11磁场对通电导线的作用力教学设计-高二下学期物理人教版选择性.docx

1

磁场对通电导线的作用力

【教学目标】

物理观念∶通过磁场对通电导线作用力的实验，认识安培力，学会运用左手定则判断安培力的方向。

科学思维∶经历安培力方向和大小的研究过程，在科学推理、科学论证的过程中理解安培力方向的判

断方法和大小计算公式。

科学探究：经历提出问题、形成猜想、设计方案、进行实验、得出结论等探究过程，学习观察现象、

分析论证、归纳总结的科学方法。

科学态度与责任∶通过科学探究的过程，养成科学严谨、实事求是的科学态度，通过磁电式电流表的

原理分析，体会科学技术对社会发展的促进作用。

【教学重难点】

教学重点：安培力的方向和大小。

教学难点：安培力的方向及其与电流和磁感应强度方向之间的空间关系。

【教学流程图】

导入新课

安培力

探究实验安培力方向

安培力大小

左手定则

应用

课堂小结

课堂小结

→回扣引入

演示实验

【教学过程】

（一）引入新课

展示自制“简易电动机”，学生观察到线圈能够转动起来，激发学生的兴趣，引导学生观察线圈转动

的方向，激发学生的好奇心，从而引入新课。

2

设计意图：通过自制“简易电动机”设置问题情境，吸引学生的注意，引发学生对“转动”和“转动

方向”思考，激发学生好奇心和求知欲。

（二）新课教学

1.安培力

在必修课中，学生已经知道，通电导线垂直放到磁场当中要受到力的作用，通电导线与磁场平行时不受安培力。通过演示实验直观感受安培力。器材有：干电池、自制线圈、铁架台、蹄形磁铁、开关和导线

若干，按下图组装起来，让学生观察接通电路前后线圈的运动状态。

线圈由静止变为运动，说明受到了力的作用，从而引出安培力的概念。

简要介绍物理学家安培，使学生了解安培在电磁学领域做出的突出贡献，指出本节课的重点内容。

设计意图：利用自制线圈组装器材，进行演示实验，让学生直观感受安培力的存在，从而引出安培力，

明确本节课的学习内容。

2.安培力方向

（1）探究实验

安培力的方向跟哪些因素有关呢？

学生猜想：安培力方向可能与电流方向、磁场方向有关。

由于导线的放置方向和磁场方向在空间是任意的，要研究安培力方向与电流方向、磁场方向的关系时很困难的，本着从简单到复杂，从特殊到一般的原则，先研究电流与磁场垂直的情况。结合实验装置，学

生结合控制变量的思想，讨论实验方案。

实验方案：控制电流的方向不变，互换磁极位置；互换电源正负极，再次互换磁极位置

安培力的方向如何确定？是沿水平方向吗？

3

简要介绍电子秤的功能，引导学生进行分析。若线圈受力沿着水平方向，线圈对磁铁的反作用力也沿着水平方向，电子秤的示数将不发生变化；若线圈受力不沿着水平方向，那么根据牛顿第三定律，线圈对

磁铁的反作用力也不沿水平方向，电子秤的示数就要发生变化。

F

F

实验结果表明，电子秤的示数几乎不变，安培力方向沿着水平方向。

记录实验信息？

表示电流方向垂直纸面向外

8表示电流方向垂直纸面向里

将立体图转化成平面图。

学生分组实验。

展示记录结果。

当电流的方向或磁场的方向发生变化时，安培力的方向也发生了变化，三者方向之间有怎样的关系呢？

你能发现三者方向间的内在规律吗？

用木棒制作模具，尝试寻找三者方向间的内在规律，发现四种情况下，安培力的方向与电流方向和磁

场方向间的关系时确定的，就像立方体过同一顶点的三条边。

利用这个模具，就可以判断安培力的方向。但这个模具使用不方便，你能不能找到一种简单的方法，

可以方便的表示三者方向间的内在规律吗？

左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心垂直

进入，并使四指指向电流的方向，这时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。

4

实验结果是否满足左手定则？大家可以试一下。

若电流的方向与磁场的方向不垂直，还能用左手定则判断安培力的方向吗？

演示：电流与磁场不垂直时，电子秤示数为0，安培力方向仍然水平向右，此时，磁感线斜穿过手心，左手定则仍然适用。

设计意图：教师本着从简单到复杂，从特殊到一般的原则，引导学生选择电流与磁场垂直的情况进行研究，并设计实验方案。确定安培力的方向是实验过程中遇到的一个难题，通过电子秤的使用，学生观察电子秤的示数变化，很好的解决了这个难题，在引导学生解决这个问题的过程中，教师不断提出问题，引发学生思考，培养学生的科学推理能力，以及基于证据得出结论的能力。根据实验数据，分析得出左手定则是本节课的又一难点，教师要沿着由表及里的思路，借助模具不断引导学生，让学生寻找能够描述安培

力方向与电流方向和磁场方向关系的比较简单的方法，最后引出左手定则。

（2）左手定则应用

判断线圈的转动方向

演示通电平行直导线间的相互