第三節(jié)磁場對通電矩形線圈的作用教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年中職基礎(chǔ)課-電工電子類-高教版（2021）-(物理)-55備課組主備人授課教師授教學(xué)科授課班級XX年級課題名稱教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容選自高教版（2021）中職基礎(chǔ)課-電工電子類教材，具體章節(jié)為“第三節(jié)磁場對通電矩形線圈的作用”。主要內(nèi)容包括：通電矩形線圈在磁場中的受力情況、安培力公式及其應(yīng)用、洛倫茲力公式及其應(yīng)用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握通電矩形線圈在磁場中的受力情況，能夠運(yùn)用安培力公式和洛倫茲力公式解決實(shí)際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)探究磁場對通電矩形線圈的作用，提高學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力。提升學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)，運(yùn)用數(shù)學(xué)公式描述物理現(xiàn)象，增強(qiáng)邏輯思維和抽象思維能力。增強(qiáng)學(xué)生信息意識，通過信息技術(shù)手段獲取和呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，提高信息處理能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-確定安培力公式：通過實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)，使學(xué)生理解并掌握安培力公式F=BILsinθ的應(yīng)用，能夠計(jì)算通電矩形線圈在磁場中的受力情況。

-洛倫茲力公式的應(yīng)用：重點(diǎn)講解洛倫茲力公式F=q(v×B)的應(yīng)用，讓學(xué)生理解并能夠計(jì)算帶電粒子在磁場中的受力情況，包括力的方向和大小。

-力的分解與合成：強(qiáng)調(diào)如何將安培力分解為水平和垂直分量，以及如何合成這些分量來分析線圈的運(yùn)動。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-安培力方向的理解：學(xué)生可能難以直觀理解安培力的方向，需要通過右手定則等工具來幫助理解和記憶。

-洛倫茲力與磁場方向的關(guān)系：學(xué)生可能難以區(qū)分洛倫茲力與磁場方向的關(guān)系，需要通過具體實(shí)例和動畫演示來幫助學(xué)生理解。

-力的合成與運(yùn)動分析：在復(fù)雜磁場中，線圈可能經(jīng)歷復(fù)雜的運(yùn)動，學(xué)生需要學(xué)會如何分析力的合成以及如何預(yù)測線圈的運(yùn)動軌跡。

-數(shù)值計(jì)算與誤差分析：在應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算時，學(xué)生可能面臨數(shù)值計(jì)算和誤差分析的問題，需要通過實(shí)例來教授如何處理這些情況。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解安培力公式和洛倫茲力公式的原理，結(jié)合實(shí)例分析，幫助學(xué)生建立清晰的概念。

2.實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)驗(yàn)演示通電矩形線圈在磁場中的受力情況，讓學(xué)生直觀感受物理現(xiàn)象，加深理解。

3.討論法：引導(dǎo)學(xué)生討論力的分解與合成問題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用動畫展示磁場對通電線圈的力作用，幫助學(xué)生形象理解抽象概念。

2.實(shí)驗(yàn)報告軟件：使用實(shí)驗(yàn)報告軟件輔助學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和效率。

3.互動平臺：利用在線互動平臺進(jìn)行課堂提問和討論，增強(qiáng)學(xué)生的參與感和學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。例如，要求學(xué)生預(yù)習(xí)安培力公式和洛倫茲力公式的定義。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“磁場對通電矩形線圈的作用”，設(shè)計(jì)問題如“如何確定安培力的方向？”和“洛倫茲力在不同磁場方向下的表現(xiàn)如何？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。例如，通過預(yù)習(xí)筆記的提交情況來評估學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照預(yù)習(xí)要求，閱讀相關(guān)資料，理解安培力公式和洛倫茲力公式的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問，為課堂討論做準(zhǔn)備。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處，以供課堂討論和評估。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過實(shí)驗(yàn)視頻展示通電矩形線圈在磁場中的運(yùn)動，引出課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解安培力公式和洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程和應(yīng)用，結(jié)合實(shí)例如電動機(jī)工作原理。

組織課堂活動：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生根據(jù)磁場方向和電流方向確定力的方向，以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證安培力公式。

解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，如“為什么安培力公式中的θ是90度？”進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題，如“如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證公式？”

參與課堂活動：學(xué)生積極參與小組討論，通過實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證安培力公式，加深對公式的理解。

提問與討論：學(xué)生針對不懂的問題或新的想法，如“安培力公式在不同磁場強(qiáng)度下的變化？”勇敢提問并參與討論。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置設(shè)計(jì)不同磁場和電流方向的安培力計(jì)算題，鞏固學(xué)生對公式的應(yīng)用。

提供拓展資源：提供與電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等應(yīng)用相關(guān)的視頻和文章，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，如指出計(jì)算錯誤或提出改進(jìn)建議。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，通過計(jì)算練習(xí)加深對安培力公式和洛倫茲力公式的理解。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，學(xué)習(xí)電動機(jī)的工作原理，了解磁場對線圈的實(shí)際應(yīng)用。

反思總結(jié)：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思，如“我如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了公式？”并提出改進(jìn)建議。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）磁場對通電導(dǎo)體作用的歷史背景和發(fā)展

介紹磁場對通電導(dǎo)體作用的歷史發(fā)展，從法拉第的電磁感應(yīng)現(xiàn)象到安培的電流產(chǎn)生磁場的實(shí)驗(yàn)，再到洛倫茲力的發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生了解物理學(xué)在磁場對通電導(dǎo)體作用領(lǐng)域的重大突破。

（2）磁場對通電矩形線圈的作用實(shí)驗(yàn)

提供多種實(shí)驗(yàn)方法，如使用霍爾效應(yīng)傳感器測量磁感應(yīng)強(qiáng)度、使用電流表和電壓表測量安培力大小等，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解磁場對通電矩形線圈的作用。

（3）通電矩形線圈在磁場中的運(yùn)動分析

介紹通電矩形線圈在磁場中的運(yùn)動規(guī)律，包括力矩、轉(zhuǎn)動慣量、轉(zhuǎn)動速度等，讓學(xué)生理解線圈在磁場中的運(yùn)動過程。

（4）磁場對通電導(dǎo)體作用的應(yīng)用

列舉磁場對通電導(dǎo)體作用的實(shí)際應(yīng)用，如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、感應(yīng)加熱等，讓學(xué)生了解物理學(xué)知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

（5）磁場與電磁波的關(guān)系

介紹磁場與電磁波的關(guān)系，包括電磁波的傳播速度、波長、頻率等，讓學(xué)生了解電磁波的產(chǎn)生和傳播過程。

（6）磁場與量子力學(xué)的關(guān)系

簡要介紹磁場與量子力學(xué)的關(guān)系，如電子在磁場中的回旋運(yùn)動、塞曼效應(yīng)等，讓學(xué)生了解物理學(xué)領(lǐng)域的跨學(xué)科知識。

2.拓展建議

（1）閱讀拓展

推薦學(xué)生閱讀以下書籍和文章，以加深對磁場對通電導(dǎo)體作用的理解：

-《電磁學(xué)原理》作者：詹姆斯·克拉克·麥克斯韋

-《電磁學(xué)》作者：伊薩克·牛頓

-《物理學(xué)史》作者：喬治·桑德斯

（2）實(shí)驗(yàn)拓展

鼓勵學(xué)生參與以下實(shí)驗(yàn)，以親身體驗(yàn)磁場對通電導(dǎo)體作用：

-磁場對通電直導(dǎo)線的作用實(shí)驗(yàn)

-磁場對通電矩形線圈的作用實(shí)驗(yàn)

-磁場對通電螺線管的作用實(shí)驗(yàn)

（3）實(shí)踐活動拓展

組織學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室，了解磁場對通電導(dǎo)體作用在實(shí)際工程中的應(yīng)用，如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等。

-參觀電力公司，了解發(fā)電機(jī)的原理和工作過程。

-參觀汽車制造廠，了解電動汽車的電動機(jī)原理。

-參觀科研機(jī)構(gòu)，了解電磁場在科研領(lǐng)域的應(yīng)用。

（4）課程設(shè)計(jì)拓展

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個與磁場對通電導(dǎo)體作用相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，如：

-設(shè)計(jì)一個簡易的電動機(jī)模型，分析其工作原理。

-設(shè)計(jì)一個簡易的發(fā)電機(jī)模型，分析其工作原理。

-設(shè)計(jì)一個簡易的變壓器模型，分析其工作原理。

（5）小組討論拓展

組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享對磁場對通電導(dǎo)體作用的理解和看法，如：

-討論磁場對通電導(dǎo)體作用在生活中的應(yīng)用。

-討論磁場對通電導(dǎo)體作用在其他學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用。

-討論磁場對通電導(dǎo)體作用的發(fā)展趨勢。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)將作為評價的一部分。觀察學(xué)生的參與度、提問的積極性、對問題的思考深度以及回答問題的準(zhǔn)確性。例如，通過提問和回答問題，評價學(xué)生對安培力公式和洛倫茲力公式的理解程度。

2.小組討論成果展示：

3.隨堂測試：

進(jìn)行隨堂測試，以評估學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況。測試可能包括選擇題、填空題和簡答題，涵蓋安培力公式、洛倫茲力公式及其應(yīng)用。通過測試成績，了解學(xué)生對公式計(jì)算和物理現(xiàn)象分析的能力。

4.實(shí)驗(yàn)報告評估：

對于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，評估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果分析和結(jié)論。通過實(shí)驗(yàn)報告，了解學(xué)生是否能夠正確操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是否能夠準(zhǔn)確測量和記錄數(shù)據(jù)，以及是否能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出合理的結(jié)論。

5.教師評價與反饋：

針對學(xué)生的整體表現(xiàn)，教師將給出評價和反饋。評價將集中在學(xué)生的知識掌握、技能應(yīng)用和問題解決能力上。例如，教師可能會指出學(xué)生在應(yīng)用安培力公式時犯的錯誤，并提供具體的糾正方法。同時，教師會鼓勵學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力，并提出個性化的學(xué)習(xí)建議。板書設(shè)計(jì)①磁場對通電矩形線圈的作用

-安培力公式：F=BILsinθ

-洛倫茲力公式：F=q(v×B)

-右手定則：確定安培力方向

-左手定則：確定洛倫茲力方向

②力的分解與合成

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