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《用磁感線描述磁場》教學設計（2課時） 仙游僑中 黃振漢 ［三維目標］： （一）知識與技能 1、知道什么是磁感線。 2、知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的分布情況。 3、會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。 （二）過程與方法 通過模擬實驗體會磁感線的形狀，培養(yǎng)學生的空間想象能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、通過討論與交流，培養(yǎng)對物理探索的情感。 2、領悟物理探索的基本思路，培養(yǎng)科學的價值感。 ［教學重點］：會用磁感線描述各種磁場。安培定則 ［教學難點］：安培定則判斷磁感線方向,各種磁感線的各向視圖 ［教學器材］：條形磁鐵、鐵屑、玻璃板、通電螺線管/環(huán)行電流/通電直導線的磁感線分布演示器 、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源 ［教學方法］：類比法、實驗法、比較法 ［教學手段］演示實驗，多媒體展示 ［教學媒體］ 實驗器材：小磁針、條形磁鐵；鐵屑；玻璃板；實物投影；通電螺線管/環(huán)行電流/通電直導線的磁感線分布演示器 教學過程 【新課導入】 提出問題：在上一節(jié)課的學習中，我們是用什么方法知道哪些物體周圍有磁場存在的？ 我們的方法是用小磁針來檢驗．因為知道磁場對小磁針有作用。所以可以與用檢驗電荷 檢驗電場存在一樣，用小磁針來檢驗磁場的存在． 演示：檢驗磁場． 方法：把小磁針放在磁場中被檢驗點A處，如果看到小磁針擺動后靜止，磁針不再指向南北方向，而指向一個別的方向，說明A點有磁場．檢驗B點磁場會發(fā)現同樣現象，說明B點也有磁場．同時可以發(fā)現A、B兩點小磁針靜止時的指向也不相同，這說明小磁針在A、B處受磁場力方向不同，顯然磁場是有方向的． 【新課內容】 1、 磁場的方向：在電場中，電場方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場的方向． 我們規(guī)定：在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向就是那一點的磁場方向． 測量磁場方向的方法是：將一能自由轉動的小磁針放入磁場中需測定的位置，當小磁針在該位置靜止時，小磁針N極的指向即為該點的磁場方向． 板書：小磁針N極在磁場中靜止時所指的方向為該點的磁場方向。 同一小鐵釘在離條形磁鐵的磁極遠近不同的地方受到的磁力大小也不同，說明磁場也是有強弱的。 一般來說，靠近磁極的地方磁場強。而不同的磁鐵，其形成的磁場強弱和分布也不同。我們可以用什么方法來形象到描繪磁場的強弱和方向呢？ 提示：——可以類比電場的描繪 2、 磁感線：磁場強的地方密，弱的地方疏。用線的切線來表示磁場的方向。 教師指出并通過板書明確：在磁場中畫出一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同，如右圖。這樣描繪出來的線叫磁感線 （1）磁感線上每一點切線方向跟該點磁場方向相同，磁感線的疏密表示磁場的強弱程度。 （強調不叫磁場線），這也是法拉第提出的。我們也用類似于蓖麻油中的頭發(fā)屑在電場中排列成模擬電場線的方法，用小鐵屑（粉）的分布來模擬磁感線。說明: 在實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質,來顯示磁感線的形狀.在磁場中放一塊玻璃板,在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑,細鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”,輕敲玻璃板使鐵屑在磁場作用下轉動鐵屑靜止時就能規(guī)則地排列起來,顯示出磁感線的形狀。 演示實驗并投影典型磁場的分布情況： 觀察條形磁鐵、同名磁極、異名磁極、蹄形磁鐵、地磁場磁感線的分布。強調磁感線是立體的。我們看到的只是它在一個面上的情況而已。 觀察各種磁感線模擬效果，在黑板上版畫出磁感線分布圖（如上圖）。請大家觀察并歸納磁感線的特點。 教師板書： （2）磁感線特點 （1）磁感線的切線方向表示該點磁場方向，疏密程度表示磁場的強弱。 （2）任意兩條磁感線都不相交。 （3）磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線從N極指向S極，在磁體內部，磁感線從S極指向N極。磁場的磁感線分布是三維的，立體的。 3、電流周圍的磁場 （1）通電直導線的磁場 先讓學生猜想通電直導線磁場分布情況，演示實驗：引導學生認真觀察 鐵粉的排列，讓學生回答通電直導線周圍鐵粉的分布情況，模擬鐵粉的排列 畫出磁感線 在與導線垂直的一個平面上放幾個能自由轉動的小磁針，通以方向相反的電流，觀察小磁針的指向如何；電流方向改變，小磁針的指向如何改變？ 微課視頻驗證，學生觀察后回答。教師歸納總結 教師板書?磁場分布情況：在垂直于電流的平面內磁感線是一組以導線上的各點為圓心的同心圓，離電流越近磁感線越密，磁場越強。 ?磁感線方向與電流方向關系判斷方法 安培定則：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致， 彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。 引導學生從不同角度觀察，畫出各種視圖 教師版畫：?直線電流的磁場的幾種視圖： 立體圖 橫截面圖 縱截面圖 2、環(huán)形電流的磁感線 先讓學生猜想通電直導線磁場分布情況，演示實驗：引導學生認真觀察 鐵粉的排列，讓學生回答鐵粉的排列的形狀，模擬鐵粉的排列畫出磁感線 微課視頻驗證，學生觀察后回答。教師歸納總結 ?磁場分布情況：是一些繞環(huán)行導線的閉合曲線，在通電線圈的中心軸上，磁感線與通電線圈所在平面垂直，且離環(huán)心越遠磁場越弱。 ?磁感線方向與電流方向關系判斷方法—安培定則 安培定則（二）：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直大拇指所指的方向就是環(huán)形導線內部磁感線的方向。 引導學生從不同角度觀察，畫出各種視圖 教師版畫：?環(huán)形電流的磁場幾種視圖 3、通電螺線管的磁感線 學生在初中曾經學過通電螺線管的磁場，通過練習讓學生回顧，播放微課視頻，學生觀察后回答。教師歸納總結 ?磁場分布情況：通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似.內部近似一勻強磁場。 ?磁感線方向與電流方向的關系—安培定則來判定 安培定則（二）：用右手握住螺線管讓右手彎曲的四指和電流環(huán)繞的方向一致，伸直大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向。也可以說大拇指指向螺線管的N極。 引導學生從不同角度觀察，畫出各種視圖 教師版畫： ?通電螺線管的磁場幾種視圖 縱截面圖 立體圖 隨堂練習：1、標出各圖中電流的方向 2、問題：請大家比較一下，同時安培定則，在用于直導線和用于環(huán)形電流與通電螺線管時有什么不 同呢？——鞏固安培定則 【課堂小結】讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。 學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。 總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力。 【板書設計】 一、磁感線 1、概念： 在磁場中畫出一些有方向的假想曲線，曲線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同，這樣的曲線叫做磁感線。 2、特點：（1）磁感線的切線方向表示該點磁場方向，疏密程度表示磁場的強弱。 （2）任意兩條磁感線都不相交。 （3）磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線從N極指向S極，在磁 體內部，磁感線從S極指向N極。磁場的磁感線分布是三維的，立體的。 2、 用磁感線描述電流的磁場 1.直線電流的磁感線 （1）磁場分布情況： （2）磁感線方向與電流方向關系判斷方法 （3）直線電流的磁場的幾種視圖： 2.環(huán)形電流的磁感線（1）磁場分布情況：（2）磁感線方向與電流方向關系判斷方法 安培定則：（3）環(huán)形電流的磁場的幾種視圖： 3、通電螺線管電流的磁感線（1）磁場分布情況：（2）磁感線方向與電流方向關系判斷方法 安培定則：（3）通電螺線管的磁場的幾種視圖： 【課后作業(yè)】1、比較磁感線與電場線的異同點？ 2、P102的第2、3、4題 3、練習第4、7題 【教學反思】窗體頂端 【教學反思】三種常見的電流周圍磁場的磁感線空間分布情況是這節(jié)課的重點，他們周圍的磁感線的畫法包括立體圖，截面圖，側面圖是這節(jié)課的難點，也是學生不容易掌握的地方。在授課時，特別注意到這方面的講解，用多媒體課件展示了幾種電流周圍的磁場的磁感線的分布。而且用視頻播放了用鐵屑模擬在不同電流周圍的磁場的磁感線分布實驗，用小磁針確定磁感線的方向，這樣就比較形象，直觀，讓學生記憶也深刻。在授課快結束時，準備幾個練習題進行教學反饋，引導學生分析解答出來。直接讓學生領悟解題方法和思路，給學生完成課后的練習引路。在上課的時候，講解語速也稍微有點快，這與課堂內容的安排有關，因為內容容量還是有點大，所以總是加快語速，這樣對于基礎不是很好的學生學習起來就造成困難。在多媒體課件中，有些小問題，通電圓環(huán)周圍磁感線分布的橫截面圖沒有給學生講解到位，應該先讓學生建立感官的認識，再從感性認識升華到理性分析。個人覺得在課程的完成度方面還是滿意的，學生積極回答問題，課堂氛圍很好，課后反饋也不錯，只是在知識“細”的方面上，做的不夠好，在以后的教學中要經常注意這方面的問題，也培養(yǎng)學生細心的好習慣。 窗體底端 附： 《用磁感線描述磁場》導學案(2學時） 【學習目標】 1．知道什么叫磁感線。 2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況。 3．會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。 【重點難點】 會用磁感線描述各種磁場，安培定則，各種磁感線的各向視圖。 【學法指導】 自主合作學習、科學探究、邏輯推理等綜合運用 【學習過程】 知識點一：用磁感線描述磁體的磁場 問題1、我們用什么方法知道物體周圍有磁場？磁場的方向如何規(guī)定？ 問題2、如何形象地描述電場中各點的磁場強弱和方向? 如何形象地描述磁場中各點的磁場強弱和方向? 問題3、什么是磁感線? 磁感線是指在磁場中引入的一系列______、______的曲線，其上每一點的______方向表示該點的磁場方向，也是小磁針靜止時____的指向． 問題4、磁感線有哪些特點呢? （1） 磁感線的切線方向表示__________，疏密程度表示_____________。 （2） 任意兩條磁感線都______。 （3）磁感線是_____曲線，在磁體外部，磁感線從___極指向___極，在磁體內部，磁感線從___極指向___極。磁場的磁感線分布是______，______。 問題5、描述幾種磁場的磁感線 (1)條形磁鐵的磁感線 (2)同名磁極 (3)異名磁極 (4)蹄形磁鐵 知識點二：用磁感線描述電流的磁場 通電直導線的磁場 問題1、通電直導線的磁場如何分布? 問題2、磁感線方向與電流方向關系如何?用什么定則來判斷? 問題3、用⊙表示電流方向__________,用 表示電流方向___________ 用表示磁場方向__________，用 表示磁場方向__________。 三種視圖：立體圖 橫截面圖 縱截面圖 環(huán)形電流的磁場 問題1、環(huán)形電流的磁場如何分布? 問題2、磁感線方向與電流方向關系如何?用什么定則來判斷? 問題3三種視圖：立體圖 橫截面圖 縱截面圖 通電螺線管的磁場 問題1、磁感線方向與電流方向關系如何?用什么定則來判斷? 問題2、通電螺線管的磁場如何分布? 問題3 三種視圖：立體圖 橫截面圖 縱截面圖 【課后反思】本節(jié)課我掌握了： 還存在的疑問： 1、關于磁感線，下列說法中正確的是( ) A．磁感線是磁場中客觀存在的、肉眼看不見的曲線 B．兩條磁感線的空隙處不存在磁場 C．不同磁場形成的磁感線可以相交 D．磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致 2、在奧斯特實驗中, 小磁針N極怎樣偏轉?為什么? 3、標出各圖中電流的方向 4、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉向同學們，那么這束帶電粒子可能是 （ ） A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束 C.向右飛行的負離子束 D.向左飛行的負離子束 5、如圖所示為一通電螺線管，a、b、c是通電螺線管內、外的三點，則三點中磁感線最密處為---- 6、在同一平面內有四根彼此絕緣的通電直導線，如圖所示，四根導線中電流i4＝i3＞i2＞i1，要使O點的磁場增強，應切斷哪一根導線中的電流(　　) A． i1　　　B.i2 C．i3 D．i4 7、如圖所示，a、b、c三枚小磁針分別放在通電螺線管的正上方、管內 和右側．當這些小磁針靜止時，小磁針N 極的指向是………( ) A．a、b、c均向左 B．a、b、c均向右 C．a向左，b向右，c向右 D．a向右，b向左，c向右 8、如圖所示，環(huán)形導線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關S后，三只小磁針N極的偏轉方向是（ ） A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里 9、如圖所示，甲乙兩個通電螺線管并排靠近放置，a、b和c、d分別是接線端，電源的接線端為e、f，現將a、e用導線連好。若接通電源后，甲乙互相吸引，你看應怎樣連接？ c d aa b 甲 乙 e f