黄梅教研网
湖北省黄冈市黄梅县教育科学研究所官方网站
您现在的位置:首页 > 教案中心 > 物理教案 > 高中物理

《磁感应强度》教学设计

编辑:宁喆 发布时间:2013-11-08 11:21:24点击次数:

《磁感应强度》教学设计

黄梅一中 陈立功

§3.2 磁感应强度

课型

新授课

  课时

 

1课时

 

       

(一)知识与技能

1.理解磁感应强度的定义,知道磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量,明确电流元的概念和磁场方向的确定;

2.掌握磁感应强度的定义式和单位,理解磁感应强度B跟磁场力F、电流I、导线长度l之间的关系;

3.知道一些磁场的磁感应强度的大小。

(二)过程与方法

1.通过类比电场强度建立磁感应强度的概念,培养学生运用比值法定义物理量、建立物理概念的物理思维方法,促进学生在实际中学会用迁移的方法分析问题。

2.通过演示实验和学生自主实验,让学生体验运用控制变量法研究物理问题的思路、方法和步骤,增强对控制变量法的认识。

(三)情感、态度与价值观

1.通过学生分组实验和集中展示,使学生在参与中学会动手、学会合作、学会交流、学会倾听、学会提出问题;

2.通过展示磁感应强度的建立过程,使学生逐渐形成由特殊到一般、由个性看共性的科学思想方法,培养学科学和用科学的情感。

教学

重点与难点

教学重点:建立磁感应强度的概念,理解其物理意义;

教学难点:建立磁感应强度的概念。

 

教学

方法

实验、类比分析法

磁铁、电源、金属圈、导线、铁架台、投影仪、投影片、摄像头

教学过程

教学活动

 

 

 

学生观察思考,回答问题

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生边听思考

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生观察实验现象,思考回答说明的问题

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生分组实验,完成学案

 

 

 

 

 

 

 

 

学生代表交流展示

 

 

在教师引导下,分析归纳得出结论

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生看书,获取相关数据,得出结论

 

 

 

 

 

 

 

 

学生观看大屏幕,感知实际生活生产中的几例磁场的磁感应强度大小

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生在教师的引导下,总结反思,提炼方法,内化迁移

 

 

 

学生完成作业,延伸对磁感应强度概念的理解与再思考

一、创设情境,引入新课

同学们,在学习新课之前,我们先来看两个有趣的小实验。

实验1:这里有一大一小两个磁铁,还有一盒小铁钉。把小磁铁放进盒中,大家可以看到它吸引了多少小铁钉。再把大磁铁放进盒中,大家再看看它吸引了多少小铁钉。比较两次实验可知,磁场是有强有弱的。

实验2:将一些小磁针放在蹄形磁铁的周围,可以看到小磁针静止时北极所指的方向各不相同,这说明磁场是有方向的。

那么,我们怎样描述磁场的强弱和方向呢?物理学中是用磁感应强度这个物理量来描述磁场的强弱和方向的。这就是我们今天要学习的内容——磁感应强度(B)。[板书课题]

二、对比分析,建立概念

1.类比分析,提出假设

磁场同电场一样看不见摸不着。在电场中我们用检验电荷所受的电场力与其电荷量的比值来定义电场强度(板书:在电场中E=F/q)。于是物理学家就在想,能否也用磁场力与某个量的比值来定义磁感应强度?(板书:在磁场中B=F/ 

在电场中,我们之所以选择电荷为检验工具,这是因为,一方面电场对电荷有力的作用,另一方面电荷量的大小直接影响着电荷受力的大小。

寻着这个思路,我们来看看磁场对哪些物体有力的作用?——磁体和通电导线。

由于磁体在磁场中两极所受的力的合力为零,不可能测出磁体的受力。因而,物理学家选择通电导线作为检验工具。在电场强度的定义式中分母用的是电荷量,那么,在磁感应强度的定义式中的分母应该选择什么量呢?就这要看通电导线的什么因素直接影响着通电导线受到的磁场力的大小。

2.演示实验,初验假设

演示实验:电源、开关、滑动变阻器、线圈、电流表组成的一个闭合回路。让开关处于断开状态,调节滑动变阻器的触头位置到最大阻值处。电流要从正接线柱流入,线圈连入电路时要保证能够自由摆动。蹄形磁铁用来提供匀强磁场。

闭合开关,将滑动变阻器的触头滑到一个合适的位置保持不动,观察线圈的偏移。逐一增加蹄形磁铁的个数,在磁场不变时,相当于将磁场中导线的长度逐一增加到原来的2倍、3倍。可以看到,线圈的偏移也在增加,这说明通电导线在磁场中的长度L对磁场力F的大小有直接的影响。(板书L

保持磁铁的个数不变,即L不变,移动滑动变阻器的触头位置,改变电流I的大小。可以看到,线圈的偏移也发生了变化,这说明通电导线中电流I的大小也对磁场力F的大小有直接影响。(板书I

亦即,IL这两个量都直接影响着磁场力F的大小。于是,物理学家就把通电导线的很短一段LI的乘积IL称作电流元,相当于电场中的检验电荷。到底能否用FIL的比值(B)来描述磁场的强弱呢?如果这个比值可以用来描述磁场的强弱,则该比值(B)必须具备以下两个特征:

1)在同一磁场中,不管IL如何改变,比值B总是不变的。这个比值反映的才是磁场本身性质的物理量。

2)在不同的磁场中,IL不变,比值B一般也是不同的。比值小,F就小;比值大,F就大,比值B反映了磁场的强弱。

下面我们就通过半定量的实验来验证一下比值B是否具有上述两个特征,即磁场力FIL是否成正比?

实验之前,先明确几个问题:

如何测量电流I?——电流表

如何测量通电导线的有效长度?——改变磁铁的个数

如何测量磁场力F?——转换成导线摆动时偏移量的测量

3.分组实验,验证假设

下面全班分成5个小组,前后左右几个同学为一组,自主实验完成学案:

组半定量验证在电流I一定时,磁场力F(d)与通电导线长度L是否成正比?

导线的长度L

L

2L

3L

4L

5L

偏移量dmm

 

 

 

 

 

结论:在电流I一定时,偏移量d与导线的长度L________,即:F______L

组半定量验证在通电导线长度L一定时,磁场力Fd)与电流I是否成正比?

电流I的大小(A

 

 

 

 

 

偏移量d(mm)

 

 

 

 

 

结论:在导线长度L一定时,偏移量d与电流I_______,即:F______I

请两个小组的代表交流一下实验情况。他们作出的d(F)-L图线,是一条过原点的直线,说明dL成正比,也就是FL成正比。(板书)

他们作出的d(F)-I图线,也是一条过原点的直线,说明dI也成正比,亦即FI成正比。(板书)

两式合一,即F正比于 IL。换句话说,F/IL为一定值。这个值不随IL的变化而变化,反映的是磁场本身性质的一个物理量。当IL一定时,比值越大,F越大,比值越小,F越小。所以我们可以用这个比值来描述磁场的强弱。

4.给出定义,明确公式

[板书]  磁感应强度

定义:垂直放入磁场中的通电导线受到的磁场力F,跟通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL的比值,叫做该处的磁感应强度。

定义式:B=F/IL                                                                                                    

单位:特斯拉(T 1T =1N/A.m 

方向:小磁针静止时N极所指的方向

物理学中规定:小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。

三、实际感知,内化理解

磁感应强度的单位特斯拉,这个单位是大还是小,下面我们来具体感知一下,请翻到课本84面。

1.找出表中磁感应强度的最大值和最小值。书看完之后看大屏幕。

人体感官内的磁场

1013109

地磁场在地面附近的平均值

105

我国研制的作为α磁谱仪核心部件的大型永磁体中心

0.1346

电动机或变压器铁芯中的磁场

0.81.7

电视机偏转线圈内

0.1

实验室使用的最强磁场

瞬时103 恒定37

中子星表面磁场

106108

原子核表面

1012

2.感知实际生活生产中的磁场强弱。

8fd8b210594b511f4cfbd4e24dc164b4.jpg

932ce052ef920a8a8fa467e60121d841.jpg

e2329ed379abfef19d4d6b918b37c089.jpg    

 

3.教材85面问题与练习1或变式例题。

 

四、回望课堂,收获方法

同学们,通过这节课的学习,我们收获了什么?让学生说说。

方法有时比知识更重要。这节课,我们最大的收获就是体验了用类比和实验的方法分析研究了磁场的强弱和方向,进一步理解了比值定义法是物理学中定义包括磁感应强度在内的许多物理量的基本方法。这些方法将为我们研究实际问题提供了思路和策略,是我们享用终身的财富。

作业:

1、课下阅读课本第89页科学漫步《地球磁场与古地质学》

2、完成P90“问题与练习”第123题。

 

             

 

 

 


打印文章