新课标人教版1-1第二章：磁场主题单元规划

主题单元设计——磁场
主题单元标题
磁场
作者姓名
所属单位
联系地址
联系电话
电子邮箱
邮政编码
学科领域 （在内打 √ 表示主属学科，打 + 表示相关学科）
 思想品德
 音乐
 化学
 信息技术
 劳动与技术
 语文
 美术
 生物
 科学
 数学
 外语
 历史
 社区服务
 体育
物理
 地理
 社会实践
 其他（请列出）：
适用年级
高二年级
所需时间
6课时+1探究课
主题单元概述 (简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
本章在初中有关知识的基础上，更深入地讲述磁场知识及其应用，是选修3-1第三章的内容。磁场知识同前面讲过的电场知识一样，是电磁学的核心内容。本章的内容，特别是对磁场性质的定量描述，是以后学习电磁学知识例如3-2中的电磁感应交流电以及3-4中电磁场的基础。磁感强度、磁感线、磁通量、安培力和洛伦兹力是本章的核心内容，这不仅在3-2中各章要用到，在工农业生产和高新科技发展中都有着广泛的应用。
在本单元中，分为四个专题来组织学生活动。专题一，复习初中有关磁场知识的基础讲述磁场现象和磁现象的电本质。专题二，讲述磁场的性质及其描述。磁场具有强弱和方向。磁场的这种性质可以用磁感线定性描述，也可以用磁感强度进行定量描述。这是本章的基础知识，也是教学的重点。专题三，讲述安培力及其应用。安培力是本章的重点内容之一，电流表的工作原理是选学内容。专题四，讲述洛伦兹力及其应用。洛伦兹力也是本章的重点内容之一。带电粒子的圆周运动是利用洛伦兹力来控制带电粒子运动的一个特例，也是学习回旋加速器原理的预备知识。
主题学习目标 (描述该主题学习所要达到的主要目标)
知识与技能：
1、知道磁场的产生和磁场的基本特性，了解磁现象的电本质。　　　2、理解磁感线的概念。会运用安培定则确定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。　　 3、掌握磁感强度的概念。掌握匀强磁场的特点。知道磁通量的概念。　　 4、掌握磁场对通电导线的作用力----安培力的计算公式（重点在于Ｉ与Ｂ垂直的情况）和方向的判定。　　 5、知道电流表的工作原理。　　 6、掌握磁场对运动电荷的作用力----洛伦兹力的计算公式（重点在于Ｖ与Ｂ垂直的情况）和方向的判定。　　 7、掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律。　　 8、知道回旋加速器的工作原理。
过程与方法：
1、使学生体验通过猜想和实验验证来寻找发现影响安培力大小的因素的探究过程；
2、使学生感受利用类比法研究新知识，利用数学向量的表示法来表示三个相互垂直的物理量的方向关系，以及控制变量法等一些常用的物理方法的应用。
3、从安培力与洛伦兹力的关系入手，理解洛伦兹力的相关规律
4、通过洛伦兹力的研究学习，提高科学的思维方法和能力
情感态度与价值观：
1、让学生假想循着安培当年探索的足迹展开研究，通过物理史实创设探究氛围，激发学生对科学的兴趣和热情；
2、通过猜想与实验验证，教育学生探索新知识的科学的研究方法
3、在自主实验和逐步探究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考的学习习惯和合作精神。
对应课标
1、知道电流的磁效应、磁场的基本特性、磁感应强度、磁感线、几种常见磁场磁感线的分布情况、判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向了解安培分子电流假说、知道磁通量。
2、通过实验认识安培力、会判断安培力方向、会计算匀强磁场中安培力的大小
3、通过实验认识洛仑兹力、会判断洛仑兹力方向、会计算匀强磁场中洛仑兹力的大小、了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用
4、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用
主题单元问题设计
奥斯特如何发现电流的磁效应？对你有何启发？
如何定义磁感应强度的大小？如何判断磁感应强度的方向？
安培力的大小方向？
4. 洛伦兹力的大小方向？
专题划分
专题一：磁场现象和磁现象的电本质 （1课时）
专题二：磁场的性质及其描述 （ 2课时）
专题三：安培力及其应用 （ 2课时）
专题四：洛伦兹力及其应用 （ 2课时）
专题一
磁场现象和磁现象的电本质
所需课时
2课时
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题是在初中所讲磁场知识的基础上展开的，是本章的开始，为今后的学习打下基础。
为了使学生有效地回忆初中学过的知识，教材中涉及到的演示实验，如磁极间的相互作用、奥斯特实验、磁场对电流发生作用的实验，要在课堂上再次演示，不宜仅仅只是提及这些实验。电流之间通过磁场发生相互作用的实验在本节课中只要求学生观察实验现象，知道电流间的相互作用是通过磁场发生的。安培分子电流假说是说明科学假说在人们认识自然规律中重要作用的实例。这部分内容的教学应注意渗透科学研究的方法。教学中可简单介绍安培分子电流假说提出的实验基础（通电螺线管与条形磁铁磁场的相似性）和电与磁统一的指导思想，说明分子电流假说的内容及其对实验现象的解释。一方面要使学生了解科学假设的提出要有实验基础和指导思想，另一方面要使学生了解，假说是否正确要看其是否能够解释实验现象，导出的结论能否为实验所证实。
预期效果：知道磁场的产生和磁场的基本特性，了解磁现象的电本质。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、知道电流的磁效应（①了解电流磁效应的发现过程，体会思维观念在科学探究中的重要性；②体会奥斯特实验的物理思想和重要意义。）
2、知道磁场的基本特性（①类比电场概念，体会磁场的客观存在性；②认识到磁场比电场更为复杂，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间均是通过磁场发生的相互作用。）
3、列举磁现象在生产、生活中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展（①过查阅资料及相互交流，了解磁现象的应用，尤其关注磁现象在现代技术中的应用和发展；②了解地球的磁场。）
本专题问题设计
什么是电流的磁效应？
磁场的基本性质是什么？
3、磁现象在生产生活中有哪些应用？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
视频、图片、多媒体课件
常规资源
指南针 磁铁 导线 电源 磁钢 硬币
教学支撑环境
多媒体实验室
其 他
本节内容蕴藏了丰富的人文内涵，教材中突出重视了对学生的科学素养、物理思想的传播，对生产生活的关心，对科技发展的关注。体现了物理教育在科学和文化方面的双重作用。本节内容蕴涵了联系与发展的思想、类比的学习方法。
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
教学过程设计
一、课前调查、准备
教师提出问题：1、你对生活中有关磁的现象和应用了解多少，能否举出你所熟悉的一些现象和应用呢？
任务：在课前请同学通过网络去获知磁有关的知识
二、实验演示，引入新课
1、利用磁钢堆硬币积木。
实施过程：在木凳的下方可事先藏一小块磁钢，在木凳的上方在磁钢的磁化作用下可堆起四层高的硬币积木。
2、演示"磁悬浮”小实验
师：以上两实验的现象是如何出现的呢？具体的奥妙在那里呢？
学生非常新奇，对实验中出现的现象猜测各种原因，激起学生学习磁知识的兴趣。
三、实验探索、新课教学
师：在初中我们已接触了一些磁有关的知识，生活中有哪些与磁有关的现象和应用？同学之间可互相讨论。
（因课前有准备，学生相对比较活跃，要充分把学生所知道的知识表述出来）
师：对磁的认识和应用，早在我国古代就开始了
多媒体投影补充说明磁有关的现象和应用：
1、天然磁石（成分：Fe3O4）
2、司南的照片
东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”
3、磁悬浮列车
上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时。这个速度超过了F1赛事的最高时速，车厢里上下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。
4、飞鸽依靠地磁场识路等
从学生最熟悉的磁知识着手，引出磁的一些概念：
磁铁吸引铁质物质
5、实物投影指南针的指向
磁性：磁体能吸引铁质物体的性质
磁极：磁体中磁性最强的区域。从中引出N、S极的定义。
让学生从磁铁使铁质物体磁化联系到电能使铁质物体磁化，从而来说明电与磁的关系，引出奥斯特电流磁效应现象。
师：磁铁能吸引铁钉，铁钉是磁铁吗？为什么磁铁可以吸引铁钉？
学生回答：铁钉被磁化
师问：那么在自然界中还有没有什么其他的东西能使铁质物体磁化的呢？
（请同学互相帮助想一想，然后回答）
学生：电流可以使铁质物体磁化
可以向学生说明：1731年，英国商人发现雷电后，刀叉具有磁性。1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电可以使缝衣针磁化。
另师：自然界中磁铁的相互作用早已被人所知，同名磁极排斥，异名磁极吸引，这与我们学过的什么力的作用很相似？
学生：电荷之间的作用力相似。
师：那么会不会说明两者存在联系呢？如果让你去研究电与磁的关系，你会如何去设计？
学生由于已受初中磁知识学习的影响，大部分都提出让通电导线对小磁针作用。
投影介绍奥斯特的生平
实验演示奥斯特的电流磁效应：
师说明：在奥斯特研究的最初，他受到力总是沿着物体连线方向这个观念的影响，总是在沿电流的方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上，均以失败告终。1820年4月，在一次讲课中，他偶然把导线沿南北放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时磁针转动了
老师在此说明奥斯特的生平和发现电流磁效应的历程，让学生知道每一次科学新发现是艰难的，需要付出的是前期不断的努力和对科学的执著、自信。
实验说明：通电导线会产生磁场，对磁针产生力的作用。
提问：既然电流对磁铁有力的作用，那么磁铁是否也应该对通电导线有力的作用呢？
学生回答：应该有。但可能有部分学生因没有普遍联系的观点而不知如何进行逻辑推理。
演示实验：
安培在此三个月后发现磁场对电流的作用
提问：综上所述，磁铁与磁铁的力，磁铁和电流的力，它们是如何产生的呢？是通过什么去实现这力的作用呢？
学生：磁场
因磁场是一种抽象的物质，学生对其了解较少，故可能有一些疑问。
多媒体演示磁场是力发生的媒介，让学生对磁场的作用有更形象的理解。
师问：司南、信鸽传书等都是利用了地磁场对它们的受力作用，那么地磁场是如何产生，又是如何分布的呢？同学们对此的了解有多少？
（先请学生说说自己对此的认识，可分组讨论，最后由代表发言）
师：总结学生的观点，后通过视频说明：
地磁场的分布及与地磁南北极与地理南北极的方向关系
视频介绍：
地磁场形成的一种原因。
投影介绍地磁场的衰减及其可能的原因
介绍磁偏角的概念及其发现的实际意义
指南针所指的南北（磁场的南北极）与地理上的南北极并不完全一致，两者之间存在着偏角，即磁偏角。
师指出：沈括在《梦溪笔谈》中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。
师问：除了地球有磁场外，其他天体是否也有磁场呢？
有些学生的课外知识较广，可请个别学生把自己对其他天体的磁场的认识阐述一下。
师投影介绍：地球的磁场不是独立的，太阳、月亮等天体都有磁场，并且太阳光、太阳黑子、极光形成都与太阳磁场有关。
视频介绍：太阳黑子的形成
视频介绍：太阳风、极光的形成原因
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
可评价的学习要素：
1、对生活中有关磁的现象和应用了解
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②举例准确程度
2、奥斯特的电流的磁效应，磁场的性质
评价方法：量规
① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
3、磁现象生活中的应用
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②举例准确程度 ③表达展示
专题二
磁感强度 常见的磁场
所需课时
2课时
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题是描述磁场的物理量磁感应强度，以及磁场的形象描述磁感线是以后应用的基础
磁场方向的知识与初中内容相同。我们可以提出问题，让学生通过回忆得出结论。高中对磁感线的方向讲得更准确，明确指出“在这些曲线上，每一点的磁场方向都在该点的切线方向上。”教学中应该注意到这一点。磁场存在于整个空间，磁感线也分布于整个空间。教材中仅给出了平面图。教学中可用不同形式给出磁感线的分布图，提高学生的空间想象力。
预期效果：理解磁感线的概念。会运用安培定则确定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。掌握磁感强度的概念。掌握匀强磁场的特点。知道磁通量的概念。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、知道磁感线的定义及特点。知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。
2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况。
3、会用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
4、理解磁感强度Ｂ的定义。知道Ｂ的单位是特斯拉，会用磁感强度的定义式进行有关的计算。
5、知道匀强磁场中磁感强度Ｂ处处相等，磁感线是分布均匀的平行线。
6、知道磁通量的定义。知道公式φ＝ＢＳ的适用条件。会用这一公式进行有关计算。知道磁感强度又叫磁场密度，单位是韦／米。
本专题问题设计
磁感线的特点？
磁感应强度的大小和方向？
3.磁通量的物理意义？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
视频、图片、多媒体课件
常规资源
指南针 条形磁铁 蹄形磁铁 导线 电源
教学支撑环境
多媒体实验室
其 他
本节内容突出重视磁感应强度概念的形成过程，即如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量。借鉴、类比电场强度概念的形成，培养学生全面、联系地看问题的思维方法，经历体验科学探究的过程，学习科学探究的思维方法，提高学生分析问题、思考问题、解决问题的能力，锻炼学生的逻辑思维能力。例如在磁场方向确定上，借鉴了电场方向的确定方法；磁场大小的确定过程中则体现了大量的思维活动。
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
第1课时
【教学过程】
一．复习引入
1．提问：
①磁场的基本性质是什么？
②距离不同，磁铁对同一铁块吸引力不同，这说明什么？（学生亲自感受）
③我们如何表示磁场的强弱呢？
2．类比分析：
通过类比分析得出：本节课讨论的思路是从研究电流在磁场中受力
着手，寻找出表示磁场强弱的物理量。
引入新课：（观看录像：自制电动机）
通常我们把磁场对电流的作用力称为安培力，让我们一起来探究安培力的大小。
二．新课教学
1．安培力：磁场对电流的作用力
对照实验电路图（图1）向学生强调处在磁场中的那部分导体为我们的研究对象。并请大家先猜想一下，安培力跟哪些因素有关。如何把研究多个变量之间关系的复杂问题变得简单？
探究之一：研究电流与磁场平行与垂直时，通电导线的受力情况
实验器材介绍：
（1）图2是螺线管，它通电后产生的磁场在内部是与螺线管的中轴线平行的。
（2）由于磁场较弱，为了使现象明显，我们通入较大电流，且用小而轻的塑料管套一细小铜丝代替直导线电流。
（3）为了清楚地看到电路中电流的变化，我们串联一个电流表。
实验现象：将通电导线插入通电螺线管中与螺线管轴线平行，接通电源，通电导线不动，但放在通电螺线管附近的小磁针发生了偏转；而通电导线与磁场垂直时发生了偏转。
学生活动：仔细观看教师的演示实验，归纳出实验结论。
实验结论：
（1）当电流与磁场方向平行时，电流不受安培力；
（2）当电流与磁场方向垂直时，电流受到安培力的作用。
下面我们探究电流方向与某一磁场方向垂直这种情况下，研究安培力与其他几个物理量的关系。
探究之二：研究导线的长度L与安培力大小的关系
师：在这个实验中，我们应该控制什么条件？
生：应该在同一磁场中，保持电流方向与磁场方向垂直、电流大小相同，改变处在磁场中导线的长度。
（为了使实验现象明显，换用蹄形磁铁做实验，教师与学生共同进行演示实验）
实验现象：增大L，偏角变大
学生活动：仔细观看教师的演示实验，归纳出实验结论。
实验结论：当电流I一定时，处在磁场中的导体长度L增大时，安培力F也增大。
说明：由于安培力很小，不便于测量，但是我们可以通过观察悬线偏离竖直方向的夹角，夹角越大，说明安培力越大。
探究之三：研究电流与安培力大小的关系
师：在这个实验中，我们应该控制什么条件？
生：在同一磁场中，保持电流方向与磁场方向垂直、处在磁场中导线的长度相同，改变电流大小。
（教师与学生共同进行演示实验）
实验现象：增大I，偏角变大学生活动：仔细观看教师的演示实验，归纳出实验结论。
实验结论：当处在某一磁场中的导体长度L一定时，电流I增大时，安培力F也增大。
总结前面的实验，当电流方向与磁场方向垂直时：
猜想
实验证明
跟导线的长度有关
导体长度越大时，安培力也越大
跟电流的大小有关
电流越大时，安培力也越大
通过实验，验证了刚才的猜想是正确的，学生的积极性得到充分的调动，此时，趁热打铁，追问学生：我们的实验只是定性的说明了安培力与导线长度L、电流I的关系，那么它们有何定量关系呢？把学生探索末知世界的激情推向高潮。
探究之四：研究安培力跟电流大小、导线长度的定量关系
师：我们的实验证明了我们的猜想是正确的。但是安培力跟电流大小I、处在磁场中的导线长度L有何定量关系呢？很遗憾的是，我们高中实验室里没有这么精密的仪器能定量测量出它们的关系，那怎么办呢？遥想伽俐略的理想实验，不也是找不到绝对光滑的平面吗？回首爱因斯坦的相对论，不也是不能用实验来证明吗？我们难道不能也用推理的方法来找出它们的定量关系吗？
在第一个实验中，如果将导体的长度增加一倍，从导体受力的角度看，等效于两个与原来相同的导体所受的力（相当于两个导体串联）。
在第二个实验中，如果将导体中的电流增加一倍，从导体受力的角度看，等效于两个与原来相同的导体所受的力（相当于两个导体并联）。
2．磁感应强度
三．课堂小结
1．知识点小结：
（1）安培力与电流I及导体长度L的乘积IL成正比。
（2）磁感应强度的概念、定义式、单位、方向，匀强磁场的概念、特点。
2．方法小结：
（1）类比法：磁场与电场类比
（2）控制变量法：研究F与I、L的关系
（3）等效法：逻辑推理F∝IL
四．课后作业
1．在磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5A，导线长1cm，它受到的安培力5×10-2N，则：
（1）这个位置的磁感应强度是多大？
（2）如果把通电导线中的电流强度增大到5A时，这一点的磁感应强度是多大？如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里面没有磁场。
2．试着回忆一下，以前学过的知识中，哪些用到了控制变量法的思想？
第2课时
【教学过程】
　　（一）引入：?
教师做奥斯特实验引入电流的磁场，从而确定本节课的学习任务是描绘出电流周围的磁场。?
（二）新授：
通过和电场类比引入磁感线，而要想画出磁感线，就必须知道磁场的分布情况（或形状）、方向、大小。教师以提问的方式引领学生分析出磁场的形状用铁屑或小磁针来显示；磁场的方向用小磁针来显示；大小，用磁场对小磁针或对铁磁性物质的作用力大小来显示。引领学生先预测磁场的方向、大小可能与哪些因素有关，再通过实验来检验。
通电直导线周围的磁场：?
　学生分组实验，同时完成表格。
教师用传感器测通电直导线周围的磁场的大小情况，给学生一个明确认识。?
学生画出直线电流的磁场分布情况并展示，教师引领学生分析画平面图更直观、简洁。?
教师指导学生仔细观察所画的磁感线，从而得出磁感线是闭合的，这点是不同于电场线的；同时找出B方向与I方向之间可以用安培定则来判断。?
教师再引领学生由实验结果分析得出：磁场是布满整个立体空间的。也就说，不画磁感线的地方照样有磁场。磁场是真实存在整个空间的，而磁感线只是人为假想出来用以形象、直观地描述磁场的。
例1.我们刚做的奥斯特实验，小磁针为什么会偏转并最终静止在那个方向呢？你能知道电流的方向吗？?
例2．在上述实验中，导线正东方某点的磁场方向为（?????）? 　　A．向东?????B．向西?????C．竖直向上?????D．竖直向下? 　　2、环形电流的磁场：
　　学生实验。?
学生展示实验结论并画出磁感线分布图进行交流展示。?
引领学生得出：环形电流的磁场是围绕导线一圈圈的曲线，某一点的磁场方向是这点所在的曲线的切线方向；磁场的方向与电流方向的关系符合右手螺旋定则（安培定则）：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。?
以问题“里面的磁场大呢还是外面的磁场大呢？”学生可以从实验现象中看出，也可以从?“磁感线是闭合的”方面来理解。
3．安培分子电流假说
（1）安培分子电流假说
对分子电流，结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则，以便学生更容易理解“它的两侧相当于两个磁极”，这句话；并应强调“这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”，以便使他们了解磁极为什么不能以单独的N极或S极存在的道理。
（2）安培假说能够解释的一些问题
可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验，加深学生的印象。举生活中的例子说明，比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。
【说明】“假说”，是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。在物理定律和理论的建立过程中，“假说”，常常起着很重要的作用，它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。安培分子电流的假说就是在奥斯特的实验的启发下，经过思维发展而产生出来的。
（3）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的．
?4．匀强磁场
?（1）匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
?（2）两种情形的匀强磁场：即距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场；相隔一定距离的两个平行线圈(亥姆霍兹线圈)通电时，其中间区域的磁场P92图3.3-7，图3.3-8。
?5.磁通量
（1）定义： 磁感应强度B与线圈面积S的乘积，叫穿过这个面的磁通量（是重要的基本概念）。
（2）表达式：φ=BS
【注意】①对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
②磁通量是标量，但有正、负之分，可举特例说明。
（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb?? 1Wb = 1T·m2
（4）磁感应强度的另一种定义（磁通密度）:即B =φ/S
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
可评价的学习要素：
1、磁感应强度的影响因素。
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ③公式的记忆
2、安培电流假说
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性
3、磁感强度 磁通量的计算：
评价方法：测验
评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分
专题三
安培力
所需课时
1课时+1探究课
专题三概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
1、通过实验认识安培力（①通过实验，知道通电导体在磁场中会受到安培力作用；②知道导体放置方向不同时，所受安培力不同。）
2、会判断安培力方向（①会用左手定则判断安培力的方向；②知道安培力方向始终垂直磁感应强度的方向和电流方向，但磁场方向不一定与电流方向垂直。）
3、会计算匀强磁场中安培力的大小（①能推导匀强磁场中安培力表达式，会计算匀强磁场中安培力的大小；②知道磁电式仪表的构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理；③安培力的计算限于直导线与磁场平行和垂直两种情况。）
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、通过实验认识安培力（①通过实验，知道通电导体在磁场中会受到安培力作用；②知道导体放置方向不同时，所受安培力不同。）
2、会判断安培力方向（①会用左手定则判断安培力的方向；②知道安培力方向始终垂直磁感应强度的方向和电流方向，但磁场方向不一定与电流方向垂直。）
3、会计算匀强磁场中安培力的大小（①能推导匀强磁场中安培力表达式，会计算匀强磁场中安培力的大小；②知道磁电式仪表的构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理；③安培力的计算限于直导线与磁场平行和垂直两种情况。）
本专题问题设计
什么是安培力？
2、安培力的大小方向
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
视频、图片、多媒体课件
常规资源
蹄形磁铁 导线 电源 铁架台、flash课件
教学支撑环境
多媒体实验室
其 他
（一）特别重视的问题
1、安培力方向的判断，把立体图转化为平面图；
2、重视开放型习题教学；
3、重视安培力公式的推导过程。
（二）重要思想方法
1、安培力大小推导过程，体现了等效替代思想和从特殊到一般的思维方法。
2、安培力方向判断中，体现了微元法和特殊位置法思想方法。
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
第1课时探究课、探究磁场对通电导线的作用
（一）、创设背景：
录像：
电动汽车、工厂中的电动车床、电动玩具车、商场当中自动转动的柜台、工地上的搅拌机、电风扇以及现在已经走向我们生活当中的电动摩托、电动自行车，这些都是谁给他们提供了动力？要搞清这些问题，我们就必须学习安培力。
（二）、新课教学
那么什么是安培力呢？
实验——学生观察现象，总结安培力的概念。同时展示在课件当中。
一）安培力的方向：
安培力作为一种力，它的大小怎样，方向如何呢？下面就和大家一块先探究一下安培力的方向，请同学们先猜想一下安培力方向可能和哪些因素有关？，
学生回答：与电流方向、磁场方向有关
请大家想一下我们如何设计实验来研究？
1、怎样改变电流的方向？
2、怎样改变磁场的方向？
学生通过思考回答材料一中的问题，确定自己的研究方案。（全体学生交流方案）形成切实可行的方案，具体实验完成表一，通过对比总结出安培力的方向与磁场方向、电流方向有关。
安培力的方向与电流方向、磁场方向有关，那么能不能根据电流方向、磁场方向准确的确定安培力的方向？通常要用到我们的手。下面同学们再做实验，看看你能不能找到用左手判断安培力的方向的方法?
引导学生尝试判断后，进行交流，总结左手定则，从其中领悟磁场方向、电流方向、安培力方向的空间关。
练习：运用左手定则，确定安培力方向
二）、安培力的大小：
电动自行车我们可以让它变快变慢，也就是说安培力也有大小之分，那么在什么情况下安培力大，什么时候安培力小？。
请同学们猜想一下安培力的大小可能会和什么因素有关系呢？
学生猜想：与电流的大小、磁场的大小、磁场当中导线的长度有关。
材料二、学生通过问题的解决，思考讨论实验方案。
1、怎样改变电流的大小？
2、怎样改变磁场的强弱？
3、怎样改变磁场当中通电导线的长度？
（学生交流实验方案，确定具体的研究步骤）
对学生的回答进行评价后，利用多媒体课件与同学们共同探究影响安培力大小的因素。请同学们完成表二并从实验中总结影响安培力大小的三个因素，使学生对安培力大小有一个定性理解。
【小结】：学生总结本节课所学习的内容。
【作业布置】p119???????? ①、②、③
?材料一、
1、怎样改变电流的方向？
2、怎样改变磁场的方向？
表（一）
?
闭合开关后线圈的运动方向
安培力方向
磁场放向
电流方向
（1）连接电路后
?
?
?
?
（2）改变电流的方向
?
?
?
?
（3）改变磁场的方向
?
?
?
?
对比（1）、（2）、（3）得到的结论是：??????????????????????????????
材料二、探究影响安培力大小的因素
1、怎样改变电路当中的电流大小？
2、怎样改变磁场当中通电导线的长度？
3、怎样改变磁场的强弱？
你们组实验方案：
步骤一、??????????????????????????????????????????????????
步骤二、??????????????????????????????????????????????????
步骤三、????????????????? ?????????????????????????????????
表（二）
不变量
变化量
摆线与竖直方向夹角
导体受力
比较力的大小
（1）磁场强弱、导体在磁场中的有效长度不变
电流大
F1
?
电流小
F2
（2）磁场强弱、导体中电流大小不变
有效长度大
F3
?
有效长度小
F4
（3）导体中电流大小和导体在磁场中有效长度不变
磁场强
F5
?
磁场弱
F6
A、（1）中比较F2、F1大小后你们的结论是：????????????????????????
B、（2）中比较F3、F4大小后你们的结论是：????????????????????????
C、（3）中比较F5、F6大小后你们的结论是：????????????????????????
第2课时、安培力的应用
1、磁电式电流表
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
2、练习
例题、质量为m，长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过NM的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成 角斜向下，如图所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力．
在讲解题中规划步骤并让学生自主做下面的题进行巩固
学生练习、如图所示，一根质量为40g、长为0.5m的细铜棒MN用两等长的细线水平地悬吊在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面水平向里。（g＝10N/kg）
（1）细线的张力为零，棒中的电流什么方向？大小是多少？
（2）如果电流大小不变，
将磁场方向变为竖直向上，则细线的张力是多大？细线与竖直方向的夹角是多大？
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
可评价的学习要素：
1、安培力的影响因素
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ③公式的记忆
2、探究过程
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③过程展示
3、安培力的应用
评价方法：测验
评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分
专题四
洛伦兹力
所需课时
2课时
专题四概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题是本章的重点之一，是磁场的应用-洛伦兹力。
教材根据磁场对电流有作用力和电流是电荷的定向运动提出假设：磁场对运动电荷有作用力。再通过实验验证存在洛伦兹力的结论。“推理→假设→实验验证”体现了科学的思维方法，要让学生认真体会，实验验证是非常重要的一步，要提醒学生注意观察实验。教材直接指出洛伦兹力的方向应用左手定则判定。我们要强调左手定则四指的方向是指电流的方向，对负电荷一定要注意其运动方向和电流方向相反。实验现象中电子束的偏转方向与电子束运动方向、磁场方向间的关系是验证左手定则很好的例子。可让学生用左手定则判定后再演示实验现象作为验证。与安培力一样，应强调洛伦兹力的方向一定是既与电荷运动方向垂直也与磁场方向垂直，为下一节教学打好基础。教材从安培力公式Ｆ＝ＩｌＢｓｉｎθ推导出洛伦兹力公式ｆ＝ｑｖＢｓｉｎθ。这一推导过程的关键在于Ｉ＝ｎｑｖｓ、Ｉ＝ｎｑｖｓ的推导在第二章已经要求学生作过，这里可引导学生复习学过的知识。预期效果：知道磁场的产生和磁场的基本特性，了解磁现象的电本质。当带电粒子的初速度方向和磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动这一结论，然后试着让学生自己分析推理粒子为什么会做匀速圆周运动。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、通过实验认识洛仑兹力（①通过实验，知道通运动电荷在磁场中会受到洛仑兹力的作用；②知道运动电荷在磁场中沿不同方向运动时，所受洛仑兹力不同。）
2、会判断洛仑兹力方向（①会用左手定则判断洛仑兹力的方向；②知道洛仑兹力方向始终垂直磁感应强度的方向和电荷的运动方向，但磁场方向不一定与电荷的运动方向垂直。）
3、会计算匀强磁场中洛仑兹力的大小（①能推导匀强磁场中洛仑兹力的表达式，会计算匀强磁场中洛仑兹力的大小；②洛仑兹力的计算限于带电粒子的速度方向与磁场方向平行和垂直两种情况。）
4、了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用（知道电视显像管的基本构造以及它工作的基本原理。）
5、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用（①通过实验和理论分析，知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，做匀速圆周运动；②能推导出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，会应用这些公式分析问题；③了解质谱仪、回旋加速器、速度选择器的原理。）
本专题问题设计
洛伦兹力的大小方向？
2、匀强磁场带电离子的运动？
3. 电磁现象在生产生活中有哪些应用？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
视频、图片、多媒体课件
常规资源
洛伦兹力演示仪 回旋加速器
教学支撑环境
多媒体实验室
其 他
重要思想方法：
1、教材采用先实验探究，再理论分析，重视理论与实践相结合的研究方法；
2、分层次提出问题，引领学生主动思考与探究；
3、通过质谱仪与回旋加速器的教学，让学生体会理论必须服务于实践，并在实践中不断得到改进和完善
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
【教学过程】（一二为1课时，三为1课时）
一、设疑激趣，引入课题
1．极光
师：从春节的烟火谈到自然界的烟火，引出极光。
师：下面，就让我们一起来欣赏一下神秘而又美丽的极光。
?播放：极光图片。
?师：简单介绍极光，并提出问题，为什么极光不能在赤道等低纬度地区出现呢？
?2．电视机实验
师：接下来，我们一起再来做一个有趣的实验。通过摄像头，把这位男同学的图像信号送到电视机里。?
演示：手指头（粘有小磁铁）靠近电视机荧光屏。
师：现在，我把手指头靠近电视机的荧光屏。（稍停）我们看到，这位同学的模样本来挺端庄的，现在却走样了，为什么会出现这种现象呢？?　　
3．要解开上述两个问题，钥匙就是：磁场对运动电荷的作用
二、实验感知，猜想探究
----探究磁场对运动电荷的作用力与安培力关系?
1．提出问题、理论分析?
2．实验验证?
3．介绍洛伦兹?
课件：洛伦兹是荷兰伟大的物理学家，他的最大贡献就是他的电子论。爱因斯坦对他有很高的评价，他说，他的一生受洛伦兹的影响最大，称洛伦兹是“我们是时代最伟大、最高尚的人”。 ?????
4．产生条件
5．方向
　　(1)问题
　　师：作为一种力，洛伦兹力是有方向的，那么，我们怎样来确定它的方向呢？
　　(2)猜想
　　师：猜想一下，洛伦兹力的方向怎样判断呢？ 　
　　(3)验证
　　演示：在阴极射线管实验中，改变磁场的方向，发现电子束的偏转方向相反。（限于实验条件，我们没法验证其它因素。实验结果通过课件保留于屏幕上。）
(4)小结?
　　洛伦兹力的方向同样可以用左手定则来进行判定
三、应用
磁场：匀强磁场
电流：通以恒定电流的直导线，并与磁场垂直?
1）问题：?
　师：上一节课我们研究了洛伦兹力的方向，那么洛伦兹力大小等于多少呢？??
（2）思路?
　师：我们能否根据已有的知识，从理论上进行推导呢？?
　生：根据安培力和洛伦兹力的关系。?
（3）建模?
这就需要我们建立一个模型。而模型的建立，我们总是选择简单的，所以：?
磁场：匀强磁场
电流：通以恒定电流的直导线，并与磁场垂直?
　　取其中一小段（L、S），放大后应该有大量的做定向移动的自由电荷。为了研究问题比较方便，我们可以把负电荷的定向移动等效成正电荷的反方向定向移动。从宏观上看，这一段导体受到一个向上的安培力；从微观上看，每一个定向移动的电荷都受到洛伦兹力；而这一段导体中定向移动的电荷受到洛伦兹力的合力就是安培力。?
　　（4）推导：学生推导F洛=qvB?
　　（5）交流?
　　选择具有代表性的同学，把他的推导过程用实物投影仪展示到大屏幕上，再请这位同学简叙推导过程。?
　　①F安=BIL　　I=Q/t　　Q=nLSq　　L=vt　　F安=nLSF洛?
　　②F=BIL　　I=Nq　　L=vt　　F安=NF洛?
　　指出：此N非彼n
　归纳：洛伦兹力F=qvB（板书）?
　　7.特点?
　　上面，我们研究了洛伦兹力的大小和方向，接下来，我们来归纳一下洛伦兹力的特点。我们知道，电场能用来加速电荷，那么，能用磁场来加速电荷吗？?
　　生：不能，因为F⊥V，所以Wf=0（板书）?
　　8.应用?
　　其实，洛伦兹的应用是非常广泛的。比如，在电视机的显象管中。?
（1）电视机实验?
　　介绍：电视机屏幕要显示出图象，必须要有电子打到荧光屏的各个地方上。那么，电子从哪里来呢？显象管的电子枪能产生大量的高速运动的电子──电子束。??
　　师：现在，你能解释我们上课开始时那个有趣的电视机实验了吗？为什么你的模样会发生变化呢？?
　　（2）极光现象?
　　问题：极光是来自太阳的高能粒子进入大气后，与大气发生作用而产生的。为什么在赤道却从来没有它的身影呢？?
　　生：解释垂直射向赤道（向东偏转）和两极（长驱直入）的正电荷，并得出结论。?
　　师：至于有的时候高纬度地区也有极光出现，有兴趣的同学课后可以通过上网等方式查阅。地磁场使得在赤道等低纬度地区没有极光的身影，这的确是一种遗憾，但是，也正因为地磁场的存在，使我们人类的生产生活免遭宇宙高能粒子的伤害。?
　　视频：来自太阳的高能粒子射向地球。?
　　（3）其他?
其实洛伦兹力的应用是非常广泛，在以后我们还将会学习到：、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器等。
（4）作业
洛伦兹力的发现，在物理学中，具有划时代的意义。正是利用了洛伦兹力，我们人类有了有效控制运动电荷的办法。课后上网收集资料，说说洛伦兹力还有哪些应用。
分组：①速度选择器?? ②磁流体发电机?? ③质谱仪?? ④回旋加速器
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
可评价的学习要素
正确判断洛伦兹力的方向
评价方法：现场评价
评价指标：①参与程度、积极程度 ②左手定则的表达 ③举例准确程度
通过具体的实例计算洛伦兹力的大小和判断方向
评价方法：测验
评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分
学习活动过程
评价方法：量规
① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神