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高中物理《磁感应强度》教学设计

时间:2022-06-17 17:35:25 教学设计 我要投稿

高中物理《磁感应强度》教学设计(通用7篇)

  作为一名默默奉献的教育工作者,有必要进行细致的教学设计准备工作,教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划。那么应当如何写教学设计呢?以下是小编精心整理的高中物理《磁感应强度》教学设计,欢迎大家分享。

高中物理《磁感应强度》教学设计(通用7篇)

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇1

  一、 设计理念

  1. 美国教育家杜威的教育思想,突出了探究与创新的精神,注重“生活”和“经验”。

  2. 新课程理念注重提高全体学生的科学素养和自主学习能力,注重过程与方法。

  因此,本节教学设计从学生的生活经验出发,在教师的主导下,在学生已有的知识经验基础上进行探究性学习,通过总结、积累、反思、建构经验,充分发挥学生的主体作用,从而培养学生把社会生活实际情境中的具体问题演变成抽象理论的能力,培养学生将所学到的理论知识用于解决实际问题的能力。

  二、教材分析

  从教材的地位来看,《磁感应强度》是人民教育出版社2010年出版的《物理(选修3-1)》(普通高中课程标准试验教材)第三章“磁场”中第二节的内容,主要内容围绕磁感应强度概念的定义过程展开,是学生在学完磁现象和磁场后对磁场的进一步研究,是安培力和洛伦兹力研究的基础,具有承前启后的作用;同时,如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量也是全章教学的一个难点,定义概念过程中,始终贯穿着物理学的思想和方法。故属重点章节。

  三、学情分析

  高二的学生在《电场强度》一节中已经学习了比值定义电场强度的方法,在初中和本章第一节的学习中已经知道了磁场的基本特性,而且学生也从初中到高中的物理学习中也掌握了应用控制变量法解决问题的能力,这些都有利于学生建立磁感应强度这一概念。但是由于磁场看不见、摸不着,以及磁场对导线作用力难以定量测量,从而形成教学难点。

  结合本节课学情、学生特点,以及新课标的要求,我制定出以下教学目标。

  四、教学目标

  1.知识与技能:

  ①知道磁感应强度的定义,知道其方向、大小、定义式和单位。

  ②通过分组实验和演示实验,锻炼学生的实验技能。

  2.过程与方法:

  ①通过实验、类比和分析,经历寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度的过程。

  ②进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

  3.情感、态度、价值观

  体验物理概念定义的过程,培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。

  五、重点、难点

  依据上述三个教学目标,以及学生在学习过程中的实际情况,确定磁感应强度的概念为本节的重点,本节的难点是磁感应强度概念的建立过程和理解。

  六、教法、学法

  为了突出重点、化解难点,结合本节课的内容特点,本着提高学生自主学习能力的目的,可采用以下教法、学法。

  本节课主要采用问题驱动、启发式为主的教学方法,并配合演示法、实验法等方法,利用多媒体作为辅助手段,使学生在丰富的感性认识基础上达到掌握知识,发展能力的目的。其中演示实验我巧妙设计,购买了钕铁硼强磁体提供强磁场,利用弹簧秤测量出了安培力的大小,并利用Excel处理数据,让学生非常直观的感受到了磁感应强度的探究过程。

  学法上,要让他们通过观察现象、分组讨论、分析归纳、最后思考等方式实现自主探究式学习。

  这种方法充分体现了教师主导,学生主体的新课程理念。

  七、教学过程

  导课:

  生活中很多的物体都具有磁性,门吸(防止门被风吹)、蹄形磁铁(实验室中常用到)、电磁铁(很多电气设备中常用到),这些物体能够吸引其他物体,演示:左手拿蹄形磁体,右手拿铁钉,当蹄形磁体靠近铁钉时,我们注意观察,吸上去了,在铁钉被吸上去的一瞬间,这两个物体有没有接触?(生:没有)。那他们之间的力是靠什么来传递的?(生:磁场)。磁性物质周围都存在磁场。

  师:磁场的基本特性是什么?

  生:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。

  师:很好。我们在学习磁场之前还学习过哪种场?

  生:电场。

  师:电场和磁场有很多相似的地方,因此我们可以将电场和磁场进行类比!

  我们可以根据这个物理规律可以建立一个新的物理量来描述磁场的特性,这个物理量本可以叫磁场强度,但历史上磁场强度已经描述其他物理量了,所以这个地方我们就把这个物理量称为磁感应强度。

  新课:

  这节课我们就来研究一下这个物理量。

  3.2 磁感应强度(板书)

  通过上节课的学习,我们知道地球也是一个大的磁体,我们看一下投影中反映出了地球的磁场分布情况,磁南极在地理的北极附近,磁北极在地理的南极附近,不完全重合,有一个磁偏角。我们生活中有一个物品,古代航海中常用到的和这个有联系,我国的四大发明之一——指南针!指南针是用来干什么的?定向的工具。它为什么能定方向?根据地磁场定方向,那就说明磁场有方向。

  那第一个问题,我们就通过实验来探究一下磁场的方向。

  一、 探究磁感应强度的方向(板书)

  大家桌上都放着一个条形磁铁和蹄形磁体,再加上一组小磁针,小组分工,首先摆一张纸,再把磁铁放在纸上,在磁铁的不同位置摆上一个小磁针,观察N极的指向,并记录,看看指向是否相同。然后在相同的位置依次摆放4个不同的小磁针,观察N极的指向,并记录,看看指向是否相同。(小磁针红色为N极,不放心的话用条形磁铁检验一下)

  学生回答、展示。

  归纳总结:

  1.磁场中不同位置小磁针N极的指向不同,说明磁场有方向。

  2.不同小磁针在同一磁场中同一位置的指向相同,说明磁场中某一位置的方向是固定的。

  结论:物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向。简称磁场方向。

  所以,以后我们要是想知道磁场中某一个点磁场的方向怎么办?在该点放一个小磁针,等它稳定以后找一下N极的指向就行了。

  磁场除了有方向,还有大小、强弱之分,磁场看不见,我们生活当中更直观的是对磁体磁性强弱的认识。我们刚才做实验的时候用到了条形磁铁,还用到了蹄形磁体,那么我再给一个磁铁,我带了一个小的圆柱形的磁铁,我们实验室或家里还有一些常用工具,我带了三个:……我提供这些东西,同学们能否想办法比较一下这三块磁铁磁性的强弱,大家独立思考一下,想想办法,想出来上来给大家演示一下。

  学生演示。

  我们通过这样的实验,只能大概的比较磁性的强弱。具体强多少不知道,所以我们要通过更加细致的实验来讨论一下磁感应强度的大小。

  二、 探究磁感应强度的大小(板书)

  检验工具:

  我们不用小磁针,因为小磁针N极和S极放不开,我们不能通过测量小磁针N极的受力去确定磁感应强度的大小。

  怎么办?磁场除了对磁体有作用力,还对通电导线有作用力,我们就来用通电导线检验一下磁场的强弱。我们用的是检验电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。但要使导线中有电流,就要把它连到电源上,所以孤立的电流元是不存在的,实际上仍要使用相当长的通电导线。

  猜想:通电导线所受的磁场力与什么因素有关呢?

  磁场强弱 通电电流 导体长度

  实验方法:控制变量法

  设计方案:如图,利用钕铁硼强磁体提供强磁场,将通电线圈放入磁场中,利用弹簧秤测量安培力的大小。

  实验器材:学生电源,电键1个,钕铁硼强磁体2个,弹簧秤1个,安培表1个、滑动变阻器、铁架台1个(配两个铁夹)、线圈3个、细线若干。

  实验步骤:

  步骤1:保持磁场和通电导线的长度不变,改变电流的大小。

  步骤2:保持磁场和导线中的电流不变,改变通电导线的长度。

  实验结论:

  分析了很多实验事实后,人们认识到,通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小F∝I,F∝L,F∝IL,故F=ILB

  B正是我们寻找的表征磁场强弱的物理量:磁感应强度。

  即B = F / IL,单位:特斯拉

  类比总结,比值定义:

  教学反思:本节课的教学设计有两大亮点,一是采取了类比的方法,在学生已有的对电场强度学习的基础上研究磁感应强度。二是巧妙的设计了演示实验,购买了钕铁硼强磁体提供强磁场,利用弹簧秤测量出了安培力的大小,并利用Excel处理数据,让学生非常直观的感受到了磁感应强度的探究过程。

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇2

  一、重点、难点

  1.该节课的重点是磁感应强度和磁通量的概念.

  2.磁感应强度的定义是有条件的,它必须是当通电直导线L与磁场方向垂直的情况下,B= .

  3.磁通量概念的建立也是一个难点,讲解时,要引入磁感线来帮助学生理解和掌握.

  二、教具

  1.通电导体在磁场中受力演示.

  2.电流天平.(选用)

  3.挂图(磁感线、磁通量用).

  三、教学过程

  (一)引入新课

  提问:什么是磁现象的电本质?

  应答:运动电荷(电流)在自己周围空间产生磁场,磁场对运动电荷或电流有力的作用,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都可以看成是运动电荷之间通过磁场而发生相互作用.这就是磁现象的电本质.

  为了表征磁场的强弱和方向,我们引入一个新的物理量:磁感应强度.我们都知道电场强度是描述电场力的特性的,那么磁感应强度就是描述磁场力特性的物理量,因此我们可以用类比的方法得出磁感应强度的定义来.

  提问:电场强度是如何定义的?

  应答:电场中某点的电场强度等于检验电荷在该点所受电场力与检

  电荷在该点的受力方向.

  (二)教学过程设计

  1.磁感应强度

  通过实验,得出结论,当通电直导线在匀强磁场中与磁场方向垂直时,受到磁场对它的力的作用.对于同一磁场,当电流加倍时,通电导线受到的磁场力也加倍,这说明通电导线受到的磁场力与通过它的电流强度成正比.而当通电导线长度加倍时,它受到的磁场力也加倍,这说明通电导线受到的磁场力与导线长也成正比.对于磁场中某处来说,通电导线在该处受的磁场力F与通电电流强度I与导线长度L乘积的比值是一个恒量,它与电流强度和导线长度的大小均无关.在磁场中不同位置,这个比值可能各不相同,因此,这个比值反映了磁场的强弱.

  提问:类比电场强度的定义,谁能根据以上实验事实用一句话来定义磁感应强度,用B来表示,并写出它的定义式.

  回答:磁场中某处的磁感应强度等于通电直导线在该处所受磁场力F与通电电流和导线长度乘积IL的比.定义式为

  再问:通电直导线应怎样放入磁场?

  应答:通电直导线应当垂直于磁场方向.

  指出前面的回答对磁感应强度的论述是不严密的.(不管学生回答的严密不严密)应强调通电直导线必须在垂直磁场方向的条件下,该定义才成立.在测量精度要求允许的条件下,在非匀强磁场中,当通电导线足够短,可以近似地看成一个点,在该点附近的磁场也可近似地看成

  (1)磁感应强度的定义

  在磁场中某处垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场力F,跟通电电流强度和导线长度的乘积IL的比值叫做该处的磁感应强度B.

  (2)磁感应强度的公式(定义式):

  (3)磁感应强度的单位(板书)

  在国际单位制中,B的单位是特斯拉(T),由B的定义式可知:

  (4)磁感应强度的方向

  磁感应强度是矢量,不但有大小,而且有方向,其方向即为该处磁场方向.

  顺便说明,一般的永磁体磁极附近的磁感应强度是0.5T左右,地球表面的地磁场的磁感应强度大约为5.0×10-5T.

  课堂练习

  练习1.匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为4×10-3N,问:该处的磁感应强度B是多大?(让学生回答)

  应答:根据磁感应强度的定义

  在这里应提醒学生在计算中要统一单位,计算中必须运用国际单位.

  再问:若上题中,电流不变,导线长度减小到1cm,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?若导线长不变,电流增大为5A,则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?

  引导学生讨论,得出正确的答案:2×10-3N,0.1T;1×10-2N,0.IT,并指出,某处的磁感应强度由建立该磁场的场电流情况和该点的空间位置来决定,与检验通电直导线的电流强度大小、导线长短无关.

  练习2.检验某处有无电场存在,可以用什么方法?检验某处有无磁场存在,可以用什么方法?

  回答:检验有无电场存在,可用检验电荷,把检验电荷放在被检验处,若该检验电荷受到电场力作用,则该处有电场存在,场强不为零;若该检验电荷没有受到电场力作用,该处没有电场存在或该处场强为零.检验某处有无磁场存在,可用“检验电流”,把通电导线放在被检验处,若该通电导线受磁场力作用,则该处有磁场存在,磁感应强度不为零;若该通电导线不受磁场力作用,则该处无磁场存在,该处磁感应强度为零.

  追问:如果通电导线不受磁场力,该处是一定不存在磁场,磁感应强度一定为零吗?

  引导学生讨论,得出“不一定”的正确结果.因为当通电导线平行磁场方向放在磁场中,它是不受磁场力作用的(这是实验证明的结论).再次强调磁感应强度定义的条件:通电直导线必须垂直磁场方向放置.

  再问:如何利用通电导线检验某处磁场的存在与否呢?

  应答:可以改变通电导线的方向,若在各个方向均不受磁场力作用,则该处没有磁场.

  再问:在通电导线在不同方法检测,至少检测几次就可确定该处没有磁场存在?

  应答:至少在相互垂直的两个方向上检测两次.先将其放在任意方向检测,若此时其不受磁场力作用,则再将通电导线沿垂直刚才的方向放置,若此时其仍不受磁场力作用,则说明该处无磁场存在.

  2.磁感线

  磁感线和电场线一样也是一种形象描述磁场强度大小和方向分布的假想的线,磁感线上各点的切线方向即该点的磁感应强度方向,磁感线的密疏,反映磁感应强度的大小.通过挂图应让学生熟悉条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线的分布,并正确地用“右手”安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线方向与电流方向的关系.

  3.磁通量

  磁感线和磁感应强度的关系.为了定量地确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系,规定:在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条数与该处的磁感应强度大小(单位是特)数值相同.这里应注意的是一般画磁感线可以按上述规定的任意倍来画图,这种画法只能帮助我们了解磁感应强度大小,方向的分布,不能通过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值.

  提问:各点电场强度方向、大小均相同的电场叫什么电场?这种电场电场线的分布有什么特点?

  应答:这种电场叫做匀强电场,匀强电场电场线的分布是间距相同方向一致的平行直线.

  提问:什么叫做匀强磁场,怎样用磁感线描述匀强磁场?

  应答:对于某范围内的磁场,其磁感应强度的大小和方向均相同,则该范围内的磁场叫做匀强磁场.可以用间距相同、方向一致的平行直线描述匀强磁场.

  距离很近,相对面积相同且互相平行的异名磁极之间的磁场都可看做是匀强磁场.密绕螺线管中的磁场也可看做是匀强磁场.

  (1)磁通量的定义

  穿过某一面积的磁感线的条数,叫做穿过这个面积的磁通量,用符号表示.

  (2)磁通量与磁感应强度的关系

  因为按前面的规定,穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数,等于磁感应强度B,所以在匀强磁场中,垂直于磁场方向的面积S上的磁通量为

  =BS

  若平面S不跟磁场方向垂直,则应把S平面投影到垂直磁场方向的面上,若这两个面间夹角为θ,则:

  =BS⊥=BScosθ

  当平面S与磁场方向平行时,θ=90°,=0.

  (3)磁通量的单位

  在国际单位中,磁通量的单位是韦伯(Wb),简称韦.

  1韦(Wb)=1特(T)×1米2(m2)

  由=BS,可得B=/S,所以磁感应强度B等于垂直于磁场单位面积上的磁通量,也叫做磁通密度,用韦(Wb)/米2(m2)作单位.

  (4)磁通量是标量

  磁通量是标量,只有大小,无方向.

  课堂练习

  练习3.如图所示,平面S=0.6m2,它与匀强磁场方向的夹角α=30°,若该磁场磁感应强度B=0.4T,求通过S的磁通量是多少?(可让几个同学同时到黑板上演算.)

  学生演算时,常有些同学会套公式:

  为此再一次强调,=BScosθ中的θ是平面S与垂直磁场方向平面间的夹角,在此题中它应是α的余角,所以此题的正确解法应是

  =BScos(90°-α)=BSsinα

  =0.4×0.6×sin30°=0.12Wb

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇3

  一、教学任务分析

  本设计是在已有的有关磁场知识的基础上,进一步地描述磁场。本设计的内容是以后学习电磁感应的基础,也是电磁学的核心内容之一。本设计从定量角度加深对磁场的认识,同时通过建立磁感应强度的概念,认识研究“场”的性质的方法。

  在学习本设计内容前,学生需要知道磁场对电流的作用,知道用比值定义物理量的方法,并对DIS的使用有所了解。

  根据实例分析,引入磁感应强度的概念。通过将磁感应强度与电场强度的类比进一步认识用比值定义物理量的方法。

  根据实例分析,得出磁通量的概念。

  运用DIS探究通电螺线管的内部磁感应强度的分布,感受真实磁场的强弱分布。

  本设计的教学强调学生参与,强调实验(特别是DIS实验)的作用,充分应用类比、比值定义等科学方法,在实验观察的基础上,通过师生、生生间的交流讨论、分析推理,从定量角度进一步认识磁场的性质。

  二、教学目标

  1、知识与技能

  (1)理解磁感应强度。

  (2)理解磁通量。

  (3)知道磁感应强度与磁通量之间的关系。

  2、过程与方法

  (1)通过本设计内容的学习,感受类比、猜测、分析、归纳和比值定义等科学方法的应用。

  (2)通过“研究通电螺线管磁感应强度”实验,认识实验在探究物理规律中的重要作用。

  3、情感、态度与价值观

  (1)通过DIS研究通电螺线管的磁感应强度实验,感悟现代技术在物理测量中的优越性。

  (2)通过认识磁感应强度和磁通量在技术中的作用,感悟科学对社会发展的重要意义。

  三、教学重点与难点

  教学重点:磁感应强度的概念。

  教学难点:运用DIS研究通电螺线管的磁感应强度的探究实验。

  四、教学资源:

  1、器材:

  学生实验:“研究通电螺线管磁感应强度”实验所需要的DIS实验装置,包括:电脑、数据采集器、磁传感器、学生电源、螺线管、刻度尺。

  演示实验:磁感线模拟装置,包括:淋浴花洒、线圈、水盆、水源。

  2、视频:有关生物磁现象的视频。

  五、教学设计思路

  本设计的内容包括三个方面:一是磁感应强度,二是磁通量,三是研究通电螺线管的磁感应强度的探究实验。

  本设计的基本思路是:通过实例分析引入磁感应强度的概念,结合已有的描述电场的知识将磁感应强度与电场强度进行类比,认识比值法定义物理量的方法;在此基础上引出磁通量的概念,知道磁通量和磁感应强度间的关系;运用DIS完成研究通电螺线管的磁感应强度的探究实验。

  本设计要突出的重点是:磁感应强度的概念。方法是:以生物磁现象为切入点,引出磁感应强度的概念;结合已有的定义电场强度的知识,运用类比、比值定义的方法导出磁感应强度的定义。并通过实例的讨论、分析加深对这些概念的理解。

  本设计要突破的难点是:运用DIS研究通电螺线管的磁感应强度的探究实验。方法是:以小组合作、师生互动为基础,运用DIS专用软件完成本实验。

  本设计要求学生进行主动参与,主动交流与互动,强调科学方法的应用,在类比的过程中提升认识水平。

  完成本设计的内容约需1课时。

  六、教学流程

  1、教学流程图

  2.教学流程图说明

  情景I 播放视频,设问1

  播放关于生物磁现象的视频,通过“设问1”引出本设计的重点:磁感应强度。

  活动I 讨论交流,设问2

  回顾描述电场性质的方法,引导学生将电场强度与磁感应强度进行类比,通过讨论、交流得到磁感应强度的定义。

  活动II 观察2 设问3

  观察磁感线的分布,建立磁感线的疏密、方向与磁感应强度间的联系。

  情景II 观察3,设问4

  演示磁感线模拟实验,通过调节水量,改变接水盆横截面大小和改变接水盆倾斜程度等方式模拟出影响磁通量大小的因素,得到匀强磁场的概念,揭示磁通量与磁感应强度的关系。

  活动III 学生实验

  以小组为单位,做利用DIS设备通电螺线管的磁感应强度的探究实验,让学生在交流、合作中,动手完成实验,了解通电螺线管内部的磁场分布,巩固所学知识,感悟现代技术在物理测量中的优越性。

  活动IV 观察4

  了解某些磁场的数量级,认识磁感应强度和磁通量在技术中的应用,感悟科学对社会发展的重要意义。

  3.教学主要环节

  本设计课可分为四个主要的教学环节。

  第一环节,启发学生回忆电场的有关知识,将磁场与电场类比,磁感应强度与电场强度类比,磁感线与电场线类比,安培力与电场力类比等。有意识地、恰当地应用类比这一方法,充分发挥知识迁移的作用。

  第二环节,通过磁感线模拟实验,得到影响磁通量大小的因素,得出匀强磁场的概念,揭示磁通量与磁感应强度的关系,为后一阶段电磁感应现象的学习打下基础。

  第三环节,通过学生DIS实验巩固所学知识,感悟现代技术在物理测量中的优越性。

  第四环节,通过实例介绍认识磁感应强度和磁通量在技术中的应用,感悟科学对社会发展的重要意义。

  七、教案示例

  1.情景引人

  家养的鸽子可以从离家几十、几百甚至上千公里的地方飞回家里;燕子等候鸟每年都在春秋两季分别从南方飞回北方,又从北方飞到南方;一些海龟从栖息的海湾游出几百、几千公里后又能回到原来的栖息处。它们是如何辨别方向的?大量的和长期的观察研究表明,这些生物从原居处远行后再回到原居处,的确是与地球磁场有关,当科学家在这些生物周围加上额外的较强磁场时,它们辨别方向的本领就受到了影响。由此可知,磁场是有强弱的,如何表述磁场的强弱呢?

  2.建立磁感应强度概念

  为了表征磁场的强弱和方向,我们引入一个新的物理量:磁感应强度。

  电场强度是描述电场力的特性的物理量,磁感应强度就是描述磁场力特性的物理量。

  精确的实验表明,在同一磁场,垂直磁场方向放置的一小段通电直导线。当电流加倍,其他条件不变时,通电导线受到的磁场力也加倍;当通电导线长度加倍时,其他条件不变时,它受到的磁场力也加倍。对于磁场中某处来说,通电导线在该处受的磁场力F与通电电流强度I与导线长度L乘积的比值是一个恒量,它与电流强度和导线长度的大小均无关。在磁场中不同位置,这个比值可能各不相同,因此,这个比值反映了磁场的强弱。

  放在电场中某点的检验电荷所受到的电场力与其电量的比值是不变的恒量。它反映电场性质,命名为电场强度。

  在磁场中某处垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场力F,跟通电电流强度和导线长度的乘积IL的比值叫做该处的磁感应强度B。

  在国际单位制中,B的单位是T(特斯拉)。

  磁感应强度是矢量,它的方向即该点的磁场方向,即经过该点的磁感线的切线方向,即小磁针N极在该处的指向。

  设计学生讨论的问题:

  检验某处有无电场存在,可以用什么方法?检验某处有无磁场存在,可以用什么方法?

  如果通电导线不受磁场力,该处是否一定不存在磁场,磁感应强度一定为零吗?

  3.磁感应强度与磁通量

  设计学生讨论的问题:

  各点电场强度方向、大小均相同的电场叫什么电场?这种电场电场线的分布有什么特点?

  什么叫做匀强磁场,怎样用磁感线描述匀强磁场?

  对于某范围内的磁场,其磁感应强度的大小和方向均相同,则该范围内的磁场叫做匀强磁场。匀强磁场的磁感线间距相同、方向一致。

  我们将穿过某一面积的磁感线的条数,叫做穿过这个面积的磁通量,用符号Ф表示。磁通量的单位叫Wb(韦伯)。

  磁通量Ф与该平面所在位置的磁感应强度B,及该平面的面积S有怎样的关系?

  演示实验:用淋浴花洒喷出的水流模拟磁感线,用线圈模拟平面。

  改变花洒的喷水方式,穿过线圈平面的水流条数改变了。——磁通量的大小与B有关。

  改变线圈的大小,穿过线圈平面的水流条数变化了。——磁通量的大小与S有关。

  改变线圈的倾斜程度,当线圈平面与水流方向垂直时,穿过线圈平面的水流条数最多,当线圈平面与水流方向平行时,穿过线圈平面的水流条数为零。——磁通量的大小与B和S的夹角有关。

  引导学生观察实验,展开讨论,得出结论。

  磁感应强度B的大小通常也叫做磁通密度。

  B也可以用“Wb/m2”作为单位,

  1T = 1 Wb/m2

  4.学生实验

  以小组为单位,利用DIS做通电螺线管的磁感应强度的探究实验。作出通电螺线管内部不同位置磁感应强度的分布图线。让学生在合作、交流中,动手完成实验。

  通过实验了解通电螺线管内部的磁场分布,找出匀强磁场的部分,巩固所学生知识,感悟现代技术在物理测量中的优越性。

  5.我们周围的磁场

  我们的周围存在着不同的磁场,利用各种磁传感器测一测身边磁场的磁感应强度的大小;利用网络查一查不同磁场磁感应强度的数量级,了解我们周围的磁场,生产生活中用到的磁场,磁场对生产生活,生命活动的影响。

  6.作业布置 略

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇4

  一、教学分析

  磁感应强度是电磁学的基本概念之一,是本章的重点。同时,磁场对磁极和电流的作用力(本质上是磁场对运动电荷的作用力)远比电场对电荷的作用力复杂,如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量是本章教学的一个难点。用小磁针N极受力方向定义磁感应强度的方向,用电流元受磁场力与电流元之比定义磁感应强度,符合学生的认知水平。

  二、学情分析

  高二的学生对重力场和电场已经很熟悉,可以通过演示实验与电场强度的定义类比来突破难点,形成磁感应强度的概念。这样让学生用已知的知识为经验去探究未知的领域也符合学生的认知规律。

  三、教学目标

  知识与能力:知道磁感应强度的定义,知道其方向、大小、定义式和单位。

  过程与方法1.通过实验、类比分析,寻找描述磁感应强度的方法。

  2.进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

  情感、态度、价值观:培养学生探究物理现象的兴趣,提高学习能力。

  四、重难点突破

  磁感应强度概念的建立是本节的重点(也是本章的重点),同时也是本节的难点。通过与电场强度定义的类比,以实验为基础通过理论推导说明磁场对电流元的力跟电流和导线长度的关系,并进一步引入磁感应强度的定义,从而突破难点。

  五、教学方法与手段

  首先通过观看学生举例和视频列举,让学生对生活中磁场存在的广泛性及不同磁场强弱不同有一个感性认识,然后通过分组实验让学生观察磁场对电流的作用力与磁场强弱、电流大小、导线长度和导线与磁场的夹角都有关系,再利用DIS演示实验得出当导线跟磁场垂直时,磁场对电流的作用力跟电流成正比,跟导线长度成正比。在此基础上引入磁感应强度的定义。

  教学中在教师的启发和引导下,学生通过实验探究、理论探究,在他们相互合作、共同探讨的过程中,观察现象,得出结论,给出定义,完成这节课的学习。

  六、教具准备

  电磁铁、蹄形磁铁、导体棒、电源、导线、DIS演示实验材料等;多媒体课件、实物投影仪。

  知识准备 (学案)

  复习磁场的概念、电场强度的定义方法等。

  七、教学过程设计

  (一)导入新课

  [事件1] 课前播放图片或视频——说明研究磁现象与人类生活紧密相关

  师生活动:播放两个视频:磁悬浮列车简单原理,巨大的电磁铁起重机吊起重物 PPT展示磁悬浮列车和巨大的电磁铁起重机吊起重物的图片,利用磁场的一些有趣图片等,激发学生的兴趣、求知欲。

  2、磁极间的相互作用需要接触吗?——磁场;问:磁场有强弱、有方向吗?

  3、【分组实验】 学生自己动手操作并观察实验现象:如图,通电电磁铁吸引别针,改变电磁铁中电流的大小,可以看到,吸引别针的多少不同,引导学生在观察

  现象的基础上思考:这一现象说明什么问题?

  结论:实验现象说明两种情况中磁场强弱不同。

  问题:怎样表示磁场强弱?

  引入新课——第二节:磁感应强度

  提问1:用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?试探法,

  类比:用电场强度来描述电场的强弱和方向。(课件展示)

  我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。

  推进新课

  [事件2]

  教学任务:磁感应强度的方向。

  师生活动:

  【演示】

  实物投影仪演示小磁针在磁铁周围的不同位置指向不同,说明小磁针

  受力方向不同,磁场方向不同。

  电场和磁场都是客观存在的。电场有强弱和方向,磁场也有强弱和方向。

  思考,电场强度的方向是如何规定的?对研究磁感应强度的方向有何启发?

  规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。场强的方向是从电荷受力的角度规定的。小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用,因此,磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。

  在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,即磁感应强度的方向。

  拓展:把各个小磁针的指向连成线,也能描述磁场的方向,后来物理学家把它称为磁感线,其切线方向也为磁场方向。

  磁感应强弱:问题1:在电场中,我们通过电场对电荷的作用力来了解电场的性质,磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?

  不能。因为小磁针不会单独存在一个磁极,小磁针静止时,两个磁极所受合力为零,因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱,即无法定义磁感应强度的大小。

  问题2:那如何研究磁感应强度的大小呢?

  磁场对磁极有力的作用,磁场对通电电流也有力的作用。

  无法从小磁针受力的情况研究磁感应强度的大小,转换一下思维,是否可从电流在磁场中受力的角度去研究?

  实验前让学生明白:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。但要使导线中有电流,就要把它连接到电源上,所以孤立的电流元是不存在的。

  [事件3]

  教学任务:实验探究磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的关系。

  师生活动:

  问题3:磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关呢?

  学生提出猜想:磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向有关

  磁场对电流的作用力跟电流的大小有关

  磁场对电流的作用力跟导线的长度有关

  磁场对电流的作用力跟磁场强度有关

  等等。

  通过分组实验学生亲自动手检验。

  可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中,研究较长的一段通电导线的受力情况,从而推知一小段电流元的受力情况。

  实验装置如图所示:三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,将一根直导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较磁场力的大小,分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流由外部电路控制。

  在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素

  【分组实验】 启发学生学会应用控制变量法。

  (1)保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。

  结论:通电导线长度一定时,电流越大,导线所受磁场力就越大。

  (2)保持电流不变,改变导线通电部分的长度。

  结论:电流一定时,通电导线越长,磁场力越大。

  (3)部分学生实验器材有电磁铁,可通过改变电流改变磁场强弱,探究磁场对电流的作用力跟磁场强弱的关系。

  通电导线长度一定,电流不变时,磁场越强,磁场对电流的作用力越大。

  上面的结论都是学生在上述实验装置,也就是导线跟磁场垂直时,实验操作得出的结论。 师生可共同演示导线跟磁场平行时,导线受力情况。

  【演示】

  磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向间的关系。

  结论:导线跟磁场垂直时,磁场对电流的作用力最大,导线跟磁场平行时,磁场对电流没有作用力。

  [事件4]

  教学任务:用DIS演示实验理论探究磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的关系。 师生活动:

  通电导线在磁场中受力大小与电流定量关系的研究

  用DIS演示实验研究通电导线与磁场方向垂直时受力大小与电流大小的定量关系。如图所示的装置保持通电导线框的位置不变,用力传感器测量所需拉力F(等于电流所受磁场作用力大小)的大小,拉力与电流所受磁场力为平衡力。用电流传感器测量线框中的电流。

  (1)保持L不变,改变I四次,测定相应的四个力F,利用图象得到F∝I。

  (2)保持I不变,用三个相同的蹄形磁铁逐次并放,以改变受力部分导线的长度,测定相应的三个力F,得到F∝L。

  同一块磁铁

  保持I不变

  实验注意事项:

  (1)矩形线圈保持竖直;

  (2)两个相同的蹄形磁铁并放时要有一定的间隔;

  (3)每次测量时矩形线圈相对磁铁的位置保持不变。

  精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的磁场力的大小,既与导线的长度L成正比,与导线中的电流I也成正比,即与I和L的乘积成正比,用公式表示为F∝IL,引入比例系数B,写成等式为:F=BIL。

  问题:B有何物理意义呢?在不同的蹄形磁铁的磁场中重复上面的实验。

  结论:

  (1)在同一磁场中,不管I、L如何改变,比值B总是不变的。

  (2)I、L不变,但在不同的磁场中,比值B是不同的。 (3)B是由磁场本身决定的,在电流I、导线长度L相同的情况下,电流所受的磁场力越大,比值B越大,表示磁场越强。

  [事件5]

  教学任务:定义磁感应强度。

  师生活动:

  通过和电场强度的定义类比,引入磁感应强度的定义。

  磁感应强度的定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流I

  F和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度,即B= IL

  总结与归纳:

  (1)如果导线很短,B就是导线所在处的磁感应强度。

  (2)物理意义:磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。

  (3)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T。 1 T=1 NA·m

  (4)方向:磁感应强度是矢量。在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,即磁感应强度的方向。

  [事件6]

  特斯拉(Nikola Tesla,

  1856~1943),美国

  电气工程师。他一

  生致力于交流电的

  研究,是让交流电进

  入实用领域的主要

  推动者

  教学任务:了解特斯拉和一些磁场的磁感应强度。

  师生活动:

  (投影)让学生了解特斯拉。

  尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla,1856~1943),1856年7月10日出生,是世界知名的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师。塞尔维亚血统的他出生在克罗地亚(后并入奥地利帝国)。特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家。他在19世纪末和20世纪初对电性和磁性的研究作出了杰出贡献。

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇5

  一、教材分析:

  地位和作用:本节是在上一节磁场、磁感线基础上讲述磁场对电流的作用力――安培力以及描述磁场性质的物理量――磁感强度。它们是学好本章的基础也是重点,同时是高考的热点,学好他们也可以为以后理解和掌握洛仑兹力打下基础,是高中教材电磁学中的重要内容

  内容特点:具有类似性:磁感应强度B与电场强度E概念的建立是类似的,在教学中紧紧抓住复习电场强度的概念这一环节,对两者类似的地方恰当地进行联系,对它们的不同点严加区别,这样做,既复习了旧知,获得了新知,又体会了物理学研究问题的方法,培养了学生的逻辑思维能力,在获得物理学规律的对称美的享受的同时,使教学上的难点得以突破

  二、教学目的和要求

  考虑上述教材分析,根据教学大纲要求和高考考纲要求,同时结合本校学生实际情况,提出以下知识目标:

  知识目标

  1、 理解磁感应强度的概念,会用磁感应强度公式进行有关计算

  2、 知道什么是安培力,掌握分析安培力的方法

  3、 理解安培力方向特点,会运用左手定则

  能力培养既是素质教育的目标,也是课堂教学的任务,根据本节课的内容特点特提出以下能力目标。

  能力目标

  1、 通过分析实验现象,总结实验结论来掌握新概念,培养学生观察、思考归纳的逻辑思维能力

  2、 使学生学会用类比法学习新概念,用比值法定义物理量等常见的物理方法,培养学生研究问题方法和分析问题能力

  同时,寓德育教育于课堂教学也是课堂教学的任务,在本节课提出以下德育目标:

  德育目标

  树立辩证唯物主义观点和实践第一的观点

  三、教学重点:

  磁感应强度B的概念,安培力的大小和方向

  磁感应强度B的概念贯穿本章的教学,是学好本章的基础,因而确定为本节课的重点,安培力的大小和方向不仅是高考热点,同时也是以后理解和掌握洛仑兹力的基础,因而也是本节课的重点

  四、教学难点

  磁感应强度B的概念,安培力大小、方向的制约因素

  由于磁感应强度B的概念理论性强,比较抽象,不易建立,因而是本节课的难点;安培力大小、方向的制约因素等涉及空间结构思维特点,学生不易掌握,因而也确定为本节课的难点

  五、教法与学法

  类比法 实验探究法和讲授法结合

  围绕上述重点、难点,我采用类比法,使学生从研究方法上建立磁感强度B的概念,然后从实验入手,在教师的引导和启发下,让学生提出问题、分析问题,并自己动手实验,通过观察、分析、归纳物理现象自己解决问题,使感性认识向理性认识升华,达到学习新知的目的。

  在本节课,改进了实验模式,将教师的演示实验改为学生探究性实验,既锻练了学生动手实验的能力,培养他们的观察能力和由实验总结出物理规律的能力,又让学生充分体会物理学研究问题的一般性方法,达成本节课的能力目标

  在发挥学生主体作用的同时,本节课同时注意发挥教师的主导作用,注意重点知识的重点讲述,以解决较差学生对知识的理解,体现面向全体学生的原则,进一步达成本节课的知识目标。

  课堂教学以实验为基础,通过观察物理现象,使感性认识向理性认识升华,这样既体现了实践第一的观点,又使物理规律具有强有力的说服力,体现了直观性原则,帮助学生树立辩证唯物主义观点和实践第一的观点,达成本节课的德育目标

  所以,做好实验是本节关键。

  六、教学设想

  为了达成上述教学目标,充分发挥教师主导作用和学生的主体地位,最大限度地激发学生的主观能动性和自学性,对一些主要环节有以下构想

  1、 引入新课:设疑:如何表征磁场的强弱和方向?→联想(类比):描述电场强弱和方向的物理量“电场强度”是如何定义的?

  2、 实验一:导线方向与磁场方向对安培力的影响(让学生归纳教师启发)讨论指明:我们只研究两者相垂直的情形

  实验二:找出安培力的大小与哪些因素有关,(实验演示)让学生设计方案(控制变量法)→实验(师生共同演示)→结论:F=BIL或B=F/IL(由学生对表达式进行语言表述,使客观知识演变为主观知识,既能培养学生的表达能力,又能使学生牢固掌握知识,调动学生动手动脑,积极思维,有利于培养能力,在教学效果上起到事半功倍的作用,提出问题:上面式中比值B有什么意义?(设疑)→启发(F=QE E=F/q)→类比思维→推测→实验验证→得出结论:可以用比值B表示磁场的强弱――(引出)磁感强度的定义(定义由学生,补充由师生共同),例题巩固。

  3、 安培力:F=BIL(上),教师说明一下

  4、 实验:改变实验中的磁场方向、电流方向,→进行分析、概括、总结→安培力方向判断方法→左手定则,例题巩固。

  5、 总结:总结时不是对全部知识进行复述,而是提纲挈领,概括总结,再精心设计必要的练习,使本节课教学具有永久性效应

  例题1:一根长2m的直导线,通有1A的电流,把它放在某匀强磁场中,受到的安培力的最大值为1N,求该匀强磁场的磁应强度。

  析:电流所受安培力最大时,即为导线与磁场垂直时,根据磁感应强度的定义,此时磁感应强度B=F/IL

  例题2:图14-21表示一条放在磁场里的通电直导线,导线与磁场方向垂直.图中已经分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量中两个的方向,试标明第三个量的方向

  课堂练习

  1.关于磁场,以下说法正确的是 [ ]

  A.电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度一定为零

  B.磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/Il,它跟 F,I,l都有关

  C.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向

  D.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量

  2.磁场中某点的磁感应强度的方向 [ ]

  A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向

  B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向

  C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向

  D.通过该点磁场线的切线方向

  3、匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到60×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特.

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇6

  一、教材分析

  本节课的内容是人教版高中物理选修3-1第三章第二节的内容《磁感应强度》,磁感应强度是电磁学中的基本物理量,是如何用磁感应强度的大小和方向来描述磁场强弱及方向是本节课的重难点。

  (分析完教材现在再来分析一下学生,这样才能更好的做到因材施教,接下来是我说课的第二部分学情分析。)

  二、学情分析

  高二阶段的学生已经具有一定探究分析、合作学习的能力。因此,本节课将通过类比电场强度的内容和特点来进行讲解和学习,将学习的主动权还给学生,培养学生分析总结的能力,同时能加深对于磁感应强度的认识。

  (根据本节课的结构和内容通过分析我制定了以下的教学目标:)

  三、教学目标

  1、能通过磁感应强度的性质判断磁场的强弱和方向,并且会运用磁感应强度的定义式进行有关计算。

  2、体会通过比值法定义物理量的方法,提升分析、归纳总结的能力。

  3、关注物理与生活相互联系,感受理论与实践的关系。

  (基于以上教学目标的确立,本节课的教学重难点确立如下:)

  四、教学重难点

  重点是:磁感应强度的定义。

  难点是:利用磁感应强度来描述磁场强弱和方向。

  (在教学过程中,作为老师不仅要让学生学会知识,还要让学生学会学习。所以本节课我采用的教学方法是:)

  五、教学方法:

  讲述法、类比法、实验探究法。

  (为了达到预期的教学目标,突破重点难点,我设计的教学过程如下,首先是导入部分。)

  六、教学过程

  (一)导入环节

  【情境导入】利用多媒体展示磁悬浮列车运行、吊车吸起铁板的场景以及各种不同的磁性物体,引导学生分析各种磁性物体磁性的.强弱,并提出问题:怎样来描述磁性物质磁场的强弱?提出磁感应强度的概念,从而引入课题—《磁感应强度》

  【意图:之所以这样设计是因为从生活实际出发,更能激发学生学习物理的动力,也能在教学中渗透物理和生活的联系。】

  (导入新课后,就进入到新课讲授的环节首先是第一个模块,磁场的方向。)

  (二)新课讲授

  模块一:磁场的方向

  引导学生回想电场的强弱和方向的确定,并将电场强度与磁感应强度联系起来。顺势提问电场有强弱和方向,磁场也有强弱和方向。请大家回顾一下,电场的方向是如何规定的?对研究磁感应强度的方向你有何启发?

  学生分成小组通过思考讨论得出:电场的方向是从电荷受力的角度规定的,小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用,因此猜想磁场的方向可以从小磁针受力的角度来规定。接下来学生通过类比电场强度的定义方法,同样的利用小磁针去探测磁场的情况。

  通过演示小磁针处于条形磁铁产生的磁场中的不同位置过程,让学生观察实验现象,得出在不同位置,小磁针的N极或S极所指的方向不同的结论。接着我会归纳实验结果,并补充磁场的方向为小磁针静止时N极所指的方向,顺势牵出磁感线的概念强调学生类比电场线的概念进行记忆。

  模块二:磁感应强度的表达式

  首先我会带领学生回顾奥斯特实验,通电导体在磁场中受到力的作用。引导学生思考是否可以通过这个性质来研究磁场强度的大小。

  学生从书本的演示实验方案能够受到启发,思考分析得到可以通过导体棒的受力情况来研究磁场的强弱。此时我会安排小组探究组织学生猜想通电导棒的在磁场中的受力可能与那些因素有关,有怎样的关系?在探究过程中我会进行巡视指导适当的给予提示,学生将根据演示实验所提供的方案进行探究,记录各种情况下的电流值、通电导线长度以及通电导体的摆角。结束后,带领学生分析得到的数据,共同合作归纳其中体现的规律。

  通过对实验结论的引申和推广,使学生了解比值F/IL是磁场中各点的位置函数,比值F/IL与IL的大小无关,进而引入电流元的概念。并由此设问,既然这个比值与电流源无关,是否代表着物体的某种属性?在此提出磁感应强度的定义式,总结磁感应强度的方向和大小。

  【意图:从直观的角度出发,更能将抽象的问题具体话,有助于帮助学生理解,加深学生的印象。】

  (三)、巩固提高

  多媒体展示教材内容‘一些磁场的磁感应强度’,使学生知道地磁场及自然界中各种磁源磁场的弱数量级。并简单介绍可以使用磁传感器探测周围的磁场强弱。

  【意图:拓宽知识面,能够更深刻的体会到物理与生活的实际联系。】

  (四)、小结作业

  让学生概括总结本节的内容,将课堂还给学生,构建学生的知识思路和框架,作业布置,比较E与B定义的异同,进行归纳总结。

  【意图:设计这样的作业是为了,学生通过自己的总结,能够培养他们的发散思维。】

  七、板书设计:

  最后是我的板书设计,采用提纲式,简洁明了,重难点突出,便于学生记录和复习。

  高中物理《磁感应强度》教学设计 篇7

  教学目标

  知识目标

  1、理解磁感应强度B的定义及单位.

  2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.

  3、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.

  4、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.

  5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.

  能力目标

  1、通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力.

  2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力.

  情感目标

  通过对安培定则的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度.

  教学建议

  教材分析

  关于安培力这一重要的内容,需要强调:

  1、安培力的使用条件:磁场均匀,电流方向与磁场方向垂直。

  2、电流方向与磁场方向平行时,安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时,安培力具有最大值。

  教法建议

  由于前面我们已经学习过电场的有关知识,讲解时可以将磁场和电场进行类比,以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如:电场和磁场相互对比,电场线与磁感线相互对比,磁感应强度与电场强度进行对比等等。

  在上一节的基础上,启发学生回忆电场强度的定义,对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场,可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。

  教学设计方案

  安培力磁感应强度

  一、素质教育目标

  (一)知识教学点

  1 、理解磁感应强度B的定义及单位.

  2 、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.

  3 、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.

  4 、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小

  5 、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.

  (二)能力训练点

  1 、通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.

  2 、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想像能力.

  (三)德育渗透点

  通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.

  (四)美育渗透点

  通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美.

  二、学法引导

  1 、教师通过演示实验法直观教学,决定安培力大小的因素,通过启发讲解,帮助学生归纳总结公式

  及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.

  2 、学生认真观察实验,在教师启发的指导下总结规律,积极动手动脑理解公式,掌握左手定则的应用.

  三、重点·难点·疑点及解决办法

  1 、重点

  (1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:

  (2)掌握左手定则.

  2 、难点

  对左手定则的理解.

  3 、疑点

  磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.

  4 、解决办法

  以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.

  四、课时安排

  1课时

  五、教具学具准备

  铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.

  六、师生互动活动设计

  教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力公式,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解公式

  的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.

  七、教学步骤

  (一)明确目标

  (略)

  (二)整体感知

  本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义B描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小,再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.

  (三)重点、难点的学习与目标完成过程

  1 、磁场对电流的作用

  用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱.

  2 、决定安培力大小的因素有哪些?

  利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关

  (1)与电流的大小有关.

  保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小.

  请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.

  实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.

  (2)与通电导线在磁场中的长度有关.

  保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.

  实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.

  (3)与导线在磁场中的放置方向有关.

  保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0 °时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90 °的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于和最大值之间.

  3 、磁感应强度

  总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL

  用B表示这一比值,有B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱

  4 、安培力的大小和方向.

  根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:

  举例计算安培力的大小.

  安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则.

  左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.

  应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直,则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直,则磁场力的方向仍垂直于电流方向,也同时垂直于磁场方向.

  (四)总结、扩展

  本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力,通过研究安培力的大小,我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度

  八、布置作业

  九、 板书设计

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