1、 1 人教版高中物理（选 修 3-1）第三 章第 2节 磁感应强度教学设计 太湖朴初中学 张晓东 一、 教 材 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。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。 二 、 教学目标 （一）知识与技能 1理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。 2能用磁感应强度的定
2、义式进行有关计算。 （二）过程与方法 通过观察、类比（ 与电场强度的定义的类比 ）使学生理解和掌握磁感应强度的概念， 为学生形成物理概念奠定了坚实的 基础。 （三）情感态度与价值观 培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力 。 三 、 重点与难点： 磁感应强度概念的 建立 是本 节 的重点 （仍至本章的 重点 ），也是本节的难点，通过与电场强度的定义的类比和演示实验来突破难点 四 、 学习者特征分析 1. 学生 个性特点是对新事物 具 有好奇心理 ； 2. 学生 学习能力方面， 有 过较多的小组合作经验； 3. 学生已经学过 电场，知道知道电场的方向是如何规定的，电场的大小是如何定义的，为
3、本节课的学习打下了基础。 五 、 教学环境和教学资源准备 学校教室配有多媒体投影仪和音箱， 教师备有笔记本电脑， 有网络随时可搜索到各种图片、声音甚至视频。本人平时收集了部分教学素材。 六 、 文本教材与信息技术整合点分析 1. 引入课题时，利用 科幻 电影毁灭片断 ，科学家在野外发现了一块磁性很强的埙石， 学生带入一个 有需要定性描述磁场强弱的 物理情境中； 2. 题目的出示、解答过程示范等，美观标准、节省时间、提高效率。 七 、 教 学方法和教学策略 教师启发、引导，学生思考，讨论、交流学习成果。 八 、 教具 ： 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
4、、实物投影仪。 2 九 、 教学过程： （一） 视频引入 ： 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 一块陨石的磁性特强，产生磁场如何定量描述，需要引入一个物理量描述磁场强弱，从而引出课题：描述磁场强弱 和方向 的物理量 磁感应强度 播放科幻电影毁灭片断 休会磁场的强弱 在创设的物理情境下，学生产生强烈的求知愿望。 （二） 新课讲解 1、 提出问题，确定学习 方法 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 1、 提问并引导： 怎样定义这个物理量 采用类比法，较仿电场强度的定义方法 2、比较磁场与电场的异同 投影 如何如何 描述磁场的强弱 和 方向呢 ?磁场力磁场力 FF / q 表示电场的强弱表
5、示电场的强弱电场电场 电场力电场力 F电荷电荷 q电场强度电场强度 E磁场磁场磁场的强弱磁场的强弱电流电流磁体磁体磁感应强度磁感应强度描述磁场的强弱 和 方向如何定义磁感应强度的大小和方向？是否类似电场的研究方法 ,分析磁体或电流在磁场中所受的力来确定磁场强弱和方向呢 ?Qq F试探电荷学生回顾电场的性质、描述电场强度的意义和定义方法，从而引出磁场的定义方法 让学生理清思路，类比电场的定义方法来定义磁感应强度 2规定 磁感应强度的方向 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 3 师 ：让 小磁针处于条形磁铁产生的磁场的各个点 时， 小磁针的 N极 所指的方向不同，来认识磁场具有方向性，明确磁感
6、应强度的方向的规定。 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 提问：教室所在地地磁场的方向？ 投影 ： 物理学规定： 小磁针 N 极 (北极 )的受力方向或小磁针静止时 N极的指向，规定为该点的磁场方向 , 即磁感应强度的方向 理解 、思考 结合实际，体会磁感应强度的方向 理解磁场方向规定 3定义 磁感应强度的大小 计算方法 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 讨论 1：电场强度的定义方法是？ 讨 论 2： 磁感应强度的大小能否从 小磁针受力的情况来研究？ 问题： 磁场不仅能对磁体有作用力 ,还对通电导体有作用力 .能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱 ? 投影 比
7、值定义法 场的强弱 = 学生思 考回顾 参与讨 论 问题 2： 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，既无法定义磁感应强度的大小。 让学生体会到电场与磁场的共同之处，也有不同的地方 形成共识 从电流在磁场中受力的角度去研究 1） 猜想： 影响通电导线受力的因素 教师活动 媒 体运用 学生活动 设计意图 力 影响力大小除场以外的因素 4 介绍 ： 电流元 很短的一段通电导线中的电流 I与导线长度 L的乘积 IL.（是理想模型） 方法：用检验电流元来研究磁场强弱 猜想：磁场对通电导线的力除了与磁场强弱有关，还与什么因素有
8、关？ 适时点拨： 1）介绍实验器材 投影 ： 学生猜想 ： 磁场对通电导线的力的影响因素有：导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同） 参与实验方案设计 学生参科学研究的过程 2）实验验证 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 2） 多媒体动 画演示： 导线摆放位置与受力大小的关系 现在我们在导线与磁场方向 垂直时 ，来探究受力大小与电流大小和导线长度的关系。 实验探究 ：探究方法：控制变量法 教师 演示 实验： 通电导线与磁场方向垂直时 长度 不变，改变电流的大小 . 保持电流投影 观察力的变化 ， 得出结论： 当导线在磁场中摆放位置不同时
9、，受力大小也不同， 导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零 。 学生参与实验，观察现象。 观察两种情况下力的变化，得出结论： 现象：电流越大，导线的偏角越大。结论：在通电导线的长度和磁场不变时，电流越大，导线所受的磁场力就越大。 现象：通电导线的长度越大，导线的偏角越大。 让学生体会，为什么要用感受到电流与磁场垂直时来定义磁感应强度 训练观察现象到归纳结论的处理能力。 5 不变，改变导线通电部分的长度 . 问题：如果要定量分析 F 与 B 和 L的关系，用本实验应该怎么处理？ 结论：在通电导线的电流和磁场不变时，导线越长，导线所受的磁场力就越大。 学生思考回答： 可利用F=mgtan，
10、先测出再得到 F 的值。 培养学生严谨的科学态度。 3）得出结论 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 6 实验表明， 通电导线 和磁场方向垂直时，通电导线受力（ 磁 场力 ）大 小ILF 写成等式为： F=BIL 式中 B 为比例系数。 思考与讨论： B与 IL 是否有关？ B由什么决定？ 介绍一些磁场的 磁感应强度值。（ P84 表 3.2-1） 介绍特斯拉生平。 下面我们用这个定义来计算 投影 2）磁感应强度的定义 （ 1） 定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的力（安培力） F 跟电流 I 和导线 长度 L的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。符号： B （ 2）大小： ILF
11、B （ 3）单位：在国际单位制中是特斯 拉 ， 简称 特，符 号 T. 1T=1N/A m 说明：如果导线很短很短， B就是导线所在处的磁感应强度。其中， I 和导线长度 L 的乘积 IL 称 电流元。 投影 【例题】： 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是 2.5 A，导线长 1 cm，它受到的安培力为 5 10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？ 如果把通电导线中的电流强度增大到 5 A 时，这一点的磁 感应强度应是多大？该通电导线受到的安培力是多大？ 学生总结实验结论： 通电导线 和磁场方向垂直时，通电导线受力（磁场力）大小与电流大小成正比，与导线长度成正比 学生参与
12、讨论，并得出结论 学生先自己思考，再与老师较对，不明白之处提出质疑 培养学生总结能力 学生体会到又一个比值定义法的概念 增加学生对磁感应强度大小的感性认识 巩固定义，加深映像 （ 三 ） 巩固 练习 ： 教师活动 媒体运用 学生活动 设计意图 1、下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是（ ） A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 2、下列说法中错误的是（ ） A磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为 L 的一小段导
13、线放在该处时所受磁场力 F投影 学生解答 巩固 磁感应强度的方向的定义 进一步巩固磁感应强度是用比值定义法定义的 巩固磁感应7 与 I、 L 的乘积的比值 B一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场 C一小段通电导线 放在磁场中 A 处时受磁场力比放在 B 处大，则 A 处磁感应强度比 B 处的磁感应强度大 D因为 B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线 IL 乘积成反比 3、一根导线长 0.2m，通过 3A 的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是 6 10-2N，则该处的磁感应强度 B 的大小是 _；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应
14、强度的大小是 _。 强度的定义的前提条件，通电导线与磁场 垂直。 （ 四 ）作业布置： 1、 课后问题与练习 1、 2、 3 题 2、预习下节内容，并思考下列问题： （ 1）你认为电场力（ 磁场力 ）在方向上与电场强度（ 磁感应强度 ）有何关系？ （ 2）若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度 B 如何？ 十 、板书设计： 十 一 、 教学设计反思 本节课的设计注重学生的主体地位，在教学实施的过程中，充分体现三个维度的培养目标。通过组织学生进行探究活动，导出 磁感应强度的概念 ，并对相关问题进行合作探讨，同时激发学生的学习热情。在学习 磁感应强度 的过程中，让学生合作参与知 识形成的过程。通过实例引导学生用实际问题研究物理学问题，运用物理原理和研究方法解决实际问题。 磁感应强度 1、意义：表征磁场强弱的物理量 2、方向：小磁针静止时 N 极所指的方向 3、大小： ILFB （ I 与 B 垂直） 4、单位：特斯拉 1T=N/A m 5、矢量
