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《磁场对通电导线作用》探究式教学设计

编辑:宁喆 发布时间:2013-11-24 11:04:59点击次数:

《磁场对通电导线作用》探究式教学设计

黄梅一中   王陈林

 

【教学内容】人教版高中物理第二册第十五章第二节

【教学目标】

一、知识与技能

1、知道安培力是磁场对电流的作用

2、理解安培力的大小与磁感应强度B、电流I和导线长度L之间的关系

3、知道左手定则,并能用左手定则判断安培力的方向

二、过程与方法

1、让学生通过猜想和实验验证影响安培力大小的因素,使学生经历科学探究的过程,体验科学探究的方法,掌握控制变量法。

2、让学生通过探究安培力的方向与磁场方向、电流方向间的关系,感受利用类比的方法研究物理问题的思想,培养学生概括、归纳能力。

三、情感态度与价值观

1、通过学生参与科学探究活动,激发学生科学探究的热情,培养学生崇尚科学的情感和加强合作的精神。

2、通过学生的实验探究,培养学生的细心观察、勤于思考、实事求是的科学态度和良好的学习习惯。

【教学重点】

1、探究影响安培力大小的因素

2、分析、归纳判断安培力方向的方法

【教学难点】

判断安培力、磁场、电流三者之间的方向关系

【教学方法】

自主探究与引导探究相结合的方法

【教学用具】

多媒体、投影仪、课件、干电池、蹄形磁铁、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干、导体棒、学生分组实验仪器(蹄形磁铁、线圈、干电池)

【教学过程】

 

 

 

教学环节

教学内容

设计思路

同学们,首先,我们来看一段视频 (用多媒体展示电磁炮的图片).

:这是一种先进的“电磁炮”,它具有隐蔽性强、稳定性好,初速度大、射程远、命中精度高等特点。那么,这种炮弹是如何发射出去的呢?学习了本节课的内容后,就可以弄清其中的奥秘。这就是我们今天要探究的《磁场对通电导线的作用》。

 

【板书】磁场对通电导线的作用 

我们把磁场对电流的作用力叫安培力。而力是一个矢量,既有大小,又有方向,我们要研究安培力就要从大小和方向两个方面进行。首先我们来探究安培力的大小——探究主题一。

 

通过多媒体创设新颖情境,激发学生学习兴趣,明确学习目的.

 

 

 

主题一】:安培力大小与哪些因素有关?

师:先看一个演示实验(磁场强弱不同,安培力不同),根据你观察到的现象,你认为安培力大小可能与哪些因素有关?

【板书】猜想一:可能与磁场强弱有关

结论一:安培力与磁场强弱有关,且B大、F大,B小、F小。

猜想二:. 可能与电流大小有关.

猜想三:可能与导线长度有关

师:大家的猜想是否正确呢?这需要通过实验来验证。

教师简单介绍一下实验器材

师:大家能否根据这些器材设计一个实验来验证你的猜想二?(安培力与电流大小的关系)

为了实验有序进行,我们把全班分为12个小组,前后左右5个同学一组,各组自行选举一名同学为组长,负责记录实验现象,填写好学案中的实验报告,其他同学要相互配合,密切合作。

下面请第2小组同学交流一下你们的实验情况(按实验步骤、实验现象、结论)。

如果该小组回答不全面,可让第5小组同学补充回答。

结论二:安培力大小与电流大小有关,且I大、F大,I小、F小。

猜想三是否正确?我们一起来验证一下。(师生合作做实验进行验证)

结论三:安培力大小与导线长度有关,且L大、F大,L小、F小。

小结:通过更精确的实验,我们可以知道,安培力FBIL之间有这样的关系:F=BILFB成正比、与I成正比、与L成正比,或者说,F等于BIL三者的乘积。

是不是通电导线任意放置时,都有上述关系成立呢?

不是的,只有当磁场为匀强磁场,且通电直导线与磁场方向垂直时,才有上述关系。如果通电直导线与磁场方向平行时,则F=0。当通电直导线与磁场方向夹 角时,则F=BILsin

至此,我们已经知道了影响安培力大小的因素,以及安培力的计算公式。那么,安培力的方向与磁场方向、电流方向之间又有什么关系呢?这就是我们要探究的主题二。

通过演示实验引导学生猜想安培力大小与哪些因素有关,培养学生独立思考、积极参与教学活动的良好习惯,形成善于发现问题、提出问题的优良品质。通过实验探究,培养学生观察、实验设计、分析归纳能力以及严谨的科学思维和创新的探究思路。

主题二】:安培力的方向与磁场、电流方向有什么关系?

这三者的方向之间到底有什么关系呢?下面还是让大家通过实验来探究。

1、仍然按前面的分组进行实验,实验器材不变,请大家自行设计实验,请各小组组长作好实验记录,填写好学案中的表格。

磁极位置

电流方向

线圈运动方向

方向关系图示

N极在上

电流向里

 

 

N极在下

电流向里

 

 

N极在上

电流向外

 

 

N极在下

电流向外

 

 

分组交流:请第X小组同学交流一下你们的实验情况(实验步骤、实验现象、实验结论)

学生归纳:安培力方向与磁场方向、电流方向有关,且安培力方向与磁场方向、电流方向垂直.

对于这样一种方向关系,大家有没有一种好的方法,把它们形象、简单地表示出来。

生:左手定则

师:你能否比划给大家看看。

小结:伸出左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,且跟手掌在一个平面内。把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.

记忆方法:伸开左手,四指电流,磁线穿掌,拇指力向。

【课件展示左手安则】

2、应用安培定则判断导线受力方向

3、观察物理与STS相联系的图片或视频。

学生通过实验探究总结归纳出安培力方向与电流方向、磁场方向之间的关系,由学生自已总结出左手定则,并初步应用左手定则解决实际问题,培养学生空间想像能力和归纳、类比能力。

课堂小结

1、你认为电磁炮是怎样工作的?

2、要想提高电磁炮的发射速度,你认为可以采取哪些措施?

采取任务驱动式课堂小结,让学生在解决问题中回顾、运用本节知识,能更好地促进知识的内化和提升。

课外探索

请同学以“我想像中的磁悬浮列车”为题,写一篇科普小论文(要说出磁悬浮列车的核心结构、工作原理、运行特点等)。

课外探索,增宽学生知识面,增强学生学习兴趣.

 


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