磁感应强度 磁通量 教学设计-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

高中物理“教、学、评”一体化优质课教学设计课时教学设计课题磁感应强度、磁通量执教者1.教学内容分析第一节中讲的是磁场及其磁感线的基本知识,而这一节将从定量的角度来描述磁场.磁感应强度是本章的重点内容,也是学习电磁感应的基础,电磁学的核心内容之一,本节内容在教材上具有承上启下的作用,既是前面所学知识的巩固和深化,又为后续内容的学习做出了铺垫,所以学好本节内容十分重要。2.学情分析学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识,且在研究电场时,已经学习确定了一个叫作电场强度的物理量,用来描述电场的强弱.与此类比引出表示磁场强弱和方向的物理量。3.教学目标确定（1）物理观念：培养学生形成相互作用，观念通过类比与分析定义磁感应强度，知道其大小和方向，体会定义法定义物理量的科学方法。（2）科学思维：通过实验探究磁场的规律，激发学习兴趣，增强求知的欲望，培养逻辑思维能力及表述能力，掌握科学如归纳总结、类比、控制变量、观察法这样的科学方法。（3）科学探究：让学生利用控制变量法定性分析磁场力与电流大小、放入磁场中的导线的长度、磁场强度的关系。通过实验锻炼学生抽象概括、归纳总结、逻辑推理的科学能力。（4）科学态度与责任：通过探究实验培养学生严谨求真的科学态度，激发学生对科学实验的兴趣，培养学生敢于质疑，敢于创新的精神，形成对科学的正确态度。学习重难点教学重点：引导学生寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度教学难点：用比值定义法定义磁感应强度学习活动设计环节一：教师活动在研究电场时，我们通过分析检验电荷在电场中的受力情况引入了电场强度这个物理量，用它来描述电场的强弱和方向。磁场也有强弱之分，巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁体却只能吸起几枚铁钉。出示图片:电磁铁吸起成吨的钢铁和小磁体吸起几枚铁钉那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？学生活动观察图片体会磁场的强弱，思考如何定量描述磁感应强度的强弱。设计意图引导学生发现磁场是有强弱的。进而思考如何定量描述磁感应强度的强弱。环节二：教师活动一、磁感应强度1.磁感应强度的方向小磁针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。2.电流元在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫作电流元。①理想模型：很短一段通电导线中的电流。②不存在孤立的电流元要使导线中有电流，就要把它接到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场如果要研究的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，我们也可以用比较长的通电导线进行实验，从结果中推知电流元的受力情况。3.演示：探究影响通电导线受力的因素实验器材蹄形磁体、学生电源、导体棒、细线、导线、支架。实验方法:控制变量法实验步骤（1）将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向（由下向上）垂直。（2）保持通电导线的长度不变，探究磁场力与电流的关系。学生电源与1.4相连，改变电路中电流。有电流通过时，导线将摆动一定角度，观察电流增大时，导线摆动的角度的大小。（3）保持磁场和导线中的电流不变，学生电源与2.3相连，导线摆动的角度的大小，探究磁场力与导线的长度的关系。出示视频:探究影响通电导线受力的因素现象：电流越大，导线的偏角越大。导线越长，导线的偏角越大。实验结论电流越大，导线所受的磁场力越大。导线越长，导线所受的磁场力越大。分析了很多实验事实后人们认识到，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比，用公式表示就是F＝ILB4.磁感应强度（1）定义：在导线与磁场垂直的情况下，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。（2）B=FIL（3）单位：磁感应强度B的单位由F、I和L的单位决定。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T（4）对磁感应强度的理解①B、L两者垂直，B为匀强磁场的磁感应强度；此时通电导线受到磁场力为最大；②当B、L平行时导线受磁场作用力为零。③当B、L成任意角时，力F在最大值与0之间。④磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。（5）矢量性磁感应强度的方向与该点磁场方向相同，即为该点小磁针N极受力方向或该点静止小磁针N极所指的向，不是该点电流元的受力方向。注意：磁感应强度B是由磁场本身（场源和该点在场中的位置）决定，B与IL、F、磁针无关，不能认为B与F成正比而与IL成反比。5.讲练结合，同步导学P132页典例1讲解二、匀强磁场1.匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同。2.匀强磁场磁感线的特点：用一些间隔相等的平行直线表示。3.常见的匀强磁场（1）两个平行放置的异名永磁体磁极间的匀强磁场。（2）通电螺线管内部的磁场（3）两个平行放置的通电线圈之间的匀强磁场。出示图片:通电螺线管内部的磁场和两个平行放置的通电线圈之间的匀强磁场。三、磁通量1.磁通量在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。（1）公式：Φ＝BS（2）适用条件：在匀强磁场中，B⊥S说明：S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积。当磁场B⊥S垂直，磁通量最大Φ=BS；当B与S不垂直，Φ<BS。当B∥S时，磁通量最小Φ=02.磁通量Φ是标量，但有正负若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负。过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)3.单位：韦伯（weber），简称韦，符号是Wb。1Wb＝1T·m24.磁通量的变化量（1）B不变，S变化；ΔΦ=B.ΔS（2）B变化，S不变；ΔΦ=ΔB.S（3）B变化，S变化：ΔΦ＝Φ2－Φ15.讲练结合，同步导学P134页典例2讲解四、课堂小结①磁感应强度的方向②电流元IL③磁感应强度B=FIL④匀强磁场⑤磁通量Φ＝BS（在匀强磁场中，B⊥S）⑥磁通量的变化量ΔΦ（1）B不变，S变化；ΔΦ=B.ΔS（2）B变化，S不变；ΔΦ=ΔB.S（3）B变化，S变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1学生活动让学生思考和讨论思考1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?参考答案：不能，因为N极不能单独存在，因而不可能测量N极受力的大小，也就不可能确定磁感应强度的大小了。思考2：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?参考答案：能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱，这样既可以知道导线中电流的大小，又能测量导线的长度，从而可以进行定量的研究。与电场类比确定定义磁场强弱的方法是比值定义法。学生掌握实验步骤，观察实验现象，并总结实验结论加强学生对磁感应强度的定义、磁感应强度的大小的理解学生同步讲练结合，做针对训练1.2题，做完由学生自己讲解，归纳。观察图片：两个平行放置的异名永磁体磁极间的匀强磁场学生思考讨论B和S同时变化。思考与讨论：磁通量在今后的学习中有着重要应用。在图中，如果S2的面积增大，使穿过S1的磁感线都穿过S2，试着在图中画出来，穿过它们的磁通量有什么关系？学生同步讲练结合，让学生上黑板做同步针对训练3.4，做完给学生讲解，归纳总结。设计意图1.建立电流元的感念。确定探究实验的基本雏形2.定性得到通电导线受力大小与各因素关系。3.锻炼学生的自主学习能力4.加深学生对磁感应强度的理解5.掌握常见的匀强磁场6.理解穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大理解磁通量B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，s是与磁场方向垂直的平面7.理解磁通量可形象定义穿过某一面积的磁感线的条数。6.板书设计一、磁感应强度1.磁感应强度的方向小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向。2.电流元：很短一段通电导线中的电流和它长度的乘积IL。3.磁感应强度（1）定义：在导线与磁场垂直的情况下，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。（2）大小：B=FIL（3）单位：特斯拉，简称特，符号是T。（4）失量：可以叠加，遵循平行四边定则二、匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同。三、磁通量（1）Φ=BS⊥（S与磁场方向垂直的平面）。（2）标量，但有正负。（3）磁通量的变化ΔΦa.B不变，S变化；ΔΦ=B.ΔSb.B变化，S不变；ΔΦ=ΔB.Sc.B和S同时变化。ΔΦ=Φ2－Φ17.教学效果预测本节课采用类比引入新课，与本课题密切相关。能激发了学生的好奇心和求知欲，调动了学生学习的自主性、能动性和创造性，引导学生去观察、分析和思考，使学生认识到磁场有强弱和方向。结合教学运用了观察、实验、分析、推理、演绎、归纳等科学方法，在探究影响通电导线受力因素的实验中，运用了科学猜想、控制变量法和转换法，分析实验结果，建立磁感强度概念运用了归纳法、类比法和比值定义法。让学生更加容易想象和接受，理解得更加透彻。通过本节课教学，应该可以提升学生的科学思维方法。8.教学反思本节课采用类比电场强度的建立过程，使学生明确找出描述磁场强弱和方向的物理量是本节课的主要任