2024年 第九章 第1講 磁場的描述及磁場對電流的作用教案 魯科版選修3-1

2024年第九章第1講磁場的描述及磁場對電流的作用教案魯科版選修3-1主備人備課成員教學內(nèi)容本講的教學內(nèi)容源自魯科版選修3-1第九章，主要包括磁場的描述和磁場對電流的作用兩個部分。

首先，學生將學習磁場的描述。這部分內(nèi)容涉及磁感應強度、磁通量、磁通量密度等概念，要求學生掌握磁場的基本性質和磁場的量化描述方法。

其次，學生將學習磁場對電流的作用。這部分內(nèi)容包括安培力、洛倫茲力等，要求學生了解磁場對電流的作用規(guī)律，并能運用這些規(guī)律解決實際問題。

在教學過程中，我將引導學生通過實驗觀察磁場的性質，運用數(shù)學方法分析磁場對電流的作用，培養(yǎng)學生的實驗能力和科學思維。同時，我會結合現(xiàn)實生活中的實例，幫助學生理解磁場在科學技術中的應用，提高學生的學習興趣和社會責任感。核心素養(yǎng)目標本章節(jié)的教學旨在培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，主要包括以下三個方面：

1.科學思維：通過學習磁場的描述和磁場對電流的作用，學生能夠建立物理模型，運用數(shù)學方法分析物理問題，培養(yǎng)邏輯推理和科學論證的能力。

2.實驗與探究：通過實驗觀察磁場的性質，學生能夠運用科學方法進行實證研究，培養(yǎng)實驗操作能力和科學探究精神。

3.社會應用：通過了解磁場在科學技術中的應用，學生能夠將所學知識與現(xiàn)實生活相結合，提高解決實際問題的能力，培養(yǎng)對科學的社會責任感。學情分析本講的教學內(nèi)容涉及磁場的描述和磁場對電流的作用，對于選修3-1的學生來說，這部分內(nèi)容具有一定的難度。為了更好地進行教學，我對學生的學情進行了分析。

首先，學生在知識層面上，已經(jīng)學習了電磁學的基本概念，如電場、電流等，對磁場有一定的了解。但是，對于磁場的描述和磁場對電流的作用，部分學生可能存在模糊不清的問題。因此，我在教學中會重點講解這部分內(nèi)容，并通過實例讓學生加深對磁場性質的理解。

其次，在能力層面上，大部分學生具備一定的數(shù)學分析能力，能夠運用數(shù)學方法解決物理問題。然而，在運用數(shù)學方法分析磁場對電流的作用時，部分學生可能存在一定的困難。針對這一情況，我會引導學生通過實際操作、圖形演示等方式，幫助他們更好地理解和應用相關公式。

再者，在素質方面，大部分學生對物理學科感興趣，學習態(tài)度較為端正。但是，部分學生在學習過程中容易產(chǎn)生恐懼心理，認為物理難以掌握。針對這一問題，我會注重培養(yǎng)學生的自信心，鼓勵他們積極參與課堂討論和實驗操作，從而提高他們的學習興趣。

此外，學生在行為習慣方面表現(xiàn)各異。部分學生課堂紀律較好，能夠認真聽講、主動提問；而部分學生在課堂注意力不集中，容易走神。針對這一情況，我會采取多種教學手段，如提問、小組討論等，以激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂參與度。

最后，在課程學習方面，學生對于理論知識的掌握較好，但在將理論知識應用于實際問題解決時，部分學生存在一定的困難。因此，在教學過程中，我會注重將理論知識與實際應用相結合，通過實例分析、實驗操作等方式，提高學生解決實際問題的能力。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機、實驗桌、實驗儀器（磁鐵、電流表、導線等）。

2.課程平臺：學校提供的網(wǎng)絡教學平臺，用于上傳教學課件、習題和補充資料。

3.信息化資源：教學課件、視頻動畫、實驗數(shù)據(jù)處理軟件等。

4.教學手段：講解、演示、實驗、小組討論、問題解答等。

5.輔助材料：教材、參考書、實驗指導書、練習題等。

6.在線資源：科學新聞、研究論文、教育博客等，用于擴展學生視野。

7.互動平臺：課堂互動提問系統(tǒng)，用于學生實時反饋和提問。教學流程1.導入新課（5分鐘）

-通過一個簡單的磁鐵吸引鐵屑的實驗，引導學生觀察磁場的存在和作用。

-提問：“你們聽說過磁場嗎？磁場有哪些特點和作用？”

-引入本節(jié)課的主題：“今天我們將深入學習磁場的描述和磁場對電流的作用?！?/p>

2.新課講授（15分鐘）

-第一條：講解磁場的描述

-介紹磁感應強度、磁通量、磁通量密度等概念。

-舉例說明如何通過實驗測量磁感應強度。

-第二條：講解磁場對電流的作用

-介紹安培力和洛倫茲力的概念。

-以實驗和動畫為例，展示磁場對電流的作用規(guī)律。

-第三條：應用實例分析

-分析電動機和發(fā)電機的工作原理，說明磁場在實際應用中的重要性。

3.實踐活動（10分鐘）

-實驗一：測量磁感應強度

-學生分組進行實驗，使用電流表和導線測量磁感應強度。

-實驗二：制作簡易電動機

-學生動手制作簡易電動機，觀察磁場對電流的作用。

-實驗三：磁場對運動電荷的作用

-學生使用實驗儀器，觀察磁場對運動電荷的作用。

4.學生小組討論（10分鐘）

-討論一：磁場如何影響電流的方向？

-學生通過實驗結果和理論知識，討論磁場對電流方向的影響。

-討論二：如何解釋電動機和發(fā)電機的工作原理？

-學生結合實驗和理論知識，解釋電動機和發(fā)電機的工作原理。

-討論三：磁場在現(xiàn)代科技中的應用有哪些？

-學生舉例說明磁場在現(xiàn)代科技中的應用，如磁懸浮列車、磁性存儲等。

5.總結回顧（5分鐘）

-回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，重點強調(diào)磁場的描述和磁場對電流的作用。

-提問：“你們學到了什么？還有哪些問題？”

-提醒學生課后進行復習和作業(yè)。

總用時：45分鐘知識點梳理1.磁場的描述

-磁感應強度：表示磁場強度的物理量，單位為特斯拉（T）。

-磁通量：磁場穿過某一面積的總量，單位為韋伯（Wb）。

-磁通量密度：表示單位面積上磁通量的多少，單位為特斯拉（T）。

2.磁場對電流的作用

-安培力：電流在磁場中受到的力，方向垂直于電流和磁場的平面。

-洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的力，方向垂直于電荷的運動方向和磁場平面。

3.電動機和發(fā)電機的工作原理

-電動機：利用電流在磁場中受力原理，將電能轉化為機械能。

-發(fā)電機：利用電磁感應原理，將機械能轉化為電能。

4.磁場在現(xiàn)代科技中的應用

-磁懸浮列車：利用磁力懸浮技術，減小摩擦力，提高運行速度。

-磁性存儲：利用磁性材料記錄和存儲信息，如硬盤、磁帶等。

5.磁場與電流的相互作用

-右手定則：用于判斷電流在磁場中受力的方向。

-法拉第電磁感應定律：描述磁場變化時產(chǎn)生的電流。

6.磁場的計算和實驗方法

-利用電流表、磁場計等儀器測量磁感應強度。

-通過實驗觀察磁場對電流的作用，如電動機和發(fā)電機實驗。

7.磁場的性質和特點

-磁場具有方向性、大小和分布特性。

-磁場線用于表示磁場的分布，磁感線是閉合的。

8.磁場的數(shù)學表達和公式

-磁感應強度的定義式：B=μ?μ?I/2πr

-洛倫茲力的計算公式：F=q(v×B)

9.磁場的物理意義和應用實例

-磁場對生物體的影響：如地球磁場對鳥類遷徙的指引。

-醫(yī)學應用：磁共振成像（MRI）技術，利用磁場和無線電波獲取人體內(nèi)部結構信息。

10.磁場與電流的相互作用原理

-安培力的計算公式：F=BILsinθ

-法拉第電磁感應定律：E=-dΦ/dt課堂小結，當堂檢測1.課堂小結

-磁場是客觀存在的物質，可以用磁感應強度、磁通量、磁通量密度等物理量來描述。

-磁場對電流的作用表現(xiàn)為安培力和洛倫茲力，這些力可以通過右手定則來判斷方向。

-電動機和發(fā)電機是磁場對電流作用的應用實例，分別將電能和機械能進行轉換。

-磁場在現(xiàn)代科技中有廣泛的應用，如磁懸浮列車、磁性存儲等，這些應用基于磁場的性質和特點。

-磁場與電流的相互作用可以通過安培力和法拉第電磁感應定律來定量描述。

-磁場的計算和實驗方法是研究磁場的基礎，通過這些方法可以深入了解磁場的特性和行為。

-磁場的物理意義和應用實例展示了磁場在自然界和人類社會中的重要作用。

2.當堂檢測

-填空題：

1.磁感應強度的單位是_______。

2.洛倫茲力的方向垂直于_______。

3.電動機將_______轉化為機械能。

4.磁懸浮列車利用了磁場的_______特性。

-選擇題：

1.安培力的方向可以用右手定則判斷，當電流方向與磁場方向垂直時，安培力的方向是_______。

2.下列哪一項不是磁場在現(xiàn)代科技中的應用？_______

-計算題：

1.一個電流為2安培的導線，放置于磁場中，磁感應強度為0.5特斯拉，求導線受到的安培力。

2.一根長直導線通電時，周圍產(chǎn)生的磁場如何分布？請用文字描述。

-論述題：

1.結合實例說明磁場對電流的作用規(guī)律。

2.討論磁場在生活中的應用，并分析其工作原理。教學反思與總結今天上的這節(jié)課，我主要是引導學生學習磁場的描述和磁場對電流的作用。在教學過程中，我嘗試采用了多種教學方法和策略，希望能夠幫助學生更好地理解和掌握這些知識點。

首先，我在導入新課時，通過一個簡單的磁鐵吸引鐵屑的實驗，引導學生觀察磁場的存在和作用，激發(fā)他們的學習興趣。在講授新課內(nèi)容時，我詳細解釋了磁感應強度、磁通量、磁通量密度等概念，并通過實例讓學生加深對磁場性質的理解。在實踐活動環(huán)節(jié)，我設計了幾個實驗，讓學生親自動手操作，觀察磁場對電流的作用規(guī)律。在小組討論環(huán)節(jié)，我引導學生圍繞磁場對電流的作用展開討論，鼓勵他們提出自己的觀點和看法。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些存在的問題和不足。比如，在講解磁感應強度時，我發(fā)現(xiàn)部分學生對于磁場的直觀理解還有一定的困難，他們對于磁感線的概念和磁場分布的理解還不夠清晰。此外，在實驗環(huán)節(jié)，部分學生對于實驗操作和數(shù)據(jù)處理還有一定的生疏，需要我在今后的教學中加強這方面的訓練。

針對這些問題和不足，我計劃在今后的教學中進行一些改進。比如，我可以借助多媒體動畫和模型，讓學生更直觀地理解磁場的性質和分布。我還可以增加一些課后習題和實踐活動，讓學生在課后繼續(xù)鞏固和深化對磁場性質的理解。此外，我還會加強對學生的實驗操作和數(shù)據(jù)處理能力的培養(yǎng)，提高他們的實驗技能。典型例題講解例題一：

題目：一個長度為L的直導線，通有電流I，求導線周圍的磁場分布。

解答：

根據(jù)安培定律，直導線周圍的磁場分布可以用畢奧-薩伐爾定律來計算。對于長度為L的直導線，其磁場在距離導線r處的磁感應強度B可以表示為：

B=μ?μ?I/(2πr)

其中，μ?是真空中的磁導率，μ?是導線材料的相對磁導率，I是導線中的電流。

將電流方向向上，我們可以得到磁場分布的示意圖。磁場在導線周圍形成一個環(huán)狀分布，其強度隨著距離的增加而減小。

例題二：

題目：一個長直導線通電時，周圍產(chǎn)生的磁場如何分布？請用文字描述。

解答：

一個長直導線通電時，周圍產(chǎn)生的磁場分布可以用畢奧-薩伐爾定律來計算。磁場在導線周圍形成一個環(huán)狀分布，其強度隨著距離的增加而減小。磁場線從導線的一端出發(fā)，沿徑向向外延伸，形成閉合的磁場線分布。

例題三：

題目：一個電流為2安培的導線，放置于磁場中，磁感應強度為0.5特斯拉，求導線受到的安培力。

解答：

根據(jù)安培力公式，導線受到的安培力F可以表示為：

F=BIL

其中，B是磁感應強度，I是電流，L是導線長度。將給定的值代入公式，得到：

F=0.5特斯拉×2安培×L

由于題目中沒有給出導線的長度，所以無法直接計算出安培力的具體數(shù)值。但是，我們可以通過這個公式來計算不同長度導線受到的安培力。

例題四：

題目：一個長度為L的直導線，通有電流I，求導線周圍的磁場強度分布。

解答：

根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，直導線周圍的磁場強度分布可以用以下公式計算：

B=μ?μ?I/(2πr)

其中，μ?是真空中的磁導率，μ?是導線材料的相對磁導率