高中物理選修《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)3

《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教案一、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(shí)，磁場對磁極和電流的作用力（本質(zhì)上是磁場對運(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí)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(shí)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(huì)通過比值法定義物理量的方法。3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生自主合作的團(tuán)隊(duì)精神，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(shí)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(shí)的同時(shí)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(gè)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(gè)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)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(gè)）、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(jì)（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?！狙菔尽繉?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(shí)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?？?）對“比值定義法”的科學(xué)性與合理性該如何解釋？（4）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(dòng)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)線跟磁場垂直時(shí)，磁場對電流的作用力最大，導(dǎo)線跟磁場平行時(shí)，磁場對電流沒有作用力。教師總結(jié)：（1）夾角一般時(shí)，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)：（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(dòng)電，動(dòng)能益智。鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中多動(dòng)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(dòng)：（PPT課件）讓學(xué)生了解特斯拉。尼古拉·特斯拉（NIkoLaTesLa，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)。（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(shí)存在幾個(gè)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(jì)算？選一個(gè)小組內(nèi)成員展示結(jié)論：磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)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(jì)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(shí)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)度大小：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＝eq\f(F,IL)（條件：電流I和磁場方向垂直）3.單位：特斯拉，簡稱特，國際符號(hào)是T。1T＝1eq\f(N,A·m)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．下列說法中錯(cuò)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(shí)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(shí)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＝eq\f(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2．一根導(dǎo)線長0.2m，通過3A的電流，在磁場中某處受到的最大磁場力是6×10－2N，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2.5A，導(dǎo)線長1cm，它受的磁場力為5×10－2N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？答案：1.BCD2.0.10.13.2T2.課外作業(yè)十、基礎(chǔ)試題1.一根長為0.1m的電流為1A的通電導(dǎo)線，在磁場中某處受到的磁場力大小為0.4N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（）A．等于4TB．大于或等于4TC．小于或等于4TD．可能為02.如圖所示，在空間某點(diǎn)A存在大小、方向恒定的兩個(gè)磁場B1、B2，B1＝3T，B2＝4T，A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）A．7TB．1TC．5TD．大于3T小于4T3.磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，它可以分解為幾個(gè)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？

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(shí)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(shí)的值為（）A．B．BC．2BD．5.如圖甲所示，一個(gè)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(gè)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B0D．x0處合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B06.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(shí)，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(jì)．當(dāng)線框接入電壓為E1時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1；當(dāng)線框接入電壓為E2時(shí)，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＝||參考答案：1.B2.C3.【答案】（1）Bx＝BcosθBy＝Bsinθ（2）By＝0Bx＝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.A5.C6.A十一、教學(xué)反思本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)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(huì)到學(xué)習(xí)物理不僅僅是獨(dú)立思維的過程，更