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1、陜西省藍(lán)田縣高中物理 第三章 磁場 3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度教案1 新人教版選修3-1
一、教材分析
本節(jié)是高中物理人教版選修3-1第三章第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度,它是電磁學(xué)的基本概念之一,是本章的重點(diǎn)。同時,磁場對磁極和電流的作用力(本質(zhì)上是磁場對運(yùn)動電荷的作用力)遠(yuǎn)比電場對電荷的作用力復(fù)雜,如何尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量是本章教學(xué)的一個難點(diǎn)。為了能很自然地引出磁感應(yīng)強(qiáng)度,并且使學(xué)生能感受到引出磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的必要性,所以在新課引入階段用問題串的方式起到承上啟下功能。為了能突破本節(jié)難點(diǎn)——磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,再次通過問題串的方式,層層遞進(jìn),讓學(xué)生始終在不斷思考的過程中,找出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義與電場強(qiáng)度
2、定義的區(qū)別。加之適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)引導(dǎo)使學(xué)生在思想上和視覺上達(dá)到一致。
二、學(xué)情分析?
高二實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生對重力場和電場已經(jīng)很熟悉,可以通過問題串的方式引導(dǎo)學(xué)生自主合作獲得問題結(jié)論,加上分組實(shí)驗(yàn)與電場強(qiáng)度的定義類比來突破難點(diǎn),形成磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。這樣讓學(xué)生用已知的知識為經(jīng)驗(yàn)去探究未知的領(lǐng)域也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
三、教學(xué)目標(biāo)??????
1、知識與能力:知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,知道其方向、大小、定義式和單位。?
2、過程與方法:(1)通過問題串設(shè)置、實(shí)驗(yàn)、類比分析,尋找描述磁場強(qiáng)弱的方法。?
(2)進(jìn)一步體會通過比值法定義物理量的方法。?
3、情感、態(tài)度、價值觀:培養(yǎng)學(xué)生自主合作的團(tuán)隊(duì)精神
3、,提高物理思維的能力。
四、重難點(diǎn)突破????
磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立是本節(jié)的重點(diǎn)(也是本章的重點(diǎn)),同時也是本節(jié)的難點(diǎn)。
通過問題串的方式引導(dǎo)、與電場強(qiáng)度定義的類比,以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)說明磁場對電流元的力跟電流和導(dǎo)線長度的關(guān)系,引入磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而突破難點(diǎn)。
五、教學(xué)方法
首先通過問題串的方式復(fù)習(xí)上節(jié)課知識的同時引入本節(jié)課《磁感應(yīng)強(qiáng)度》,讓學(xué)生很自然的接受概念。然后再通過四個問題組成的問題串,讓學(xué)生帶著問題去閱讀課本,閱讀完畢后,互相交流思想解決問題,再學(xué)生討論的過程中,加入演示實(shí)驗(yàn)引導(dǎo),讓學(xué)生從視覺是感受出第二個問題的結(jié)論。最后類比電場強(qiáng)度學(xué)習(xí)過程中的內(nèi)容,自己歸納關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的內(nèi)
4、容,并展示交流。
教學(xué)中在教師所設(shè)置的問題引導(dǎo)下,學(xué)生通過回顧舊知、閱讀新知、類比電場強(qiáng)度概念、觀看演示實(shí)驗(yàn),在他們相互合作、共同探討的過程中,觀察現(xiàn)象,得出結(jié)論,給出定義,完成這節(jié)課的學(xué)習(xí)。
六、教具準(zhǔn)備
蹄形磁鐵(3個)、導(dǎo)體棒、電源、導(dǎo)線等
多媒體課件、實(shí)物投影儀。
七、教學(xué)過程設(shè)計
(一)引入新課
復(fù)習(xí)提問:1、上節(jié)課課題?——磁現(xiàn)象和磁場
2、上節(jié)課主題?——磁現(xiàn)象、磁場
3、主題間關(guān)系?——現(xiàn)象反映特性
【教師總結(jié)】沒有磁場的客觀存在,就不可能感知到磁現(xiàn)象。
磁場不具備這種特性,就感知不到這種磁現(xiàn)象。
4、哪種磁現(xiàn)象?——通常是力現(xiàn)象
引入矢量描述磁場
5、引入新課——磁感應(yīng)強(qiáng)度
(二)推進(jìn)新課
1、磁場的方向是什么呢?
通過初中的學(xué)習(xí),學(xué)生已了解電流周圍存在磁場、磁鐵周圍存在磁場。
【演示】
實(shí)物投影儀演示小磁針在磁鐵周圍的不同位置指向不同,說明小磁針受力方向不同,磁場方向不同。
為了形象地描述磁場,在物理學(xué)中,規(guī)定小磁針靜止時北極所指的方向定為那點(diǎn)的磁場方向。
2、磁場的強(qiáng)弱又怎么樣描述呢?
帶著以下問題閱讀課本83頁,閱讀完畢小組成員互相交流。
(1)在“試探磁極”和“試探電流元”之間 的取舍緣由?
(2)設(shè)定“導(dǎo)線與磁場垂直”僅僅是因?yàn)椤白詈唵巍眴幔?
(3)對“比值定義法”的科學(xué)性與合理性該如何解釋?
(4
6、)電場強(qiáng)度的“比值定義”與B的定義有什么不同?
閱讀完課本后,學(xué)生討論,教師總結(jié)。
問題(1)學(xué)生討論:N極不能單獨(dú)存在,一小段通電導(dǎo)線也不能單獨(dú)存在。但是N極未能夠被量化,一小段通電導(dǎo)線已經(jīng)被量化(IL)。
教師總結(jié):若要量化雙方的作用,須先量化作用的雙方!
問題(2)學(xué)生【分組實(shí)驗(yàn)】磁場對電流的作用力大小跟哪些因素有關(guān)
學(xué)生提出猜想:磁場對電流的作用力跟導(dǎo)線與磁場方向有關(guān)
磁場對電流的作用力跟電流的大小有關(guān)
磁場對電流的作用力跟導(dǎo)線的長度有關(guān)
磁場對電流的作用力跟磁場強(qiáng)度有關(guān)
等等。
通過分組實(shí)驗(yàn)學(xué)生親自動手檢驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置與選修3-1第83頁一致)
學(xué)生結(jié)論:導(dǎo)線跟磁
7、場垂直時,磁場對電流的作用力最大,導(dǎo)線跟磁場平行時,磁場對電流沒有作用力。
教師總結(jié):(1)夾角一般時,夾角θ:F=ILBsinθ;(2)磁場的性格:順著就不打,不順就要打,橫著狠狠打。(3)既然要試探力的特性,就應(yīng)該讓此力最大。
問題(3)學(xué)生討論:用比值法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度就能排除試探電流元的影響,唯一有磁場性質(zhì)決定。
教師總結(jié):(1)A與B的作用應(yīng)由A、由B、由AB關(guān)系共同決定
(2)
由此圖可以明顯看出:用比值定義法可以很好的顯示B方的屬性,與外界因素(電流元)無關(guān)。
問題(4)學(xué)生討論:用比值定義E:不用設(shè)定方向關(guān)系;用比值定義B:必須設(shè)定方向關(guān)系。
教師總結(jié):
8、(1)電場是愚場:——沒有鑒別能力
(2)磁場是智場:——具有鑒別能力
在此教師把此對比擴(kuò)展:磁是動電,動能益智。鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中多動腦。
3、根據(jù)問題的討論,并結(jié)合電場強(qiáng)度的內(nèi)容,自己完成本節(jié)內(nèi)容的總結(jié)。
自己完成,組內(nèi)交流,組組交流。
師生活動:
(PPT課件)讓學(xué)生了解特斯拉。
尼古拉·特斯拉(NIkoLa TesLa,1856~1943),1856年7月10日出生,是世界知名的發(fā)明家、物理學(xué)家、機(jī)械工程師和電機(jī)工程師。塞爾維亞血統(tǒng)的他出生在克羅地亞(后并入奧地利帝國)。特斯拉被認(rèn)為是歷史上一位重要的發(fā)明家。他在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初對電性和磁性的研
9、究作出了杰出貢獻(xiàn)。
(PPT課件)了解一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度/T
課內(nèi)拓展:若在某一空間中某一點(diǎn)同時存在幾個磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2、B3、B4,則此空間中該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多少?如何計算?
選一個小組內(nèi)成員展示結(jié)論:磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個矢量。磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成——遵循平行四邊形定則
八、板書設(shè)計
第二節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度
一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向:小磁針靜止時N極所指的方向?yàn)樵撎幋鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向
二、磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?
1、定義:在磁場中垂直與磁場方向的通電導(dǎo)線,所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。
2、定義式B=(條件:電流I和磁場方向垂直)
3、單位
10、:特斯拉,簡稱特,國際符號是T。1 T=1
4、磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量
5、物理意義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量
九、布置作業(yè)
1、課內(nèi)練習(xí)(學(xué)生獨(dú)立完成。時間:4分鐘)
1.下列說法中錯誤的是( )
A.磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,等于垂直磁場方向通以電流I、長為L的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力F與I、L的乘積的比值
B.一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用,則該處一定沒有磁場
C.一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A處時受磁場力比放在B處大,則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大
D.因?yàn)锽=,所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL乘積成反比
2.一根導(dǎo)線
11、長0.2 m,通過3 A的電流,在磁場中某處受到的最大磁場力是6×10-2 N,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是______ T;如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是______ T。
3.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線,它的電流是2.5 A,導(dǎo)線長1 cm,它受的磁場力為5×10-2 N,則這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?
答案:1.BCD 2.0.1 0.1 3.2 T
2、課外作業(yè)
基礎(chǔ)試題(10分鐘)
1.一根長為0.1 m的電流為1 A的通電導(dǎo)線,在磁場中某處受到的磁場力大小為0.4 N,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為( )
A.等于4 T B.大于或等
12、于4 T C.小于或等于4 T D.可能為0
2.如圖所示,在空間某點(diǎn)A存在大小、方向恒定的兩個磁場B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( )
A. 7 T B. 1 T C. 5 T D. 大于3 T小于4 T
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量,它可以分解為幾個分量.
(1)如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,與水平方向的夾角為θ且斜向下,那么該處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量各為多大?
(2)如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的,那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大?在極地上空地磁場的水平分量是多大?
拓展提高試
13、題(15分鐘)
4.科考隊(duì)進(jìn)去某一磁礦區(qū)域后,發(fā)現(xiàn)指南針原來指向正北的N極逆時針轉(zhuǎn)過30°(如圖所示),設(shè)該位置地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量為B,則磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量最小時的值為( )
A. B.B C. 2B D.
5.如圖甲所示,一個條形磁鐵P固定在水平桌面上,以P的右端點(diǎn)為原點(diǎn),中軸線為x軸建立一維坐標(biāo)系.一個靈敏的小磁針Q放置在x軸上不同位置,設(shè)Q與x軸之間的夾角為θ.實(shí)驗(yàn)測得sinθ與x之間的關(guān)系如圖乙所示.已知該處地磁場方向水平,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.下列說法正確的是( )
A.P的右端為S極
14、
B.P的中軸線與地磁場方向平行
C.P在x0處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0
D.x0處合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0
6.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度.當(dāng)外界拉力作用于力敏傳感器的掛鉤上時,數(shù)字電壓表上的讀數(shù)U與所加外力F成正比,即U=kF,式中k為比例系數(shù).用絕緣懸絲把底部長為L、電阻為R、質(zhì)量為m的方形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上,并用軟細(xì)銅絲連接線框與電源,細(xì)銅絲的電阻忽略不計.當(dāng)線框接入電壓為E1時,電壓表的示數(shù)為U1;當(dāng)線框接入電壓為E2時,電壓表示數(shù)為U2.則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為( )
A.B=|| B.B=||
C.B=|| D.B=||
15、
參考答案:1.B 2.C
3、【答案】(1)Bx=Bcosθ By=Bsinθ (2)By=0 Bx=0
【解析】(1)如圖所示磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,與水平方向的夾角為θ,所以地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量分別為:Bx=Bcosθ,By=Bsinθ.
(2)在赤道上空,因?yàn)棣龋?°,故有By=0;在極地上空,因?yàn)棣龋?0°,故有Bx=0.
4.A 5.C 6.A
十、教學(xué)反思
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計用問題串聯(lián)起來,體現(xiàn)了教師引導(dǎo),學(xué)生自主學(xué)習(xí)的新課程理念,對學(xué)生的思維能力起到了很好的鍛煉。給學(xué)生提供了磁場對電流的作用力大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)物理不僅僅是獨(dú)立思維的過程,更應(yīng)該是團(tuán)隊(duì)合作用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己結(jié)論的學(xué)習(xí)方法,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,激發(fā)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)過程中應(yīng)重視物理實(shí)驗(yàn)。作業(yè)布置環(huán)節(jié)體現(xiàn)了班級成員之間的學(xué)習(xí)能力是有差別的,所以安排了基礎(chǔ)試題和提高試題,讓每一個學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中都獲得收獲的喜悅。
在好的教學(xué)設(shè)計也有不足之處,本節(jié)課的不足就是,全設(shè)計以問題引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),最后通過與電場強(qiáng)度內(nèi)容的類比得出本節(jié)課的知識內(nèi)容,對學(xué)生的能力要求較高,所以該設(shè)計只能在學(xué)習(xí)能力較好的班級實(shí)施。