《磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計 一、教學(xué)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。 二、學(xué)情分析 高二的學(xué)生對重力場和電場已經(jīng)很熟悉，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。這樣讓學(xué)生用已知的知識為經(jīng)驗去探究未知的領(lǐng)域也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 三、教學(xué)目標(biāo)　　　　　 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。 過程與方法1．通過實驗、類比分析，尋找描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法。 2．進(jìn)一步體會通過比值法定義物理量的方法。 情感、態(tài)度、價值觀：培養(yǎng)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣，提高學(xué)習(xí)能力。 四、重難點突破　　　 磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立是本節(jié)的重點(也是本章的重點)，同時也是本節(jié)的難點。通過與電場強(qiáng)度定義的類比，以實驗為基礎(chǔ)通過理論推導(dǎo)說明磁場對電流元的力跟電流和導(dǎo)線長度的關(guān)系，并進(jìn)一步引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，從而突破難點。 五、教學(xué)方法與手段　　 首先通過觀看學(xué)生舉例和視頻列舉，讓學(xué)生對生活中磁場存在的廣泛性及不同磁場強(qiáng)弱不同有一個感性認(rèn)識，然后通過分組實驗讓學(xué)生觀察磁場對電流的作用力與磁場強(qiáng)弱、電流大小、導(dǎo)線長度和導(dǎo)線與磁場的夾角都有關(guān)系，再利用DIS演示實驗得出當(dāng)導(dǎo)線跟磁場垂直時，磁場對電流的作用力跟電流成正比，跟導(dǎo)線長度成正比。在此基礎(chǔ)上引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義。 教學(xué)中在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，學(xué)生通過實驗探究、理論探究，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　　　　　 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。 知識準(zhǔn)備?。▽W(xué)案）　　　　 復(fù)習(xí)磁場的概念、電場強(qiáng)度的定義方法等。 七、教學(xué)過程設(shè)計 （一）導(dǎo)入新課　　　　　 [事件1] 課前播放圖片或視頻——說明研究磁現(xiàn)象與人類生活緊密相關(guān) 師生活動：播放兩個視頻：磁懸浮列車簡單原理，巨大的電磁鐵起重機(jī)吊起重物 PPT展示磁懸浮列車和巨大的電磁鐵起重機(jī)吊起重物的圖片，利用磁場的一些有趣圖片等，激發(fā)學(xué)生的興趣、求知欲。 　　　 2、磁極間的相互作用需要接觸嗎？——磁場；問：磁場有強(qiáng)弱、有方向嗎？ 3、【分組實驗】 學(xué)生自己動手操作并觀察實驗現(xiàn)象：如圖，通電電磁鐵吸引別針，改變電磁鐵中電流的大小，可以看到，吸引別針的多少不同，引導(dǎo)學(xué)生在觀察現(xiàn)象的基礎(chǔ)上思考：這一現(xiàn)象說明什么問題？ 結(jié)論：實驗現(xiàn)象說明兩種情況中磁場強(qiáng)弱不同。 問題：怎樣表示磁場強(qiáng)弱？ 引入新課——第二節(jié)：磁感應(yīng)強(qiáng)度　　　　　 提問1：用哪個物理量來描述電場的強(qiáng)弱和方向？試探法， 類比：用電場強(qiáng)度來描述電場的強(qiáng)弱和方向。（課件展示） 我們用相類似的方法來學(xué)習(xí)描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。 推進(jìn)新課　　　　　 [事件2] 教學(xué)任務(wù)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 師生活動： 【演示】 實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。 電場和磁場都是客觀存在的。電場有強(qiáng)弱和方向，磁場也有強(qiáng)弱和方向。 思考，電場強(qiáng)度的方向是如何規(guī)定的？對研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向有何啟發(fā)？ 規(guī)定正電荷所受電場力的方向為該點的電場強(qiáng)度的方向。場強(qiáng)的方向是從電荷受力的角度規(guī)定的。小磁針放入磁場中會受到磁場力的作用，因此，磁場的方向可以從小磁針受力的角度規(guī)定。 在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點的磁場方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 拓展：把各個小磁針的指向連成線，也能描述磁場的方向，后來物理學(xué)家把它稱為磁感線，其切線方向也為磁場方向。 磁感應(yīng)強(qiáng)弱：問題1：在電場中，我們通過電場對電荷的作用力來了解電場的性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？ 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，即無法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 問題2：那如何研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢？ 磁場對磁極有力的作用，磁場對通電電流也有力的作用。 無法從小磁針受力的情況研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，轉(zhuǎn)換一下思維，是否可從電流在磁場中受力的角度去研究？ 實驗前讓學(xué)生明白：在物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL叫做電流元。但要使導(dǎo)線中有電流，就要把它連接到電源上，所以孤立的電流元是不存在的。 [事件3] 教學(xué)任務(wù)：實驗探究磁場對電流的作用力跟電流、導(dǎo)線長度的關(guān)系。 師生活動： 問題3：磁場對電流的作用力大小跟哪些因素有關(guān)呢？ 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。 通過分組實驗學(xué)生親自動手檢驗。 可以在磁場的強(qiáng)弱和方向都相同的勻強(qiáng)磁場中，研究較長的一段通電導(dǎo)線的受力情況，從而推知一小段電流元的受力情況。 實驗裝置如圖所示：三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度，通過這個角度我們可以比較磁場力的大小，分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長度，電流由外部電路控制。 在勻強(qiáng)磁場中探究影響通電導(dǎo)線受力的因素 【分組實驗】 啟發(fā)學(xué)生學(xué)會應(yīng)用控制變量法。 (1)保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大小。 結(jié)論：通電導(dǎo)線長度一定時，電流越大，導(dǎo)線所受磁場力就越大。 (2)保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度。 結(jié)論：電流一定時，通電導(dǎo)線越長，磁場力越大。 (3)部分學(xué)生實驗器材有電磁鐵，可通過改變電流改變磁場強(qiáng)弱，探究磁場對電流的作用力跟磁場強(qiáng)弱的關(guān)系。 通電導(dǎo)線長度一定，電流不變時，磁場越強(qiáng)，磁場對電流的作用力越大。 上面的結(jié)論都是學(xué)生在上述實驗裝置，也就是導(dǎo)線跟磁場垂直時，實驗操作得出的結(jié)論。 師生可共同演示導(dǎo)線跟磁場平行時，導(dǎo)線受力情況。 【演示】 磁場對電流的作用力跟導(dǎo)線與磁場方向間的關(guān)系。 結(jié)論：導(dǎo)線跟磁場垂直時，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。 [事件4] 教學(xué)任務(wù)：用DIS演示實驗理論探究磁場對電流的作用力跟電流、導(dǎo)線長度的關(guān)系。 師生活動： 通電導(dǎo)線在磁場中受力大小與電流定量關(guān)系的研究 用DIS演示實驗研究通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時受力大小與電流大小的定量關(guān)系。如圖所示的裝置保持通電導(dǎo)線框的位置不變，用力傳感器測量所需拉力F(等于電流所受磁場作用力大小)的大小，拉力與電流所受磁場力為平衡力。用電流傳感器測量線框中的電流。 (1)保持L不變，改變I四次，測定相應(yīng)的四個力F，利用圖象得到F∝I。 (2)保持I不變，用三個相同的蹄形磁鐵逐次并放，以改變受力部分導(dǎo)線的長度，測定相應(yīng)的三個力F，得到F∝L。 同一塊磁鐵 F/N 0.04 0.08 0.12 I/A 0.21 0.41 0.64 保持I不變 L 2L 3L F/N 0.08 0.16 0.24 I/A 0.36 　　實驗注意事項： (1)矩形線圈保持豎直； (2)兩個相同的蹄形磁鐵并放時要有一定的間隔； (3)每次測量時矩形線圈相對磁鐵的位置保持不變。 精確的實驗表明，通電導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力的大小，既與導(dǎo)線的長度L成正比，與導(dǎo)線中的電流I也成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F∝IL，引入比例系數(shù)B，寫成等式為：F＝BIL。 問題：B有何物理意義呢？在不同的蹄形磁鐵的磁場中重復(fù)上面的實驗。 結(jié)論： (1)在同一磁場中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的。 (2)I、L不變，但在不同的磁場中，比值B是不同的。 (3)B是由磁場本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長度L相同的情況下，電流所受的磁場力越大，比值B越大，表示磁場越強(qiáng)。 [事件5] 教學(xué)任務(wù)：定義磁感應(yīng)強(qiáng)度。 師生活動： 通過和電場強(qiáng)度的定義類比，引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義。 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，即B＝。 總結(jié)與歸納： (1)如果導(dǎo)線很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 (2)物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場強(qiáng)弱的物理量。 (3)單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T。 1 T＝1 (4)方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點的磁場方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 [事件6] 特斯拉(Nikola Tesla， 1856～1943)，美國 電氣工程師。他一 生致力于交流電的 研究，是讓交流電進(jìn) 入實用領(lǐng)域的主要 推動者 教學(xué)任務(wù)：了解特斯拉和一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 師生活動： (投影)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究作出了杰出貢獻(xiàn)。 (投影)了解一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度/T 人體感官內(nèi)的磁場 10－13～10－9 地磁場在地面附近的平均值 510－5 我國研制的作為α磁譜儀核心部件的大型永磁體中心 0.134 6 電動機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場 0.8～1.7 電視機(jī)偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi) 約0.1 實驗室使用的最強(qiáng)磁場 瞬時103　恒定37 中子星表面磁場 106～108 原子核表面 約1012 1．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說法正確的是(　　) A．B的方向就是小磁針N極所指的方向 B．B的方向與小磁針S極的受力方向相反 C．磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流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 D．B的方向與小磁針靜止時S極所指的方向相反 答案：D 2．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) 答案：D 解析：因為磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān)。所以A選項錯，D選項正確。因為通電導(dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān)，故B選項錯。對C選項，雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等，但當(dāng)導(dǎo)線在各個位置的方向不同時，磁場力是不相同的(導(dǎo)線與磁場垂直時受磁場力最大，與磁場平行時受磁場力為零)，而C選項中沒有說明導(dǎo)線在各個位置的取向是否相同，所以C選項錯。 【說明】 1．磁場中某點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與通電導(dǎo)線的受力無關(guān)，由磁場本身決定。 2．通電導(dǎo)線在磁場中的受力不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，還跟導(dǎo)線的位置取向有關(guān)。 課堂鞏固與反饋　　 [事件7] 教學(xué)任務(wù)：形成性測試：學(xué)生獨立完成。時間：4分鐘 1．下列說法中正確的是(　　) A．磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，與該處是否放通電導(dǎo)線無關(guān) B．一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等的磁場中不同地方，受力相同 C．一小段通電導(dǎo)線放在磁場中不同的兩個地方受磁場力大小相等，說明磁場中的這兩個地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 D．因為B＝，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)線的受力F成正比，與IL乘積成反比 2．勻強(qiáng)磁場中長2 cm的通電導(dǎo)線垂直磁場方向，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2 A時，它受到的磁場力大小為410－3 N，問：該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？如果該導(dǎo)線的長度和電流都增加一倍，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少？通電導(dǎo)線拿走，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少？ 答案：1.A　2.0.1 T　0.1 T　0.1 T 解析：由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式：B＝得：B＝ T＝0.1 T，當(dāng)導(dǎo)線的長度和電流都增加一倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，仍為0.1 T，磁場中某點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與通電導(dǎo)線的受力無關(guān)，與導(dǎo)線是否存在無關(guān)，由磁場本身決定。 [事件8] 教學(xué)任務(wù)：磁場的疊加遵守矢量的平行四邊形定則 若在某一空間中某一點同時存在幾個磁場，則此空間中該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多少？如何計算？ 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 [事件9] 教學(xué)任務(wù)：引導(dǎo)學(xué)生從知識、方法、情感三個側(cè)面小結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動。 1．復(fù)習(xí)本節(jié)教材。 2．閱讀課本第85頁科學(xué)漫步《地球磁場與古地質(zhì)學(xué)》，完成課本課后問題與練習(xí)。 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極所指的方向為該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 二、定義式B＝(條件：電流I和磁場方向垂直) 三、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 四、單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是T。1 T＝1 五、磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量 研究發(fā)現(xiàn)牛能夠根據(jù)磁場確定方向(圖) http：//www.sina.com.cn　2008年08月27日08：20　新浪科技 研究發(fā)現(xiàn)牛能夠根據(jù)磁場確定方向 新浪科技訊　北京時間2008年8月27日消息，據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，科學(xué)家早就提出了動物磁性說，也就是動物可以根據(jù)地球磁場確定方向。此前，科學(xué)家們已經(jīng)在蜜蜂和白蟻等小型動物身上發(fā)現(xiàn)了這種奇特的能力?，F(xiàn)在，在研究了世界各地幾千頭牛的衛(wèi)星照片后，研究人員發(fā)現(xiàn)，牛身上就像有一個內(nèi)置羅盤似的，知道如何找到南和北。 德國和捷克的一個研究小組在周二出版的《美國國家科學(xué)院院刊》上報告說，多數(shù)放牧或休憩的牛趨向于朝向南北站立。據(jù)德國杜伊斯堡埃森大學(xué)生物系的海內(nèi)克伯達(dá)(Hynek Burda)和薩賓貝加爾(Sabine Begall)領(lǐng)導(dǎo)的此項研究顯示，不管是什么地方的牛都符合這一發(fā)現(xiàn)。科學(xué)家們說：“地球磁場肯定是一個因素?！? 為什么鴿子能“認(rèn)家”？ 地球是一個天然的大磁體，周圍存在著地磁場。關(guān)于鴿子的許多實驗表明，鴿子“認(rèn)家”的功能是與地磁場有關(guān)的。鴿子的頭部含有微量的強(qiáng)磁物質(zhì)Fe3O4，這種強(qiáng)磁物質(zhì)使得不論陰天和雨天、白天和黑夜都不會阻礙鴿子沿著正確方向飛行。有人曾經(jīng)分別在兩組鴿子身上分別綁上磁鋼塊和銅塊，磁鋼組鴿子因受磁鋼磁場的干擾而迷航，但銅塊組鴿子則不迷航；鴿子在飛過大功率的無線電臺時會出現(xiàn)迷航現(xiàn)象，表明電臺的強(qiáng)電磁場使那里的地磁場受到了干擾，因而影響鴿子的導(dǎo)航功能。