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視頻標簽：一輪專題復習,安培力的應用
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高考一輪專題復習—安培力的應用-北京市第一中學
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教學 課題 高考一輪專題復習—安培力的應用
教學 時間 2018年12月21日 上午第4節課
授課 班級 北京市第一中學 高三2班
教學 目標
知識與技能
過程與方法
情感態度價值觀
1.從演示實驗的定量關系再次深刻體會安培力大小的決定因素。
2.通過建立安培力軌道驅動模型理解電磁驅動的意義。
1.通過演示實驗、利用控制變量法回顧安培力大小的計算方法。
2.通過學生分組討論定量分析電磁驅動實例，體會電磁驅動的優勢。
1.通過小組合作學習的形式，激發學生探究的興
趣，培養學生團隊協作、
互助學習的意識。 2.通過了解電磁炮體會電磁驅動在我國國防軍事中的重要作用，增強學生的愛國意識。
教學 重點
1．建立軌道電磁驅動的模型。
2．討論應用電磁驅動模型解決問題的方法。
教學 難點
1．根據題目的已知條件建立軌道電磁驅動的模型。 2．應用電磁驅動的物理量分析和說明實際問題。
教具
1.安培力演示儀1臺、投影電流表1個、滑動變阻器1個（5Ω）、開關1個、干電池3節、導線若干 2.電磁軌道儀1套
教學 過程
教師、學生活動
復習 提問
師：1.什么叫安培力？
2.安培力的方向怎么判斷？ 3.安培力的大小怎么計算？
[板書] F安=BILsin（為L與B的夾角）
① F安=BIL （=90º，L⊥B）
② F安= 0 （=0º ，L∥B）
師：下面我們看兩個實驗驗證了物理量之間的什么關系？ 1.L不變，觀察F安與I的關系；
2. I不變，觀察F安與L的關系。
生：通過觀察電流表示數和安培力演示儀表盤示數體會控制變量法和安培力大小的決定因素。
1.L、B不變時，F安正比于I 2. I、B不變時，F安正比于L
分組 活動 討論 交流
師：剛才我們一起回顧了安培力。下面，我們討論一下安培力和之前學過的知識是怎樣銜接在一起的。 [例1]
如圖1所示，水平放置的兩根平行金屬導軌相距L=0.4m，上面有一金屬棒PQ垂直導軌放置，并處于豎直向上勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B=5T，金屬棒PQ質量為m =1kg，它與軌道間的動摩擦因數為μ =0.2。與導軌相連的電源電動勢E =4.5V，內阻r =1.0Ω，電阻R =8.0Ω，其他電阻不計。閉合開關S后，金屬棒PQ仍然靜止不動（g取10m/s2）。求： （1）閉合電路中電流的大小； （2）畫出金屬棒PQ的受力示意圖；
（3）金屬棒PQ所受安培力的大小； （4）金屬棒PQ所受的摩擦力的大小；
（5）欲使金屬棒PQ獲得向右2m/s2的加速度可采用哪些辦法？ 請討論說明。
圖1
分組 活動 討論 交流
小組活動
1.討論并完成（1）-（4）題； 2.展示交流并回答其他小組的提問； 3.共同討論交流第（5）題的可行辦法。
師：下面我們來看一個實驗，（電磁軌道演示實驗后）請大家解釋：（如忽略金屬桿和軌道之間的摩擦） 1.金屬桿為什么會運動？ 2.怎樣提高金屬桿的動能？
軍事上利用這種電磁驅動原理設計了電磁炮，使得炮彈的初速度突破了傳統火炮2000m/s的極限。它必將終結“傳統火炮時代”，成為新的“戰爭之王”。根據理論計算，真空條件下，電磁炮甚至已經具備了作為一種新型航天發射裝置的資格。大家想一想電磁炮的發射速度至少應該多大？（達到第一宇宙速度）下面我們來親自算算電磁炮的威力到底有多大。 [例2]
1982年，澳大利亞國立大學建造了第一臺電磁發射裝置（它的主要原理如圖2所示），它能將質量m =3g重的彈體（包括金屬桿EF的質量）加速到6000m/s（常規炮彈的速度約為2000m/s）。若軌道寬L =2m，長為x =100m，通以恒定電流I =10A（不計軌道摩擦）。求： （1）彈體加速到6000m/s時獲得的動能。 （2）軌道間所加勻強磁場的磁感應強度。
（3）安培力的最大功率。 圖2
（4）已知航天員只能承受大約3倍重力加速度的長時間加速，試通過計算分析電磁發射載人．．航天器是否可行。 小組活動
1.討論并完成（1）-（4）小題； 2.展示交流并回答其他小組的提問。
師：在（1）分析時的附加解釋：美國海軍試射炮口動能創造了一個新高，達到33兆焦耳。一兆焦耳的能量相當于一輛一噸左右重的車以160公里的時速撞向一堵墻。在（4）分析時的附加解釋：北京到吉林長春的距離約為1000千米，電磁發射載人航天器在技術上難以實現。下面我們再再通過一段視頻全方
課堂 小結
位地了解一下電磁炮。 生：觀看視頻
師：同學們能結合剛才的視頻談談電磁炮優于傳統火炮和導彈的地方嗎？（炮彈速度快、隱蔽性好、發射能量可調、比較經濟……）
當然，電磁炮從實驗室走向了靶場克服了很多技術難題，我國在2006年時就開始了電磁炮的研制，目前中國電磁炮研制方面與美國在同一起跑線上，中國電磁大炮在某些技術上將堪比美國電磁炮，我國也進行了電磁大炮的試驗性測試。電磁炮不久的將來一定會出現在中國海軍艦艇上。新一代運載火箭“長征5號”順利升空，我們看到指揮大廳里都是年輕而富有朝氣的面孔，這也是令很多外國航天人羨慕不已的，中國的電磁彈射技術的發展也需要更多的研究人員的投入，希望同學們通過今天學習和對電磁炮技術的了解，能夠有機會為中國的國防軍事事業的飛速發展貢獻自己青春的力量。
課后 反思 本節課從復習入手夯實基礎，用兩個實驗引出了兩個例題，學生通過小組討論的形式完成了小組探究題目并進行了知識的提升，最后從軍事領域的電磁炮的認識提升了學生的愛國意識，進一步完成了三維教學目標。課上的討論題目設計重視基本功的落實，也從高考的題目設計理念注重學生討論研究分析問題的能力，注重學生的核心素養的培養。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
