第一章第一节 《安培力》教学设计
【课题】安培力
【教材】粤教版物理选择性必修二 第一章第一节
【教学时间】40 分钟
【教学对象】高中二年级学生
【教学内容分析】
课程标准在“内容要求”中有关安培力的要求是:“通过实验,认识安培力。能判断安培力的方向,会计算安培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用”。课程标准在“教学提示”中有关安培力的阐述是:要引导学生通过安培力的学习进一步认识场的概念。
高中学生在必修三对磁场及其性质有了初步的认识,通过本节学习,进一步培养学生关于电磁场运动与相互作用观念。本节内容是安培力的方向判断和大小的计算。在整个高中磁学中起到承前启后的作用,方便了学生在洛伦兹力中进行学习迁移,是学习电磁感应定律、楞次定律的基础。
本节教材对安培力的学习过程作了如下编排:
1.首先回顾必修三内容引出安培力,提出问题磁场看不见、摸不着,能否设计实验直观感受安培力方向和大小?通过教师演示实验,引导学生观察通电导体在磁场的受力情况,记录实验现象。
2.安培力是一个矢量,设置情景引导学生思考安培力方向与哪些因素有关。通过实验与探究,指出物理思想:控制变量法,记录安培力、磁场和电流三者方向关系。在老师指导下,学生总结出左手定则。
3.经历安培力规律探究,建立模型:取一段通电导体棒放在匀强电场中。运用正交分解法与数学相结合进行理论推导,得到安培力的一般表达式,并进行例题巩固。
本节教材编写思路清晰,因此,本节课做如下设计:
通过电磁炮演示实验,吸引学生学习兴趣,引发学生思考:什么性质的力能产生这样的效果。教师演示探究安培力实验,让学生感受到安培力的作用效果。
根据安培力装置几种不同的情景出现的实验现象,启发学生猜想安培力方向可能的因素。通过由浅入深的提问方式,引导学生设计实验,把课堂交给学生,学生分组实验,团队合作探究。各组汇报实验现象,教师做引领学生做总结,得到左手定则。
从实验装置出发,建立物理模型,运用正交分解法与数学相结合,理论推导安培力大小表达式,最后通过例题巩固,进行课堂小结。
【学情分析】
通过必修一的学习,学生学习了定量描述生活中物体运动和相互作用。通过必修三的学习,学生知道了磁通量,磁感应强度,会用磁感线描述磁场。本节课在这些知识基础上继续学习磁场对电流的相互作用。本节重点是安培力大小和方向判断,安培力方向,电流方向和磁感应强度方向三者构成三维立体空间,需要学生具备一定空间想象能力,如何帮学生理清三者方向关系是本节课的难点。
【教学目标】
物理观念:知道安培力及方向的判断,会计算匀强磁场中安培力的大小,初步形成电磁场物质观念、相互作用观念,能量观念,进一步认识场的概念。
科学思维:通过对安培力的探究学习,推导安培力大小的表达式,培养学生将生活情景进行物理建模的意识和能力,能通过团队合作的方式进行科学推理,找出规律,总结特点,解决实际问题。
科学探究:通过本节学习使学生具有一定设计实验和收集数据的能力,培养学生能准确表达、评估、和反思实验探究过程和结果的能力
科学态度与责任:通过对安培力规律的探究活动,培养学生实验出真理,勇于探索的科学态度
【教学流程图】
【教学重难点】
重点:安培力的方向判定和大小计算
难点:安培力、电流方向与磁感应强度的方向三者关系
【教学资源】
电磁炮、蹄形磁铁、短视频、多媒体等
【教学策略设计】
实验演示法、问题驱动与探究法、讲授法等
【教学过程设计】
教学环节与内容 教师活动 学生活动 设计意图
演示电磁炮实验 1.提出问题:同学们,什么性质的力能产生这么大的破坏力,是我们之前学习过的力吗? 2.介绍电磁炮结构,鼓励学生大胆进行猜想:磁场对磁场中电荷有力的作用。电荷定向移动产生电流,磁场对通电导线有力的作用吗? 观察实验现象,思考 吸引学生兴趣,启发学生思考
【观察实验、引入新课】 安培力演示实验 分析实验中安培力的作用效果 提出问题: 电源正负极对换,什么物理量发生了变化? 磁铁两极对换,什么物理量发生了变化? 你观察到了什么现象? 观察对照实验不同的现象, 学生直观感受安培力作用效果,通过不同对照试验,引导学生主动思考,为接下来实验做铺垫
【安培力的方向】 学生分组实验 1.【过渡】安培力是矢量,有大小,有方向。通过刚才的实验你觉得安培力方向与哪些因素有关? 2.提出问题: 有的导体棒、导轨表面很粗糙,能直接使用吗,需要实验前怎么处理?(用砂纸将导体棒、导轨打磨光滑) 实验表格怎么样简洁、直观反映电流方向呢?(用“”表示电流方向垂直纸面向里,用“⊙”表示电流方向垂直纸面向外) 我们实验需要研究几个物理量,能同时一起研究吗,采用什么研究方法?(控制变量法) 根据研究办法,实验怎么设计才能控制变量?(学生小组讨论,设计实验方案) 老师分配每个小组任务,分成四组,准备三支颜色不同木棍,分别对应三个方向,指导学生根据现象搭建起一个立体空间,发现规律 总结得出左手定则及其特点 【演示实验】两条平行通电直导线间相互作用 提出问题: 根据安培定则和左手定则,什么情况下这两根平行直导线会相互吸引,什么情况下会相互排斥? 思考老师提出的问题 小组分工讨论,设计实验方案 学生动手操作,根据实验现象,将三根木根搭建立体空间,汇报本组实验现象 观察现象,解释原理 注重物理问题的探究思想和实验设计思想,了解设计实验的基本方法。 学以致用
【安培力的大小】 回顾磁感应强度怎么定义 提出问题: 电流与磁场方向平行时,安培力F的大小怎样? 电流方向与磁场垂直时,移动滑动变阻器的滑片,观察导体棒,你发现什么规律? 当电流方向与磁场方向成角,安培力的大小怎么计算?(如果学生遇到困难,提示电流和磁场是矢量,对比力与位移,得到正交分解法) 老师指导学生板书安培力公式 思考问题 学生推导 让学生体会推导过程,体会成功的喜悦 加深对公式的理解
【课堂小结】 1.学生根据思维导图整理笔记 2.例题巩固
【板书设计】 安培力 认识安培力 安培力方向 左手定则 安培力方向垂直电流、磁感应强度方向所在平面 安培力大小 ∥ 、夹角为
【教学反思】