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第十四章 磁现象
第五节 磁场对通电导线的作用力
一、    教学背景分析
本节内容是本章的难点,学生虽然已初步学习了一些有关磁现象的基本概念和电流磁效应的知识,这些知识及规律几乎都是学生由实验概括得出的,但本节课对学生来说仍然很陌生,所以实验的设计尤其重要。国家课程标准中要求:通过实验,了解通电螺线管在磁场中会受到力的作用,力的方向与电流及磁场方向都有关系。所以本节课在设计上有一个最基本的原则,就是要用实验研究问题,得出结论。比如开头可以从奥斯特实验进行引入,培养学生的逆向思维能力。在讲到动圈式扬声器和耳机的时候,可以让学生亲自动手,研究它的工作原理,这样可以做到学用结合,提高学习效率。总体来说,本节课是本着培养学生的思维、锻炼学生的动手能力这个思想进行教学设计的。
二、教学目标
1.经历磁场对通电导线作用力的探究过程,体会控制实验条件的方法。知道磁场对通电导线有力的作用。知道磁场对通电导线作用力的方向与通电导线的电流方向、磁场方向有关。
2.了解动圈式扬声器和耳机的构造与原理。
3.运用磁场对通电导线的作用力分析有关物理现象,养成物理知识与实际相联系的习惯。
三、教学重点和难点
教学重点:通过实验知道磁场对通电导线有力的作用,力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。
通电导线在磁场中运动学生很容易理解,由运动转化到受力情况的分析学生不一定能总结到位,教师要引导学生运动状态的变化本质是力的作用,从而进一步分析设计实验,研究通电导线在磁场中受力的方向和哪些因素有关。
教学难点:左手定则及培养学生会从实验现象中总结规律。
观察实验现象很容易,通过现象分析其本质,然后总结成文字将其记录下来,这些对学生都是一个考验。从实验现象中把抽象的磁场方向、电流方向、受力方向三者的关系升华为形象的左手定则,对学生来说难度都很大。可以通过形象化的方法,如用插木棍的方法将左手定则具体化,形象化。
四、教学过程
1.教学引入
复习奥斯特实验,通过小磁针的偏转,知道通电导线对它周围的磁体有力的作用,反过来,磁体对通电导线有没有力的作用?
2.“知识点”教学
让学生猜想并讨论需要哪些器材进行验证,由学生设计实验方案,教师提供器材(通电导体、蹄形磁体、平行导轨),由一个学生上台演示,发现通电导体运动,分析运动状态改变说明受到了力的作用,从而得出磁场对通电导线有力的作用。
探究磁场对通电导线作用力的方向相关的因素,根据实验现象得出规律。
学生在猜想的时候要有依据。教师在学生思考的基础上加以肯定,并鼓励学生上台操作实验进行共同探究。
●设计实验
磁场方向不变,改变电流方向,观察通电直导线向哪个方向运动;
电流方向不变,改变磁场方向,观察通电直导线向哪个方向运动;
同时改变电流方向、磁场方向,观察通电直导线向哪个方向运动。
●设计记录表格
磁场方向不变,电流方向改变    通电直导线运动方向改变
电流方向不变,磁场方向改变    通电直导线运动方向改变
电流方向、磁场方向均改变    通电直导线运动方向不变
根据记录的实验现象,分析现象,总结磁场对通电导线作用力的方向跟通电导线电流方向和磁场方向有关。
●左手定则
根据刚才的实验现象,以小组为单位进行讨论,总结规律快速判断力的方向。根据学生发表的观点,教师进行引导加以完善,最终得出左手定则。然后配合相关的例题进行巩固,加深对左手定则的理解。
●动圈式扬声器
结合问题看实物,用动圈式扬声器播放音乐。
知道动圈式扬声器的构造有线圈、永磁体、锥形纸盆,它的工作原理就是利用了磁场对电流有力的作用,使得线圈带动锥形纸盆振动发声。
●耳机
利用实物投影仪展示:拆开一个废弃的耳机,用镊子将其中的元件慢慢拆开并说出其作用,与扬声器中的元件进行对比讲解,其实它就是一个小扬声器。
3.课堂小结
(1)磁场对通电导线的作用力
通电导体在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流的方向、磁感线的方向都有关系。
(2)左手定则
伸开左手,使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向电流方向,这时,拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
(3)应用
动圈式话筒;耳机。
4.小练习
1.若改变通电导线在磁场中受力的方向,可采取的办法(   )
A.改变通电导线中的电流大小
B.只改变电流方向或只改变磁感线方向
C.改变电流方向同时改变磁场方向
D.改变电流大小的同时改变磁场的强弱
2.在以下方法中能改变通电导线在磁场中受力方向的是(    )
A.换一个磁性更强的磁体形成强磁场
B.只改变通电电流的大小
C.同时改变通电电流的方向和磁感线方向
D.只改变电流的方向
五、教学反思
本节课学生在教师的引导下,对通电导体在磁场中是否受力进行猜想和假设。进而由教师带领学生经历制订计划和设计实验的过程,然后与同学一起总结共同规律,最后将教材中左手定则的内容给出。课堂尽量多地调动了学生的积极性。按照课标的要求,学生只要知道通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关即可。左手定则的内容教师可以根据自己学生的情况有选择地进行补充。

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