貢獻(xiàn)，以及洛倫茲力在物理學(xué)中的地位。

-通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：探討通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力的大小和方向，以及運(yùn)動(dòng)軌跡的變化。

-磁場(chǎng)與電流的關(guān)系：研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，包括安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律等。

-磁場(chǎng)在生活中的應(yīng)用：介紹磁場(chǎng)在電機(jī)、變壓器、磁懸浮列車等設(shè)備中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-閱讀物理科普書籍：推薦閱讀《電磁學(xué)的故事》、《電磁學(xué)原理》等書籍，了解電磁學(xué)的發(fā)展歷程和基本原理。

-觀看科普視頻：推薦觀看“電磁學(xué)原理”系列視頻，通過(guò)動(dòng)畫演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。

-參與物理實(shí)驗(yàn)：鼓勵(lì)學(xué)生參與電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，如制作小型電動(dòng)機(jī)、觀察通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等。

-查閱相關(guān)資料：指導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)磁場(chǎng)和電流關(guān)系的科學(xué)論文，了解電磁學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

-開(kāi)展小組討論：組織學(xué)生開(kāi)展關(guān)于磁場(chǎng)和電流關(guān)系的小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

-設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如利用磁場(chǎng)控制電流的方向，探索電磁學(xué)的更多可能性。

-參加物理競(jìng)賽：推薦學(xué)生參加物理競(jìng)賽，如全國(guó)青少年物理競(jìng)賽，提升學(xué)生的物理素養(yǎng)和競(jìng)賽能力。

-探索電磁學(xué)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電磁學(xué)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如生物醫(yī)學(xué)、信息技術(shù)等。

-撰寫科普文章：鼓勵(lì)學(xué)生撰寫關(guān)于電磁學(xué)的科普文章，提高學(xué)生的寫作能力和科學(xué)傳播意識(shí)。典型例題講解例題1：

一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，放置在水平面內(nèi)，導(dǎo)線與x軸重合。另一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I'，放置在垂直面內(nèi)，導(dǎo)線與y軸重合。求兩導(dǎo)線之間的相互作用力。

解答：

設(shè)兩導(dǎo)線之間的距離為d，根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，導(dǎo)線在x軸處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為：

\[B_x=\frac{\mu_0I}{2\pid}\]

同理，導(dǎo)線在y軸處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為：

\[B_y=\frac{\mu_0I'}{2\pid}\]

由于磁場(chǎng)是矢量，我們需要計(jì)算兩個(gè)磁場(chǎng)的矢量和。根據(jù)右手定則，我們可以得到兩個(gè)磁場(chǎng)在x軸和y軸方向上的分量。然后，我們可以使用安培力公式計(jì)算兩個(gè)導(dǎo)線之間的相互作用力：

\[F=B_xI'\cdotl+B_yI\cdotl\]

其中，l是導(dǎo)線的長(zhǎng)度。代入磁場(chǎng)表達(dá)式，得到：

\[F=\frac{\mu_0II'}{2\pi}\cdot\frac{l^2}5z9jf79\]

例題2：

一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，放置在平面內(nèi)，導(dǎo)線與x軸重合。一圓形導(dǎo)線通有電流I'，放置在垂直平面內(nèi)，導(dǎo)線與y軸重合。圓形導(dǎo)線的半徑為r，求圓形導(dǎo)線中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

解答：

圓形導(dǎo)線在中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

\[B=\frac{\mu_0I'}{2r}\]

這個(gè)結(jié)果是通過(guò)積分計(jì)算得到的，考慮到圓形導(dǎo)線在中心處的磁場(chǎng)是均勻分布的。

例題3：

一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，放置在平面內(nèi)，導(dǎo)線與x軸重合。一矩形線圈通有電流I'，放置在垂直平面內(nèi)，導(dǎo)線與y軸重合。矩形線圈的長(zhǎng)為a，寬為b，求矩形線圈中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

解答：

矩形線圈在中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以通過(guò)疊加原理計(jì)算。將矩形線圈分成多個(gè)小矩形，每個(gè)小矩形產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以單獨(dú)計(jì)算，然后將它們疊加起來(lái)。對(duì)于每個(gè)小矩形，磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

\[B_{\text{小矩形}}=\frac{\mu_0I'}{2\pid}\]

其中，d是小矩形中心到導(dǎo)線的距離。通過(guò)積分，可以得到矩形線圈中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：

\[B=\frac{\mu_0I'}{2\pi\sqrt{a^2+b^2}}\]

例題4：

一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，放置在平面內(nèi)，導(dǎo)線與x軸重合。一圓形線圈通有電流I'，放置在垂直平面內(nèi)，導(dǎo)線與y軸重合。圓形線圈的半徑為r，求圓形線圈中心處的磁場(chǎng)力矩。

解答：

磁場(chǎng)力矩可以通過(guò)計(jì)算圓形線圈上每個(gè)微小電流元受到的力矩的積分得到。對(duì)于每個(gè)微小電流元，力矩為：

\[\tau_{\text{微小}}=I'\cdotdL\timesB\]

其中，dL是微小電流元的長(zhǎng)度，B是磁場(chǎng)。通過(guò)積分，可以得到圓形線圈中心處的磁場(chǎng)力矩為：

\[\tau=\frac{\mu_0I'I}{2r}\]

例題5：

一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，放置在平面內(nèi)，導(dǎo)線與x軸重合。一矩形線圈通有電流I'，放置在垂直平面內(nèi)，導(dǎo)線與y軸重合。矩形線圈的長(zhǎng)為a，寬為b，求矩形線圈在導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的力矩。

解答：

矩形線圈在導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的力矩可以通過(guò)計(jì)算線圈上每個(gè)微小電流元受到的力矩的積分得到。對(duì)于每個(gè)微小電流元，力矩為：

\[\tau_{\text{微小}}=I'\cdotdL\timesB\]

其中，dL是微小電流元的長(zhǎng)度，B是磁場(chǎng)。通過(guò)積分，可以得到矩形線圈受到的力矩為：

\[\tau=\frac{\mu_0I'Ia^2}{2\pib}\]教學(xué)評(píng)價(jià)1.課堂評(píng)價(jià)

-提問(wèn)反饋：在課堂教學(xué)中，通過(guò)提問(wèn)學(xué)生關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的基本概念、計(jì)算方法以及實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，并根據(jù)學(xué)生的回答情況進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)和解釋。

-觀察記錄：在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確，以及學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí)是否能夠獨(dú)立思考并解決問(wèn)題。

-課堂測(cè)試：在課程結(jié)束后，進(jìn)行短暫的課堂測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的理解程度和計(jì)算能力。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

-作業(yè)批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，關(guān)注學(xué)生的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果，以及對(duì)公式的運(yùn)用是否正確。

-作業(yè)點(diǎn)評(píng)：針對(duì)學(xué)生的作業(yè)，給予具體的點(diǎn)評(píng)和建議，指出作業(yè)中的錯(cuò)誤和不足，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我修正。

-反饋交流：與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面的交流，了解學(xué)生在完成作業(yè)過(guò)程中遇到的困難和問(wèn)題，解答學(xué)生的疑問(wèn)，并指導(dǎo)學(xué)生如何提高學(xué)習(xí)效果。

3.形成性評(píng)價(jià)

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)：對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)，考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)記錄和分析能力。

-小組討論評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)學(xué)生在小組討論中的參與度、合作精神和解決問(wèn)題的能力。

-反思總結(jié)評(píng)價(jià)：鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思總結(jié)，評(píng)價(jià)學(xué)生是否能夠發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)措施。

4.總結(jié)性評(píng)價(jià)

-期末考試：通過(guò)期末考試，全面評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的知識(shí)掌