主題五電與磁及其應用

第四節磁場對電流的作用教學設計案例

課程內容第四節磁場對電流的作用

課程類型啟發講授課課時1學時

本節主要讓學生通過實驗，了解安培力的概念，能利用左

手定則判斷安培力的方向。了解直流電動機的工作原理，能列

教材內容

舉直流電動機在生產、生活中的應用實例。通過控制變量實驗，

分析

進一步了解安培定律，知道通電導線與磁場垂直時所受安培力

的大小與哪些因素有關，會進行簡單的計算。

學生在初中雖然學習過安培力，但是沒有學習過判斷安培

力方向的方法，也不會計算安培力的大小，這兩個內容都是后

學情分析

面理解電動機、磁電式電表的工作原理的基礎，因此都是本節

學習的重點。

1.鞏固安培力的概念，了解安培定律，形成安培力的方向

由電流方向和磁場方向共同決定、安培力的大小由磁感應強度、

電流和導線長度等因素共同決定等物理觀念，并能用其解釋生

產生活中的相關電磁現象。

2.了解建構直流電動機、磁電式儀表等物理模型的方法。

了解總結左手定則、安培定律時使用的控制變量、綜合、歸納

教學目標等科學方法。

3.通過對演示實驗的觀察與討論，提高實驗觀察等核心素

養。通過對磁電式儀表工作原理的了解，增強技術運用等核心

素養。

4.了解科學家通過實驗總結規律的過程，增強精益求精的

工匠精神。了解直流電動機和磁電式儀表在生產、生活中的應

用，體會科學技術對人類社會發展的促進作用，增強科技傳承

的社會責任感。

教學重點讓學生了解左手定則，了解安培定律。

使用綜合法，歸納左手定則。利用控制變量法探究安培定

教學難點

律。

讓學生通過自主學習與合作學習了解新知識，形成新觀念，

教學策略

提高實驗觀察能力，受到科學方法熏陶。

主要教法啟發式講授、演示實驗、組織合作學習

主要學法自主學習、觀察實驗、思考討論、合作學習

多媒體課件展示系統、平行導軌架1個、蹄形磁鐵1個、

導體棒1根（鋁管或銅管）、一號干電池1節、單刀開關1個、

教學資源導線若干、帶橫桿的鐵架臺1個、特大號鐵氧體蹄形磁鐵3個、

直徑約1mm長約10cm的銅導體棒1根、學生電源1臺、滑

動變阻器（10。2A）1個、電流表（3A）1個等。

課堂實施

教學設計意

教學內容教師活動學生活動

環節圖

1.通過實驗，可以歸納出安培1.安排學對教材和讓學生

力的方向跟磁場方向和電流方生進行預教學視頻通過課

向三者之間的關系是怎樣的？習（閱讀教進行學習前自主

2.什么是綜合法？材、觀看老和思考，學習，發

3.什么是左手定則？師提供的并與同學現自己

課前

4.什么是歸納法？微課視討論其中不理解

準備

5.直流電動機的工作原理是頻）。發現的問的問題，

什么？2.就學生題，將疑準備到

6.通過實驗發現，安培力的大提出的問問反饋給課堂上

小與哪些因素有關？題進行有老師。與同學

7.什么是安培定律？針對性地討論，與

8.磁電式儀表的主要工作原備課，準備老師交

理是什么？在課堂上流,解決

學生討論疑問。

時給予指

導。

新創設情境：展示圖片、觀看、思激發學

現代家庭生活中必備提問：考生學習

課

的一些大小電器，如洗衣電動機為動力，明

引機、油煙機、換氣扇、豆漿什么會轉確學習

入機、榨汁機、吹風機等（如動呢？目標

圖所示）都是利用電動機

進行驅動的。

新演示實驗：研究安培力與進行演示觀看實引導學

電流、磁場三者方向之間實驗，組織驗、合作生通過

課

關系合作學習，學習、回現象歸

教將一根導體棒（鋁管提問：答：納規律。

課堂學或銅管）放在如圖所示的安培力的F、B、I三

實施實驗裝置上，調整實驗裝方向跟磁者可以用

置的位置，使導體棒朝向場方向和右手大拇

南北方向，用一節干電池電流方向指、中指、

給導體棒供電。按照表中三者之間食指相互

的順序，分別改變電流和的關系是垂直表

磁場的方向，觀察導體棒什么？示，或其

的運動情況，將觀察到的他表示

現象記錄在表中。法。

【思維與方法】綜合法講述傾聽讓學生

綜合法就是把研究對了解綜

象的各個部分、方面和因合這一

素聯合起來加以研究，從

而在整體上把握事物的本科學方

質和規律的思維方法。法。

綜合是在分析研究的

基礎上進行的，把分析的

結果聯系在一起，能使各

個部分、要素脫離并列的

狀態，呈現出有機的聯系，

形成多樣性的統一體，能

更深刻地認識對象的本質

和規律。

左手定則（如圖所展示圖片、觀看、傾讓學生

示）：伸開左手，使大拇指講解聽、理解、了解利

跟其余四個手指垂直，并記憶用左手

且都跟手掌在同一個平面定則來

內，把手放入磁場中，讓磁判定安

感線垂直穿入手心，并使培力方

伸開的四指指向電流的方向的方

向，那么，大拇指所指的方法。

向就是通電導線在磁場中

所受安培力的方向。

直流電動機工作原回應“情境觀看、傾讓學生

理：利用左手定則可知，磁與問題”中聽、理解、了解左

場對通電線圈中左側的導的問題，展記憶手定則

線產生向上的安培力，對示圖片，講在直流

線圈中右側的導線產生向解。電動機

下的安培力，從而對線圈中的應

產生力矩作用，使它繞著用。

中軸轉動。當線圈從圖示

位置轉過90°時，線圈會

通過換向器將電流的方向

反轉過來，使其繼續旋轉

下去。

演示實驗：研究影響安培進行演示觀看實引導學

力大小的因素實驗，組織驗、記錄生通過

將三塊相同的鐵氧體學生合作數據、合實驗觀

蹄形磁鐵并列放置，用4根學習：作學習、察，得出

導線分別與銅質導體棒相通過觀察、回答：科學結

連，將導體棒懸掛在磁鐵比較發現，安培力的論，了解

的兩極之間，如圖所示。安培力的大小與磁科學方

1.先用1.0A的電流通過大小與哪感應強法。

導線“1、4”給導體棒通電，些因素有度、電流、

觀察導線的偏轉情況。關？導體棒長

2.將全部磁鐵向后撤出一度有關。

定距離，讓導體棒懸掛在

磁場較弱的開口外側，再

用1.0A的電流通過導線

“1、4”給導體棒通電，觀

察導線的偏轉情況，與步

驟1的情況比較，判斷安

培力大小與磁感應強度大

小的關系。

3.依然將導體棒懸掛在蹄

形磁鐵的兩極之間，用2.0

A的電流通過導線“1、4”

給導體棒通電，觀察導線

的偏轉情況，與步驟1的

情況比較，判斷安培力大

小與電流大小的關系。

4.保持導體棒懸掛在蹄形

磁鐵的兩極之間，用L0A

的電流通過導線“2、3”給

導體棒通電，觀察導線的

偏轉情況，與步驟1的情

況比較，判斷安培力大小

與導體棒長度的關系。

通過大量實驗人們歸講解觀看、傾讓學生

納出，當把一段長度為/、聽、理解、了解安

電流為/的通電導線垂直記憶培定律。

于磁場方向放入磁感應強

度為B的磁場時，通電導

線所受到的安培力的大小

與磁感應強度3、電流/、

導線長度/都成正比。這個

規律最初是由安培發現

的，所以人們把它稱為安

培定律。用公式表示為

F=BIl

式中，F、B、I、1的國際單

位制單位分別為N、T、A、

mo

示例在一個磁感應強度展示圖片、觀看、傾讓學生

為0.8T的勻強磁場中，有講解例題聽、理解、了解應

一根與磁場方向垂直，長記憶用安培

0.2m的通電導線a",如圖定律解

所示。若導線中通以0.5A決問題

由。到Z?方向的電流，求的形式

與方法。

導線所受安培力的大小和

方向。

分析本題已知磁場的磁

感應強度8、通電導線的長

度/、通電導線中電流的大

小/,且電流方向與磁場方

向垂直，滿足安培定律的

條件，運用公式即可求出

安培力的大小。安培力的

方向可以用左手定則進行

判斷。

解根據安培定律，安培

力的大小為

F=B//=0.8X0.5X0.2

N=0.08N

運用左手定則可以判斷出

安培力的方向為垂直于紙

面向外。

【應用與拓展】磁電式儀組織學生閱讀、質讓學生

表的工作原理自主學習、疑了解安

在實驗和生產中經常巡視、指培定律

使用的電流表、電壓表、多導、答疑在磁電

用表等都屬于磁電式儀式儀表

表。磁電式儀表是應用通中的應

電線圈在磁場中受磁力矩用。

作用發生偏轉的原理制成

的，它的構造一般如圖所

Zj\o

本節的主要內容講完組織學生向老師提通過思

自了，同學還有哪些疑問，自自由提問、出自己的想的碰

由提問，小組討論，自由搶討論，或回疑問、回撞，發展

由

答。答問題。答同學的學生質

討

問題。疑創新

論