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1、
《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》說課稿
普寧華僑中學(xué) 詹前敏
一、教學(xué)背景分析:
1、教材地位和作用
本節(jié)課是在了解磁場概念的基礎(chǔ)上對磁場基本特性應(yīng)用的一節(jié)課;安培力是高考重點之一,安培力的應(yīng)用題目和力學(xué)、電學(xué)規(guī)律聯(lián)系廣泛,綜合性強。本節(jié)課主要介紹安培力的基本理解,是磁場基本特性的應(yīng)用之一,也為今后學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)”及力電綜合問題打下基礎(chǔ)。
2、學(xué)情分析
本人執(zhí)教的是普通高中的理科班,學(xué)生物理基礎(chǔ)中上,通過前面的教學(xué),學(xué)生對磁場概念已有初步了解,但對立體空間的分析能力弱,思維活動不夠深入.尤其是涉及到應(yīng)用手來判斷立體空間各個方向的問題,多數(shù)學(xué)生感到無從下手.同時,高二學(xué)生對客觀事物
2、已有個性化的看法,他們表現(xiàn)欲強,期待在課堂上發(fā)表與眾不同的見解,渴望得到老師和同學(xué)的關(guān)注與贊賞。
本人認(rèn)為,如何有效地利用課堂吸引學(xué)生參與進來,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,充分發(fā)揮他們的主體作用,是教學(xué)設(shè)計時首要考慮的問題.結(jié)合這一實際,本節(jié)課力求做到“把問題定位在學(xué)生認(rèn)知的最近發(fā)展區(qū)”,在知識的講解上,盡量利用實驗及自制教學(xué)器材,加深學(xué)生對知識的認(rèn)知,同時強調(diào)學(xué)生的成功體驗.
3、教學(xué)重、難點:
教學(xué)重點:(1)安培力方向的判定;
(2)安培力的大小計算。
【解決措施】為了突出此重點,讓學(xué)生自主探究、合作交流,解決新問題.同時通過不斷的變式來層層深入,鞏固強化.
教學(xué)難點:用左手定則判定
3、安培力的方向。
【解決措施】為了突破此難點,課堂教學(xué)中借助自制透明塑料板,在板上作出各種條件下安培力的方向,讓學(xué)生對比、分析不同的情況,得出統(tǒng)一規(guī)律,再利用左手來判斷,刻畫加深學(xué)生的理解.
二、教學(xué)目標(biāo):
【確定依據(jù)】根據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生學(xué)習(xí)實際,結(jié)合以上分析,確定以下三維目標(biāo):
1、知識與技能
(1)知道什么是安培力;知道通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時,它的方向的判斷——左手定則;
(2)熟記左手定則的內(nèi)容,會用左手定則熟練地判定安培力的方向,并會用它解答有關(guān)問題;
(3)知道當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時,電流受到的安培力F=ILB;當(dāng)電流方向與磁場方
4、向平行時,電流受到的安培力F=0;當(dāng)電流方向與安培力方向成q角時,電流受到的安培力F=ILBsinq。
2、過程與方法
通過實驗演示、分析、歸納、運用,使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計算,培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認(rèn)識一般事物的共性的認(rèn)識事物的一種重要的科學(xué)方法,并通過神奇的實驗現(xiàn)象,感受物理學(xué)的魅力。
三、教學(xué)方法與教學(xué)手段:
1、教法分析:
本節(jié)課主要采用引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)和實驗探究的教學(xué)方法,強調(diào)學(xué)生的合作探究.在思維活動的組織上,逐節(jié)深入.整節(jié)課環(huán)環(huán)相扣,節(jié)奏緊湊,使學(xué)生40分鐘內(nèi)大腦高速運轉(zhuǎn),思維高度活躍.這樣的過程,既是學(xué)生獲得
5、新知識的過程,更是培養(yǎng)學(xué)生能力的過程.在課堂上進行不同形式的鞏固訓(xùn)練,通過師生互動使教學(xué)富有情趣性、激勵性.而在例題的處理上,強調(diào)變式教學(xué),通過一題多變,讓學(xué)生從“變”的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì),加深對問題的理解.
2、學(xué)法指導(dǎo):
把課堂最大限度還給學(xué)生,讓學(xué)生通過探究總結(jié),去發(fā)現(xiàn)知識、探究方法、形成能力.教學(xué)設(shè)計中注意激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲望,全方位調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使他們能夠積極主動地進行觀察、分析、歸納,以形成認(rèn)識,參與到課堂活動之中,充分發(fā)揮他們作為認(rèn)知主體的作用.同時通過師生間、學(xué)生間的合作交流,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和團隊精神.
3、教學(xué)手段:
本節(jié)課除了常規(guī)教學(xué)手段外,還采用
6、實驗演示及多媒體課件等輔助教學(xué)手段以加大課堂容量.同時通過精心設(shè)計的教學(xué)塑料板,形體結(jié)合,使抽象的三維空間直觀化、形象化,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生的理解,提高課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量.
四、教學(xué)過程:
整節(jié)課的教學(xué)設(shè)計遵循“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的原則,結(jié)合實驗探究總結(jié)磁場對通電導(dǎo)線作用力的規(guī)律,把規(guī)律的得出過程和方法放在首位,把學(xué)生的情感價值體驗放在重要位置??傮w教學(xué)布局如下表:
演示實驗
探究影響安培力方向的因素及安培力方向的確定
方案設(shè)計:控制變量法
改變電流方向
改變磁場方向
個性分析,共性歸納
左手定則
師生共同總結(jié)歸納本節(jié)知識要點
局部并行處理
左手定則應(yīng)用
7、:
通電直導(dǎo)線間的作用力
安培力的大小
I與B垂直
I與B斜交成θ
歸納通式
I與B平行
整體串行處理
1. 引入新課:
利用“旋轉(zhuǎn)的液體”實驗,設(shè)計懸念,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,引入新課教學(xué)。
許多學(xué)生會覺得很奇怪,為什么導(dǎo)電液體放在磁場中不會轉(zhuǎn)動,一通電之后就開始轉(zhuǎn)動,從而引出本節(jié)課的主題——通電導(dǎo)體在磁場中受到的力.
【設(shè)計意圖】“思維從疑問開始”,通過簡單實驗現(xiàn)象引入新課,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.安培力的方向
由上面實驗得出液體在磁場中通電后會轉(zhuǎn)動,說明磁場對電流有力的作用。引出安培力這一概念。由于力是一個矢量,有大小有
8、方向,教師從這兩方面來探究安培力。
通過前面的小實驗,學(xué)生情緒十分高漲,充滿了求知欲望.這時教師出示問題,要求學(xué)生思考安培力的方向與什么因素有關(guān).要探究安培力那就必須要有磁場跟電流,因此實驗設(shè)計了一個通電線圈放在磁場中研究其力的方向,教師操作實驗,探究安培力的方向。
探究演示:將線圈放在磁場中,如圖所示,連接好電路。
【實驗】(1)讓磁場方向向下,電流方向向外,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
【現(xiàn)象】通電導(dǎo)體向右運動。
【實驗】(2)改變電流方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
【現(xiàn)象】通電導(dǎo)體向左運動。
【實驗】(3)改變磁場方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
【現(xiàn)象】通電導(dǎo)體向左運動。
【實驗】(4)同時改變電
9、流方向、磁場方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
【現(xiàn)象】通電導(dǎo)體向右運動。
通過實驗探究,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),從實驗現(xiàn)象分析可以得出結(jié)論:安培力的方向既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直。
【設(shè)計意圖】本問題以探究實驗為載體,利用實驗得出結(jié)論,強化實驗在物理研究中的重要性.教師通過學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察和探究,訓(xùn)練學(xué)生運用實驗現(xiàn)象去探究新知識的能力。
然后,教師又由以上實驗得出的四種不同的情況,引導(dǎo)學(xué)生思考問題:如何確定安培力的方向。由于電流方向、磁場方向及安培力方向是在一個三維空間里面,學(xué)生的空間想象能力比較差,研究起來比較困難,因此設(shè)計一個塑料板及帶有方向的吸盤,讓學(xué)生分小組進行個案探究,最后教
10、師將學(xué)生的探究結(jié)果進行展示,歸納總結(jié)出個案的共性,即電流方向、磁場方向及安培力方向滿足一個固定關(guān)系。
【設(shè)計意圖】判斷安培力的方向是本節(jié)課的難點,這一難點主要是由于電流方向、磁場方向及安培力方向處于一個三維空間里,對于這個難點的突破,借助自制器材,將電流方向、磁場方向及安培力方向的固定關(guān)系形象表示出來,一目了然。
接下來就是左手定則的引出,學(xué)生不可能一直拿著塑料板來判斷三者的關(guān)系,因此可以利用左手來判斷。由于左手定則的文字?jǐn)⑹霰容^長,學(xué)生記起來比較復(fù)雜,在這里教師利用一句速記口訣“磁場手心過,四指電流,拇指力”來方便學(xué)生記憶。
【設(shè)計意圖】按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律探索新知識的產(chǎn)生,
11、引導(dǎo)學(xué)生將知識與形體相結(jié)合,從而對新知識有更深的體會,更快的掌握方法。
在剛學(xué)習(xí)完新知識之后,教師出示即時鞏固,引導(dǎo)學(xué)生運用剛剛探究出的新知識解題,既加深學(xué)生的掌握,又大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
做完小練習(xí)之后再進行更深一步的鞏固,讓學(xué)生思考除了磁鐵產(chǎn)生的磁場對通電導(dǎo)線的作用外,還有什么可以產(chǎn)生磁場,產(chǎn)生的磁場對通電導(dǎo)線產(chǎn)生的安培力又是如何。從而過渡到探究通電平行導(dǎo)線作用力的問題,引導(dǎo)學(xué)生探討。學(xué)生通過本節(jié)課學(xué)習(xí)的左手定則和上一節(jié)課學(xué)習(xí)的右手螺旋定則進行討論,最后得出結(jié)論:同向電流相互吸引;反向電流相互排斥。在學(xué)生分析得出結(jié)論之后,教師又通過實驗驗證分析之后的結(jié)論,得到實驗結(jié)論與理論
12、結(jié)論一致。
【設(shè)計意圖】按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律探索新知識的產(chǎn)生,引導(dǎo)學(xué)生運用剛學(xué)的知識去分析,討論,使學(xué)生能夠?qū)W以致用,強化學(xué)生對左手定則的掌握。同時通過實驗驗證理論分析的結(jié)果,使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中感受到成功的喜悅,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.安培力的大小
教師復(fù)習(xí)前面第二節(jié)課的知識點,當(dāng)垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線L,所通電流為I時,導(dǎo)線在磁場中受到的安培力F=BIL;當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線平行時,導(dǎo)線受到安培力為零。根據(jù)學(xué)生的知識掌握水平,多數(shù)學(xué)生會想到這兩種都是特殊情況,那對于一般情況又是怎樣,從而將研究過渡到當(dāng)B和I夾角為θ時,安培力的F的大小及方向會如何? 學(xué)生小組利用塑料板
13、進行分析,得到解決方法,教師再進行講解。
【設(shè)計意圖】在學(xué)習(xí)完安培力的方向之后,緊接著研究安培力的大小,此問題難度不大,在學(xué)習(xí)過程中,教師放手讓學(xué)生去討論探究,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。
接下來就是知識拓展,拓展設(shè)計了4個小問題,從一條直導(dǎo)線層層深入到彎曲的導(dǎo)線,分析其受到安培力的大小的情況,引導(dǎo)學(xué)生思考,逐步探究,從而引出有效長度這一概念,強化對公式的理解及應(yīng)用。
最后是回歸到新課引入的小實驗,教師講解實驗原理,學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識共同研究,解釋實驗原理。
【設(shè)計意圖】利用本節(jié)課所學(xué)知識對課前所設(shè)懸念進行解答,首尾呼應(yīng),學(xué)生可以感受到學(xué)習(xí)新知識的喜悅及物理學(xué)的魅力。
4.
14、小結(jié)與作業(yè):
【小結(jié)】
一、 安培力的方向:
左手定則:磁場手心過,四指電流,拇指力。
二、 安培力的大?。?
I⊥B,F(xiàn)=ILB
I∥B,F(xiàn)=0
I與B成q角, F=ILB sinq
【設(shè)計意圖】對本節(jié)知識進行歸納梳理,使學(xué)生明晰規(guī)律,做到知一解百,以簡馭繁.師生共同歸納小結(jié),著重培養(yǎng)學(xué)生的參與意識。
【作業(yè)】
質(zhì)量為m ,長為L的的金屬棒ab用兩根細(xì)金屬絲懸掛在絕緣架MN下面,整個裝置處在豎直方向的勻強磁場中,當(dāng)金屬棒通以由a向b的電流I后,將離開原位置向前偏轉(zhuǎn)α角而重新平衡,如圖。求磁感應(yīng)強度B的方向和大小。
【設(shè)計意圖】作業(yè)針對本節(jié)重點進行訓(xùn)練,要求學(xué)生利用本節(jié)的知識及聯(lián)系以前學(xué)過的知識,強化學(xué)生綜合運用知識解題的能力。
5.板書設(shè)計:
通電導(dǎo)線在磁場中受到的力
一、 安培力的方向
F⊥B;F⊥I
左手定則:磁場手心過,四指電流,拇指力。
二、安培力的大小
I⊥B,F(xiàn)=ILB
I∥B,F(xiàn)=0
I與B成q角, F=ILB sinq
【設(shè)計意圖】板書精練,直指本節(jié)核心部分,給學(xué)生最強烈的視覺沖擊,突出主旨.
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