2022-2023学年高中物理上学期第十周 磁现象 磁场教学设计

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1、2022-2023学年高中物理上学期第十周 磁现象 磁场教学设计课题磁现象 磁场课时1考点、知识点了解磁现象。了解电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义。知道磁场及其基本特性。了解地球的磁场学习目标1电流的磁效应和磁场概念的形成。2磁场的物质性和基本性质重、难点电流的磁效应和磁场概念的形成。磁场的物质性和基本性质(重点、难点)学习环节和内容学生活动建议教师活动建议调整记录探究磁场来源环节一：1引入新课：设计经典魔术吸引学生眼球，激发学习兴趣2进行新课：在新课教学中，为了更好地突出“磁场概念的形成”这一重点内容，我摒弃了以往教学中先让学生接受磁场再解释现象的教学模式，改为通过一系列的实验

2、现象有学生归纳总结得出磁场概念。具体操作过程如下：（1）演示实验一：磁体吸引铁质物质。设计意图：引出磁性、磁体、磁极的基本概念。通过磁极间的相互作用类比电荷间的相互作用设问“电和磁之间是否存在联系？”引出学生分组实验。为最后类比磁场与电场的概念做铺垫。.环节二：（2）探究式分组实验：设计意图：操作体验电和磁之间的联系。通过分组实验培养学生观察，分析，总结能力。奥斯特实验。我预测在该环节中学生不仅可以做出“电生磁”这一现象，还可能做出“磁生电”。虽然这与本节课关系不大，但要及时给与鼓励，培养学生的自信心、求知欲。这一环节结束，学生体验到通电导线对磁体有作用，我没有简单地告诉学生由牛顿第三定律磁体

3、对通电导线也存在作用，而是设计了演示实验二。（3）演示实验二：自制教具电磁炮。设计意图：体验磁体对通电导线有作用。一炮惊醒课中人，将课堂气氛推向高潮。介绍航母电磁弹射器，培养学生的情感态度价值观（爱国主义教育）。（4）演示实验三：自制教具通电导线间的作用。设计意图：亲身感受电流与电流间存在相互作用。以上实验中，这三种相互作用表面上与磁有联系，但到电流与电流相互作用时却与磁毫无相干，此时学生迫切想要得知是什么物质维系了这些相互作用？于是这时采用类比教学法，引导学生对比电场概念得出磁场概念。以上的重、难点突破过程中：符合了学生的认知发展规律：即由简单到复杂，由一般到特殊，层层深入，归纳总结，得出结

4、论。完成了学生对磁场概念这一认知体系的构建。环节三：5）在地磁场教学中，通过多媒体辅助教学实现了：科学普及、培养学生空间想象力，激发爱国主义情怀的教学目标。（6）课堂练习环节中，继续采用分组实验方式探究磁场方向，起到承上启下的作用，为下节课的教学起到铺垫作用（7）布置作业。目的：巩固练习。环节四：小结教学环节教学内容师生互动设计意图创设情境导入新课重温经典魔术，魔术揭秘引出磁铁对铁质物体的吸引，引入新课教师表演，学生回答激发学习兴趣新课教学一、演示条形磁铁吸引大头针，介绍有关磁现象概念；过渡：自然界中的磁体总是存在两个磁极，南极和北极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。这个性质跟我们学过的哪

5、种情况相似？二、电流磁效应1电流和磁体之间是否存在联系？2学生分组实验，演示现象。3介绍奥斯特实验，了解电流磁效应的发现过程。4磁体对电流的作用（自制教具）。5电流对电流的作用（自制教具）。过渡：我们发现磁体间，磁体与电流间，电流间的相互作用不需要接触，对比电荷间相互作用，引出磁场。三、磁场1概念。2基本性质。过渡：介绍我国古代对磁现象认识，讲述司南、指南针。为什么指南针能够指向南北？四、地球的磁场地磁场、磁偏角。地磁场对于生活在地球上生物的影响教师演示学生受启而发学生猜想，分组实验教师演示实验类比讲述教师讲述观看视频培养学生探究式思维，动手实践能力培养学生观察能力培养爱国情怀，培养学生求知欲

6、，体验自然规律课堂小结布置作业1课堂小结2作业：a、发现日常生活中的磁现象以及有关磁现象的应用b、阅读教材P82-STS，P85-科学漫步巩固知识，学会应用。培养学习兴趣四、板书设计环节一：一、演示条形磁铁吸引大头针，介绍有关磁现象概念；过渡：自然界中的磁体总是存在两个磁极，南极和北极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。这个性质跟我们学过的哪种情况相似？二、电流磁效应1电流和磁体之间是否存在联系？2学生分组实验，演示现象。3介绍奥斯特实验，了解电流磁效应的发现过程。4磁体对电流的作用（自制教具）。5电流对电流的作用（自制教具）。过渡：我们发现磁体间，磁体与电流间，电流间的相互作用不需要接触，

7、对比电荷间相互作用，引出磁场。三、磁场1概念。2基本性质。过渡：介绍我国古代对磁现象认识，讲述司南、指南针。为什么指南针能够指向南北？四、地球的磁场地磁场、磁偏角。地磁场对于生活在地球上生物的影响知识与技能（1）掌握磁场对电流的作用力即安培力，及安培力大小跟各个因素的关系。（2）理解运用左手定则确定安培力F方向与电流I方向、外加磁场B方向的三者逻辑关系。（3）应用安培力大小，联系共点力平衡解决力学综合问题2过程与方法（1）在计算安培力大小及在共点力平衡的运用过程中，学生经历自主分析和教师引导，培养学生的物理问题的分析归纳能力。（2）学生经历磁场的正交分解法，关注磁场方向与电流方向不垂直的情况。

8、发现当磁场与电流方向斜交时，安培力大小的计算方法和方向的判定。同时明白当磁场和电流方向平行时不存在安培力的原因。3情感、态度、价值观（1）学生在体会磁场方向与电流方向不垂直的情况下的安培力的分析，领悟磁场和电流方向平行时不存在安培力的原因，增强学生学习的求知欲。（2）学生在判断安培力方向时，体会外加磁场的来源，区别自身电流产生的磁场，使得学生领悟到物理的思维严密性。学习内容分析：根据上海科学技术出版社出版的高二物理第十四章第八节的内容磁场对通电导线的作用 ，本节内容主要研究磁场对通电导线的作用（安培力）的大小和方向，在本教材中要求学生对所涉及的安培力这一概念有个初步的了解，为后面内容的学习作准

9、备。本节课是高二学业水平考的复习课，学生需要具备了解磁感强度、磁通量、磁感线、通电导线周围的磁场分布等基础知识。上海市澄衷高级中学是虹口区区重点学校，学生学习程度及学习习惯的差异性很大，所以学生从知识的掌握程度而言是参差不齐的。选修物理的同学基础扎实又敢于发言，给班级树立了良好的榜样。在他们的带动下，其他同学包括基础有待提高的同学都能较认真的听讲并积极回答问题。不过学生们的学习习惯不是非常好，特别是基础有待提高的同学，上课时较认真甚至笔记也记得详细清晰，但课余消化时间不够，如果能改掉这种不良的学习习惯，他们的水平将能有很大提高。在上一节课中，学生学习的重点是磁通量、磁感强度、通电导线周围产生磁

10、场。学生对于运用右手螺旋定则判定电流周围产生磁场的磁场方向基本掌握。本节课我们学习重点放在安培力的方向判定和大小计算上的综合运用，能把安培力应用到力学综合中去，如共点力平衡等。本节课通过演示实验明确安培力方向判断的方法左手定则，并且发现当外加磁场方向和金属棒上的电流方向平行时，金属棒不受到安培力作用，从而进一步明确安培力产生的条件以及安培力方向的判定方法。研究安培力的大小重点在于学习安培力的综合运用中，教师可以通过部分精选例题的讲解，让学生感悟到安培力等同于其他性质力参与力学的综合运用中来。教学重点：掌握在匀强磁场中磁场对电流作用的大小的计算及力学综合运用教学难点：磁场方向、电流方向、安培力方

11、向之间的关系。磁场方向不一定总与电流方向垂直，但安培力一定垂直于磁感线与电流决定的平面。能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的安培力的方向。学生学情分析上海市澄衷高级中学是虹口区区重点学校，学生学习程度及学习习惯的差异性很大，所以学生从知识的掌握程度而言是参差不齐的。选修物理的同学基础扎实又敢于发言，给班级树立了良好的榜样。在他们的带动下，其他同学包括基础有待提高的同学都能较认真的听讲并积极回答问题。不过学生们的学习习惯不是非常好，特别是基础有待提高的同学，上课时较认真甚至笔记也记得详细清晰，但课余消化时间不够，如果能改掉这种不良的学习习惯，他们的水平将能有很大提高。教学策略设计教学环节：这一

12、节课是复习课，教师如何改变常规的复习课即习题课的模式，创造一个良好的课堂氛围，使学生的思考碰撞出智慧的火花。教师尝试着通过创设情境去唤起学生的好奇心，给学生自由发挥的空间，特别是本身有一批较优秀的学生基础下，让学生多说，其他学生师客观评价，教师为所有的学生创设“说”的条件。因此教学过程中尽可能做到：学生能说的教师不说；学生能提的问题教师不提；学生能解答的问题让学生自己解答。教师把展示自我的机会完全还给学生。通过这样的具有一定特色的教学形式带动各个层次的学生都参与到课堂学习中来。教学重点的突破可以通过学生对例题进行逐级分析，教师适当点拨，使得学生逐步领悟到安培力类似于之前学过的重力、弹力、摩擦力

13、等性质力共同参与力学的综合运用。教学难点的突破需要教师的引领，安培力方向的判定关键是确定研究对象如导体棒，让学生在讨论和分析过程中寻找研究对象（导体棒）的电流方向，体会外加磁场的来源，同时区分自身电流产生的磁场与外加磁场。具体目标：1知识与技能（1）掌握磁场对电流的作用力即安培力，及安培力大小跟各个因素的关系。（2）理解运用左手定则确定安培力F方向与电流I方向、外加磁场B方向的三者逻辑关系。（3）应用安培力大小，联系共点力平衡解决力学综合问题2过程与方法（1）在计算安培力大小及在共点力平衡的运用过程中，学生经历自主分析和教师引导，培养学生的物理问题的分析归纳能力。（2）学生经历磁场的正交分解法

14、，关注磁场方向与电流方向不垂直的情况。发现当磁场与电流方向斜交时，安培力大小的计算方法和方向的判定。同时明白当磁场和电流方向平行时不存在安培力的原因。3情感、态度、价值观（1）学生在体会磁场方向与电流方向不垂直的情况下的安培力的分析，领悟磁场和电流方向平行时不存在安培力的原因，增强学生学习的求知欲。（2）学生在判断安培力方向时，体会外加磁场的来源，区别自身电流产生的磁场，使得学生领悟到物理的思维严密性。师生活动：活动一：通过教师的演示实验，让学生发现磁场与电流两者方向不垂直时也能产生安培力并且与垂直时的方向是相同的，以此为依据得到安培力大小计算的一般式和安培力方向判定的一般规律。活动二：通过例

15、题1、2的创设情境，激发学生的学习兴趣，增加学生互动学习，掌握安培力大小计算的综合运用。活动三：通过例题3、4的创设情境，研究磁体对电流的作用力、电流对电流作用力的方向的判断，体会外加磁场的来源，同时区分自身电流产生的磁场与外加磁场，掌握运用左手定则判定安培力的方向。环节二：七案例（详案）1引入性提问教师：假如我们整个教室充满磁场，我们如何去验证呢？学生：可以放入小磁针，若小磁针发生偏转说明教室里有磁场。教师：其实除了这种方法以外还可以放入通电导线，若通电导线放的位置恰当，它在磁场内会受到力的作用，这个力就是安培力。2.基本概念规律复习教师：安培力大小的计算式为F=NBIL，N匝数、B磁感强度

16、（指外加磁场）、I电流（指自身电流）、L导线长度（指有效长度）。 那么运用这一公式的注意事项是什么？学生：（各抒己见）磁感强度B的方向与电流I的方向垂直；L指有效长度；必须是匀强磁场。教师：非常好！这位同学讲得不错，另外一位补充的也很好，接下来我进行总结。教师：（总结）(1)通电导线（即电流）必须和磁场（磁感强度）方向垂直，若不垂直即通电导线与磁感应强度的夹角为时，如图1所示那么磁场力的大小是多少？怎样计算呢？教师：演示实验利用蹄形磁铁产生的磁场，组合出如图1的实验装置。与B和I垂直时这两种情况来比较安培力的方向。学生：（观察和讨论）得出安培力的方向一致。将B分解成垂直L的B和平行L的B，因平

17、行L的B对导线作用力为零，所以实际上磁场B对导线L的作用力就是它的垂直分量B对导线的作用力（如图2所示）教师：FN BIL=NBILsin（是B 、L间夹角）所以当BL时，通电导线受安培力最大，F=NBIL，而当BL时F=0，即就如我们上课初讲到的在磁场中只有通电导线位置放置恰当时才会受到力的作用。当通电导线平行磁场方向放入磁场中，它所受的磁场力为零。看来运用F=NBIL来计算磁场对电流的作用力的大小是有条件的，必须满足BL。(2)适用于一小段通电导线的情况，若导线较长，且各处所在的磁感强度不同，则无法用此公式。因此只有在匀强磁场中，长导线才适用。教师：接下去我们研究安培力的方向。用什么定则？

18、学生（异口同声）：左手定则。教师：我们伸出左手，一起来回忆左手定则判定的步骤，以图3为例：（i） 大拇指跟四指垂直，且在同一个平面内；（ii）让磁感线垂直穿过手心；（iii）使四指指向电流方向；（iv）则大拇指指向安培力的方向。老师：那么是不是磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间必定两两垂直？学生：（讨论）（有同学认为三个物理量必定两两垂直，也有同学认为不一定。）学生：磁场方向不一定总与电流方向垂直，可以根据前面所讲的安培力计算公式F=NBILsin得到，但安培力一定垂直于磁场也一定垂直于电流。教师：非常好，这位同学讲出了磁场、电流、安培力三者方向的关系。我们也可以这样来描述三者方向关系：磁

19、场方向与电流方向可以不垂直但安培力一定垂直于磁场与电流组成的平面。3.习题互动教师：下面我们通过一些例题来具体分析安培力大小和方向。例1如图4，在磁感强度B的匀强磁场中，放置一根长为L的导线ab，若通过的电流为I时，导线受到的磁场力大小_；若导线以a端为轴转过30。时，它受到的磁场力的大小_。图4学生沈婷婷：第一个答案是BIL ，第二个答案是BILcos60。 。没等教师判定正确与否就有学生在下面直呼“上当了” 。“什么地方上当了？”我让他回答。学生唐铭：“第二个题的条件有陷阱，答案应该还是BIL。”教师：唐铭学生回答的答案是正确的，但我们不能随便说这就是“陷阱”，我们如果根据安培力的计算公式

20、和注意事项，这道题就能轻易解答出来了，因为当导线以a端为轴转过30。的过程中，磁感强度B与电流I是始终垂直的，只有不垂直时才考虑角度问题。因此两道小题答案都是BIL。我们同学用公式做题目时一定要注意这个公式的适用条件和注意事项。评析：这道题检验学生是否真正掌握了F =NBILsin这个公式，学生通过这道题明白了“”的含义。例2如图5所示，已知水平放置的平行金属导轨，放一金属棒电阻忽略，质量为m，长L1，导线间距L2，金属棒与导轨垂直，电源电动势，内阻为r外电路电阻为R。（1）当在导轨的竖直方向加一个磁感强度为B的匀强磁场时，金属棒仍处于静止状态，求此时的安培力大小和方向，以及静摩擦力的大小和方

21、向。（2）当在导轨水平方向加一匀强磁场时，导轨对水平地面的压力恰好为零，求其磁感强度的大小和方向。图5分析：此题是一个安培力在共点力平衡中的运用，先画出二维平视图（如图6）图6 图7（1）根据共点力平衡原理，安培力等于静摩擦力，安培力F安=BL2/(R+r) 方向向左，静摩擦力f= F安=BL2/(R+r) 方向向右。（2）（如图7）当导轨对水平地面的压力恰好为零时，根据共点力平衡原理，安培力等于重力。即mg=BI L2 ，I=/(R+r)，所以B=mg(R+r)/ L2。根据左手定则，方向水平向右。评析：如何让学生在做题目时能更加规范这是我们必须去引导的。通过第二小题的受力分析和用左手定则判

22、断磁感强度的方向时都能很明显的体现出作受力分析图的重要性。学生有了这种体会才会真正感受到作受力分析图的重要性。我们教师如果只会在口头上强调，那么效果可能就没有在实践中的体会这样明显。例3如图8所示，置于水平地面上的条形磁铁的正上方，有一导线垂直纸面水平放置，若在导线中突然通以垂直纸面向外的电流，那么导线受到的磁场力方向和磁铁受到的磁场力方向？ 图8 图9学生：(讨论)因为穿过导线的磁场水平向右，根据左手定则，安培力垂直地面向上，又根据作用力与反作用力可知磁铁受到的磁场力方向向下。教师：非常好！能迅速找到外加磁场方向和自身电流方向是解决这类题目的关键。不过我们可以用其他方法来判断磁铁受到的磁场力

23、方向。同学们再思考思考，还有什么方法呢？学生张超：把磁铁等效为电流方向向内的导线这样就可以得到反向电流的两根导线间是斥力，所以方向向下。老师：张超同学用到等效替代的方法，轻易地解答出了这道题。我们也可以把条形磁铁看作学生：（抢答）小磁针！老师：非常正确。学生林雨洲：把条形磁铁等效为小磁针。因为它们都是磁体，有共性，即它们N极的受力方向就是磁感线的切线方向。现在根据通电直导线的磁场分布，可知它的磁感线都是以直导线上各点为圆心的同心圆。条形磁铁N极处磁感线的切线方向，就是磁铁N极受力方向；S极处的磁感线的切线方向和S极受磁场力的方向相反。所以，当直导线突然通电后，磁铁也突然受到斜向下方向的两个磁场

24、力的作用，因此磁铁受到的磁场力方向垂直地面向下老师画图再进行描述（图9）。评析：该题可以应用左手定则，先确定磁铁的磁场对通电直导线作用力的方向是竖直向上的，然后求其“反作用力”，即导线磁场对磁铁作用的方向是竖直向下的，最后选出答案。不过，这在思维上多转了一个弯，因而不算最佳解题方案。如果，把条形磁铁看作小磁针，并充分利用磁场方向的规定，这在思维上显然更为直接。我们教学生在进行解题过程中用到不同的方法，像这道题通过一题多解既能复习到前面所学的知识使知识间的联系更加密切又能拓宽学生的思维，所以我们要让学生运用多种方式方法进行解题。例题4.图10中垂直纸面的两根两端固定的平行长直导线，通以图示方向的

25、同向电流I后，试分析导线间的相互作用力。老师：刚才张超同学曾提到反向电流的两根导线间是斥力，那么同向电流呢？学生：引力。 图10老师：我们就先来证明同向电流是引力。学生：首先分析导线A的受力。导线B的磁场作用于导线A，而导线的磁场方向可由右手螺旋定则确定（方向如图10中虚线所示），再采用左手定则则可断定A导线受力F的方向向右。老师：如果我们取导线B为研究对象呢？学生：导线B处在A的磁场中，导线A的磁场方向和导线B的受力F的方向，得出F向左的结果。老师：关于反向问题我们课后自行解答。由此题我们可得出这样结论“平行同向电流相互作用的结果是使两导线相互吸引而靠拢；同样平行反向电流是会相互排斥而有分离

26、。”这样的结论，在实际问题中也可推广应用。例如，图11中两个相互平行的导线圆环通以同向电流后，两者如何相互作用？这时，可在两圆环对应的地方，分别取aa和bb两个小段作为研究对象。由于所取的长度极 图11短，可将它们近似作为直导线处理，两者必定相互吸引，那么，两个圆环又可认为就是由许多这样对应的小段组成，因而两圆环相互吸引靠拢的结果，立即可以获得。老师：假如两根通电直导线，相隔一定距离，又互成任意夹角，其中一根固定那么另一根将如何运动。这个问题我们下节课再继续讨论。评析：这道题通过学生讲解为主，老师略微补充，因为学生对这个知识点掌握还不错。通过复习学生在记住结论的同时也掌握了证明方法。作业布置（

27、略）八教学反思这一节课是复习课，可能会让学生缺少新鲜感，为了能够让这堂课上得更加生动，我想教师必须发挥学生的能动性，即要照顾到广大同学又要让基础不错的同学在原来的基础上有更大的收获，这一点在本节课中略有体现，如在讲例3时运用了一题多解，还有例4，在原来的基础上改变部分条件从而题目难度有所上升，这样能激起学生学习的热情，还能检验学生对知识的掌握程度，可惜时间不够只能作为回家作业。像例1，很容易引起同学间的争论，而通过争论往往可以让学生更加巩固该知识点，还能引发学生学习的激情。这些正是我想要在复习课上达到的效果。当然在物理教学中，教师除了运用物理本身的魅力来激发学生求知的欲望外，教师本身以饱满的热

28、情、强烈的求知欲、热爱物理学科的情趣，才能带领学生去探索物理世界的奥秘，才会对学生的学习兴趣产生巨大影响。上好复习课，习题的准备很重要，一节课不可能准备很多题目，所以我先通过归纳知识点，再自己重新编题目，这样才能让一道习题里包含更多的知识点（如例3），或者通过适当改变已知条件，提高题目的利用率（如例2、例4）。其实高考时很少有原搬照抄的题目，而往往是部分已知条件改变了，解题方法和过程也随之发生改变，所以我想通过自己归纳题目或自编题目，这样能给学生真正起到举一反三的作用。这节课在设计时有些不足之处，首先，在寻找习题时只注重知识点的典型性、已知条件的多样性、解题方法的多种性原则而忽略了联系实际情景

29、的例子，我完全可以考虑一些与生活密切相关的关于安培力情景创设，如磁悬浮列车问题、电风扇中的电动机。其次，在准备练习题时没有把它打印成练习卷，也没有用多媒体辅助，只是在黑板上列出例题的重要条件因此习题未能做到完整呈现在学生面前，一定程度上影响了学生的读题、审题。第三，学生与老师、学生与学生间的互动不够。因为课堂时间有限，学生之间、师生之间的讨论没有进行深入展开。如果下次上这堂课时，可以适当减少例题，这样就有充足的时间进行深层次的讨论。现代教育理论告诉我们，课堂教学是师生间的双向交流过程，只有教师将教学内容通过各种手段作用于学生，激发起学生的求知欲时，教学内容才能真正转化为学生的知识，从而提高了课堂教学的效率。信息技术手段的运用：1 实验器材：条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针等。2课件：ppt幻灯片学生课前独立完成学生合作探究完成课堂训练，加深学生对于知识点的理解，同时学生展示，差改错。学生课前独立完成学生合作探究完成课堂训练，加深学生对于知识点的理解，同时学生展示，差改错。改学生导学案，统计学生完成情况教师旁观引导学生完成探究过程教师组织小组合作完成课堂练习，教师旁观记录学生完成情况。并对学生展示内容作最终总结改学生导学案，统计学生完成情况教师旁观引导学生完成探究过程教师组织小组合作完成课堂练习，教师旁观记录学生完成情况。并对学生展示内容作最终总结