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1 人教版高中物理 選修 3 1 第三章第 2 節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 教學(xué)設(shè)計 太湖樸初中學(xué) 張曉東 一 教材分析 磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一 是本章的重點 同時 磁場對磁極和電流的作 用力 本質(zhì)上是磁場對運動電荷的作用力 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 用小磁針 N 極受力方向定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的 方向 用電流元受磁場力與電流元之比定義磁感應(yīng)強(qiáng)度 符合學(xué)生的認(rèn)知水平 可以通過 演示實驗與電場強(qiáng)度的定義類比來突破難點 形成磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念 二 教學(xué)目標(biāo) 一 知識與技能 1 理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小 單位 2 能用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算 二 過程與方法 通過觀察 類比 與電場強(qiáng)度的定義的類比 使學(xué)生理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念 為學(xué)生形成物理概念奠定了堅實的基礎(chǔ) 三 情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣 提高綜合學(xué)習(xí)能力 三 重點與難點 磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立是本節(jié)的重點 仍至本章的重點 也是本節(jié)的難點 通過 與電場強(qiáng)度的定義的類比和演示實驗來突破難點 四 學(xué)習(xí)者特征分析 1 學(xué)生個性特點是對新事物具有好奇心理 2 學(xué)生學(xué)習(xí)能力方面 有過較多的小組合作經(jīng)驗 3 學(xué)生已經(jīng)學(xué)過電場 知道知道電場的方向是如何規(guī)定的 電場的大小是如何定義 的 為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ) 五 教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源準(zhǔn)備 學(xué)校教室配有多媒體投影儀和音箱 教師備有筆記本電腦 有網(wǎng)絡(luò)隨時可搜索到各種 圖片 聲音甚至視頻 本人平時收集了部分教學(xué)素材 六 文本教材與信息技術(shù)整合點分析 1 引入課題時 利用科幻電影 毀滅 片斷 科學(xué)家在野外發(fā)現(xiàn)了一塊磁性很強(qiáng)的 塤石 學(xué)生帶入一個有需要定性描述磁場強(qiáng)弱的物理情境中 2 題目的出示 解答過程示范等 美觀標(biāo)準(zhǔn) 節(jié)省時間 提高效率 七 教學(xué)方法和教學(xué)策略 教師啟發(fā) 引導(dǎo) 學(xué)生思考 討論 交流學(xué)習(xí)成果 八 教具 電磁鐵 蹄形磁鐵 導(dǎo)體棒 電源 導(dǎo)線 DIS 演示實驗材料等 多媒體課件 實物投影儀 2 九 教學(xué)過程 一 視頻引入 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 一塊隕石的磁性特強(qiáng) 產(chǎn)生磁場如何定量描述 需要 引入一個物理量描述磁場強(qiáng)弱 從而引出課題 描述 磁場強(qiáng)弱和方向的物理量 磁感應(yīng)強(qiáng)度 播放科幻 電影 毀 滅 片斷 休會磁場 的強(qiáng)弱 在創(chuàng)設(shè)的物 理情境下 學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng) 烈的求知愿 望 二 新課講解 1 提出問題 確定學(xué)習(xí)方法 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 1 提問 并引導(dǎo) 怎樣 定義這個物理 量 采用類比 法 較仿電場 強(qiáng)度的定義方 法 2 比較 磁場與電場的 異同 投影 如 何如 何 描 述 磁 場 的 強(qiáng) 弱 和 方 向 呢 磁 場 力磁 場 力 F F q表 示 電 場 的 強(qiáng) 弱表 示 電 場 的 強(qiáng) 弱電 場電 場 電 場 力電 場 力 F電 荷電 荷 q 電 場 強(qiáng) 度電 場 強(qiáng) 度 E 磁 場磁 場 磁 場 的 強(qiáng) 弱磁 場 的 強(qiáng) 弱電 流電 流磁 體磁 體 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度描 述 磁 場 的 強(qiáng) 弱 和 方 向 如 何 定 義 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度的 大 小 和 方 向 是 否 類 似 電 場 的 研 究 方 法 分 析 磁 體 或 電 流 在 磁 場中 所 受 的 力 來 確 定 磁 場 強(qiáng) 弱 和 方 向 呢 Q qF試 探 電 荷 學(xué)生回顧電場的性 質(zhì) 描述 電場強(qiáng)度 的意義和 定義方法 從而引出 磁場的定 義方法 讓學(xué)生理清 思路 類比 電場的定義 方法來定義 磁感應(yīng)強(qiáng)度 2 規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 3 師 讓小磁針處于條 形磁鐵產(chǎn)生的磁場的 各個點時 小磁針的 N 極所指的方向不同 來認(rèn)識磁場具有方向 性 明確磁感應(yīng)強(qiáng)度 的方向的規(guī)定 小磁針靜止時 N 極 所指的方向規(guī)定為該 點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 提問 教室所在地地 磁場的方向 投影 物理學(xué)規(guī)定 小磁針 N 極 北極 的受力方向或小磁針靜止時 N 極的指向 規(guī)定為該點的磁場方向 即磁感應(yīng)強(qiáng) 度的方向 理解 思考 結(jié)合實 際 體 會磁感 應(yīng)強(qiáng)度 的方向 理解磁場 方向規(guī)定 3 定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小計算方法 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 討論 1 電場強(qiáng) 度的定義方法是 討論 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 的大小能否從小磁針 受力的情況來研究 問題 磁場不僅能對 磁體有作用力 還對 通電導(dǎo)體有作用力 能否用很小一段通電 導(dǎo)體來檢驗磁場的強(qiáng) 弱 投影 比值定義法 場的強(qiáng)弱 學(xué)生思考回 顧 參與討論問 題 2 不能 因 為小磁針不會單 獨存在一個磁極 小磁針靜止時 兩個磁極所受合 力為零 因此無 法從小磁針受力 的角度確定磁場 的強(qiáng)弱 既無法 定義磁感應(yīng)強(qiáng)度 的大小 形成共識 從電流在磁場中受力的角度去研究 讓學(xué)生 體會到 電場與 磁場的 共同之 處 也 有不同 的地方 1 猜想 影響通電導(dǎo)線受力的因素 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 力 影響力大小除場以外的因素 4 介紹 電流元 很短 的一段通電導(dǎo)線中的電 流 I 與導(dǎo)線長度 L 的乘 積 IL 是理想模型 方法 用檢驗電流元來 研究磁場強(qiáng)弱 猜想 磁場對通電導(dǎo)線 的力除了與磁場強(qiáng)弱有 關(guān) 還與什么因素有關(guān) 適時點撥 1 介紹實驗 器材 投影 學(xué)生猜想 磁場 對通電導(dǎo)線的力 的影響因素有 導(dǎo)線長度 電流 大小 磁場的不 同 放置的位置 導(dǎo)線與磁場方 向平行 垂直及 任意夾角受力情 況不同 參與實驗方案設(shè) 計 學(xué)生參科學(xué) 研究的過程 2 實驗驗證 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 2 多媒體動畫演 示 導(dǎo)線擺放位 置與受力大小的 關(guān)系 現(xiàn)在我們在導(dǎo)線 與磁場方向垂直 時 來探究受力 大小與電流大小 和導(dǎo)線長度的關(guān) 系 實驗探究 探究方法 控制 變量法 教師演示實驗 通電導(dǎo)線與磁 場方向垂直時 長度不變 改變電流的大小 保持電流 投影 觀察力的變化 得出結(jié) 論 當(dāng)導(dǎo)線在磁場中擺 放位置不同時 受力大 小也不同 導(dǎo)線與磁場 方向垂直時受到磁場力 最大 平行時為零 學(xué)生參與實驗 觀察現(xiàn) 象 觀察兩種情況下力 的變化 得出結(jié)論 現(xiàn)象 電流越大 導(dǎo) 線的偏角越大 結(jié)論 在通電導(dǎo)線的長度和磁 場不變時 電流越大 導(dǎo)線所受的磁場力就越 大 現(xiàn)象 通電導(dǎo)線的長 讓學(xué)生體 會 為什 么要用感 受到電流 與磁場垂 直時來定 義磁感應(yīng) 強(qiáng)度 訓(xùn)練觀察 現(xiàn)象到歸 納結(jié)論的 處理能力 5 不變 改變導(dǎo)線 通電部分的長度 問題 如果要定 量分析 F 與 B 和 L 的關(guān)系 用本 實驗應(yīng)該怎么處 理 度越大 導(dǎo)線的偏角越 大 結(jié)論 在通電導(dǎo)線的電 流和磁場不變時 導(dǎo)線 越長 導(dǎo)線所受的磁場 力就越大 學(xué)生思考回答 可利用 F mgtan 先測出 再得到 F 的值 培養(yǎng)學(xué)生 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目?學(xué)態(tài)度 3 得出結(jié)論 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 6 實驗表明 通 電導(dǎo)線和磁場方向 垂直時 通電導(dǎo)線 受力 磁場力 大 小 ILF 寫成等式為 F BIL 式中 B 為比例系數(shù) 思考與討論 B 與 IL 是否有關(guān) B 由什么決定 介紹一些磁場 的磁感應(yīng)強(qiáng)度值 P84 表 3 2 1 介紹特斯拉生 平 下面我們用這 個定義來計算 投影 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 1 定義 在磁場中垂直 于磁場方向的通電導(dǎo)線 所受的 力 安培力 F 跟電流 I 和導(dǎo)線長 度 L 的乘積 IL 的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng) 度 符號 B 2 大小 ILFB 3 單位 在國際單位制中 是特斯拉 簡稱特 符號 T 1T 1N A m 說明 如果導(dǎo)線很短很短 B 就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 其中 I 和導(dǎo)線長度 L 的乘積 IL 稱電流元 投影 例題 磁場中放一根與 磁場方向垂直的通電導(dǎo)線 它的 電流強(qiáng)度是 2 5 A 導(dǎo)線長 1 cm 它受到的安培力為 5 10 2 N 則 這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大 如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度 增大到 5 A 時 這一點的磁感應(yīng)強(qiáng) 度應(yīng)是多大 該通電導(dǎo)線受到的 安培力是多大 學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)論 通 電導(dǎo)線和磁場方向垂直 時 通電導(dǎo)線受力 磁 場力 大小與電流大小 成正比 與導(dǎo)線長度成 正比 學(xué)生參與討論 并得出 結(jié)論 學(xué)生先自己思考 再與 老師較對 不明白之處 提出質(zhì)疑 培養(yǎng)學(xué)生總 結(jié)能力 學(xué)生體會到 又一個比值 定義法的概 念 增加學(xué)生對 磁感應(yīng)強(qiáng)度 大小的感性 認(rèn)識 鞏固定義 加深映像 三 鞏固練習(xí) 教師活動 媒體運用 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 1 下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是 A 通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定 大 B 通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大 C 放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線 受力大小 和方向處處相同 D 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通 電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 2 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 就是通以電 投影 學(xué)生解答 鞏固磁感應(yīng) 強(qiáng)度的方向 的定義 進(jìn)一步鞏固 磁感應(yīng)強(qiáng)度 是用比值定 義法定義的 鞏固磁感應(yīng) 7 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 因為 B F IL 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 3 一根導(dǎo)線長 0 2m 通過 3A 的電流 垂直放 入磁場中某處受到的磁場力是 6 10 2N 則該處 的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小是 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 強(qiáng)度的定義 的前提條件 通電導(dǎo)線與 磁場垂直 四 作業(yè)布置 1 課后問題與練習(xí) 1 2 3 題 2 預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容 并思考下列問題 1 你認(rèn)為電場力 磁場力 在方向上與電場強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度 有何關(guān)系 2 若在某一點同時存在幾個磁場 則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 如何 十 板書設(shè)計 十一 教學(xué)設(shè)計反思 本節(jié)課的設(shè)計注重學(xué)生的主體地位 在教學(xué)實施的過程中 充分體現(xiàn)三個維度的培養(yǎng) 目標(biāo) 通過組織學(xué)生進(jìn)行探究活動 導(dǎo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念 并對相關(guān)問題進(jìn)行合作探討 同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情 在學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的過程中 讓學(xué)生合作參與知識形成的過程 通過實例引導(dǎo)學(xué)生用實際問題研究物理學(xué)問題 運用物理原理和研究方法解決實際問題 磁感應(yīng)強(qiáng)度 1 意義 表征磁場強(qiáng)弱的物理量 2 方向 小磁針靜止時 N 極所指的方向 3 大小 I 與 B 垂直 LF 4 單位 特斯拉 1T N A m 5 矢量