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視頻標(biāo)簽：一輪專題復(fù)習(xí),安培力的應(yīng)用
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：高考一輪專題復(fù)習(xí)—安培力的應(yīng)用-北京市第一中學(xué)
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教學(xué) 課題 高考一輪專題復(fù)習(xí)—安培力的應(yīng)用
教學(xué) 時間 2018年12月21日 上午第4節(jié)課
授課 班級 北京市第一中學(xué) 高三2班
教學(xué) 目標(biāo)
知識與技能
過程與方法
情感態(tài)度價值觀
1.從演示實(shí)驗(yàn)的定量關(guān)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(qū)動模型理解電磁驅(qū)動的意義。
1.通過演示實(shí)驗(yàn)、利用控制變量法回顧安培力大小的計算方法。
2.通過學(xué)生分組討論定量分析電磁驅(qū)動實(shí)例，體會電磁驅(qū)動的優(yōu)勢。
1.通過小組合作學(xué)習(xí)的形式，激發(fā)學(xué)生探究的興
趣，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作、
互助學(xué)習(xí)的意識。 2.通過了解電磁炮體會電磁驅(qū)動在我國國防軍事中的重要作用，增強(qiáng)學(xué)生的愛國意識。
教學(xué) 重點(diǎn)
1．建立軌道電磁驅(qū)動的模型。
2．討論應(yīng)用電磁驅(qū)動模型解決問題的方法。
教學(xué) 難點(diǎn)
1．根據(jù)題目的已知條件建立軌道電磁驅(qū)動的模型。 2．應(yīng)用電磁驅(qū)動的物理量分析和說明實(shí)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(guān)1個、干電池3節(jié)、導(dǎo)線若干 2.電磁軌道儀1套
教學(xué) 過程
教師、學(xué)生活動
復(fù)習(xí) 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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了物理量之間的什么關(guān)系？ 1.L不變，觀察F安與I的關(guān)系；
2. I不變，觀察F安與L的關(guān)系。
生：通過觀察電流表示數(shù)和安培力演示儀表盤示數(shù)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(xiàn)安正比于I 2. I、B不變時，F(xiàn)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(xué)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(dǎo)軌相距L=0.4m，上面有一金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置，并處于豎直向上勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5T，金屬棒PQ質(zhì)量為m =1kg，它與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ =0.2。與導(dǎo)軌相連的電源電動勢E =4.5V，內(nèi)阻r =1.0Ω，電阻R =8.0Ω，其他電阻不計。閉合開關(guān)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(shí)驗(yàn)，（電磁軌道演示實(shí)驗(yàn)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(yùn)動？ 2.怎樣提高金屬桿的動能？
軍事上利用這種電磁驅(qū)動原理設(shè)計了電磁炮，使得炮彈的初速度突破了傳統(tǒng)火炮2000m/s的極限。它必將終結(jié)“傳統(tǒng)火炮時代”，成為新的“戰(zhàn)爭之王”。根據(jù)理論計算，真空條件下，電磁炮甚至已經(jīng)具備了作為一種新型航天發(fā)射裝置的資格。大家想一想電磁炮的發(fā)射速度至少應(yīng)該多大？（達(dá)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(xué)建造了第一臺電磁發(fā)射裝置（它的主要原理如圖2所示），它能將質(zhì)量m =3g重的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到6000m/s（常規(guī)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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(fā)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(chuàng)造了一個新高，達(dá)到33兆焦耳。一兆焦耳的能量相當(dāng)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(fā)射載人航天器在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)。下面我們再再通過一段視頻全方
課堂 小結(jié)
位地了解一下電磁炮。 生：觀看視頻
師：同學(xué)們能結(jié)合剛才的視頻談?wù)勲姶排趦?yōu)于傳統(tǒng)火炮和導(dǎo)彈的地方嗎？（炮彈速度快、隱蔽性好、發(fā)射能量可調(diào)、比較經(jīng)濟(jì)……）
當(dāng)然，電磁炮從實(shí)驗(yàn)室走向了靶場克服了很多技術(shù)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(shù)上將堪比美國電磁炮，我國也進(jìn)行了電磁大炮的試驗(yàn)性測試。電磁炮不久的將來一定會出現(xiàn)在中國海軍艦艇上。新一代運(yùn)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(shù)的發(fā)展也需要更多的研究人員的投入，希望同學(xué)們通過今天學(xué)習(xí)和對電磁炮技術(shù)的了解，能夠有機(jī)會為中國的國防軍事事業(yè)的飛速發(fā)展貢獻(xiàn)自己青春的力量。
課后 反思 本節(jié)課從復(fù)習(xí)入手夯實(shí)基礎(chǔ)，用兩個實(shí)驗(yàn)引出了兩個例題，學(xué)生通過小組討論的形式完成了小組探究題目并進(jìn)行了知識的提升，最后從軍事領(lǐng)域的電磁炮的認(rèn)識提升了學(xué)生的愛國意識，進(jìn)一步完成了三維教學(xué)目標(biāo)。課上的討論題目設(shè)計重視基本功的落實(shí)，也從高考的題目設(shè)計理念注重學(xué)生討論研究分析問題的能力，注重學(xué)生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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