高中物理选修《磁感应强度》教学设计3

《磁感应强度》教案一、教材分析本节是高中物理人教版选修3-1第三章第二节磁感应强度，它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。为了能很自然地引出磁感应强度，并且使学生能感受到引出磁感应强度概念的必要性，所以在新课引入阶段用问题串的方式起到承上启下功能。为了能突破本节难点——磁感应强度的定义，再次通过问题串的方式，层层递进，让学生始终在不断思考的过程中，找出磁感应强度的定义与电场强度定义的区别。加之适当的实验引导使学生在思想上和视觉上达到一致。二、学情分析高二实验班的学生对重力场和电场已经很熟悉，可以通过问题串的方式引导学生自主合作获得问题结论，加上分组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。这样让学生用已知的知识为经验去探究未知的领域也符合学生的认知规律。三、教学目标1.知识与能力：知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。2.过程与方法：（1）通过问题串设置、实验、类比分析，寻找描述磁场强弱的方法。（2）进一步体会通过比值法定义物理量的方法。3.情感、态度、价值观：培养学生自主合作的团队精神，提高物理思维的能力。四、重难点突破磁感应强度概念的建立是本节的重点（也是本章的重点），同时也是本节的难点。通过问题串的方式引导、与电场强度定义的类比，以实验为基础说明磁场对电流元的力跟电流和导线长度的关系，引入磁感应强度，从而突破难点。五、教学方法首先通过问题串的方式复习上节课知识的同时引入本节课《磁感应强度》，让学生很自然的接受概念。然后再通过四个问题组成的问题串，让学生带着问题去阅读课本，阅读完毕后，互相交流思想解决问题，再学生讨论的过程中，加入演示实验引导，让学生从视觉是感受出第二个问题的结论。最后类比电场强度学习过程中的内容，自己归纳关于磁感应强度的内容，并展示交流。教学中在教师所设置的问题引导下，学生通过回顾旧知、阅读新知、类比电场强度概念、观看演示实验，在他们相互合作、共同探讨的过程中，观察现象，得出结论，给出定义，完成这节课的学习。六、教具准备蹄形磁铁（3个）、导体棒、电源、导线等多媒体课件、实物投影仪。七、教学过程设计（一）引入新课复习提问：1.上节课课题？——磁现象和磁场2.上节课主题？——磁现象、磁场3.主题间关系？——现象反映特性【教师总结】没有磁场的客观存在，就不可能感知到磁现象。磁场不具备这种特性，就感知不到这种磁现象。4.哪种磁现象？——通常是力现象引入矢量描述磁场引入新课——磁感应强度（二）推进新课1.磁场的方向是什么呢？通过初中的学习，学生已了解电流周围存在磁场、磁铁周围存在磁场。【演示】实物投影仪演示小磁针在磁铁周围的不同位置指向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同。为了形象地描述磁场，在物理学中，规定小磁针静止时北极所指的方向定为那点的磁场方向。2.磁场的强弱又怎么样描述呢？带着以下问题阅读课本83页，阅读完毕小组成员互相交流。（1）在“试探磁极”和“试探电流元”之间的取舍缘由？（2）设定“导线与磁场垂直”仅仅是因为“最简单”吗？（3）对“比值定义法”的科学性与合理性该如何解释？（4）电场强度的“比值定义”与B的定义有什么不同？阅读完课本后，学生讨论，教师总结。问题（1）学生讨论：N极不能单独存在，一小段通电导线也不能单独存在。但是N极未能够被量化，一小段通电导线已经被量化（IL）。教师总结：若要量化双方的作用，须先量化作用的双方！问题（2）学生【分组实验】磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关学生提出猜想：磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向有关磁场对电流的作用力跟电流的大小有关磁场对电流的作用力跟导线的长度有关磁场对电流的作用力跟磁场强度有关等等。通过分组实验学生亲自动手检验（实验装置与选修3-1第83页一致）学生结论：导线跟磁场垂直时，磁场对电流的作用力最大，导线跟磁场平行时，磁场对电流没有作用力。教师总结：（1）夹角一般时，夹角θ：F=ILBsinθ；（2）磁场的性格：顺着就不打，不顺就要打，横着狠狠打。（3）既然要试探力的特性，就应该让此力最大。问题（3）学生讨论：用比值法定义磁感应强度就能排除试探电流元的影响，唯一有磁场性质决定。教师总结：（1）A与B的作用应由A、由B、由AB关系共同决定（2）由此图可以明显看出：用比值定义法可以很好的显示B方的属性，与外界因素（电流元）无关。问题（4）学生讨论：用比值定义E：不用设定方向关系；用比值定义B：必须设定方向关系。教师总结：（1）电场是愚场：——没有鉴别能力（2）磁场是智场：——具有鉴别能力在此教师把此对比扩展：磁是动电，动能益智。鼓励学生在学习过程中多动脑。3.根据问题的讨论，并结合电场强度的内容，自己完成本节内容的总结。自己完成，组内交流，组组交流。师生活动：（PPT课件）让学生了解特斯拉。尼古拉·特斯拉（NIkoLaTesLa，1856～1943），1856年7月10日出生，是世界知名的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师。塞尔维亚血统的他出生在克罗地亚（后并入奥地利帝国）。特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家。他在19世纪末和20世纪初对电性和磁性的研究作出了杰出贡献。（PPT课件）了解一些磁场的磁感应强度/T课内拓展：若在某一空间中某一点同时存在几个磁场，磁感应强度分别为B1、B2、B3、B4，则此空间中该点的磁感应强度应为多少？如何计算？选一个小组内成员展示结论：磁感应强度是一个矢量。磁感应强度的合成——遵循平行四边形定则八、板书设计第二节磁感应强度一、磁感应强度的方向：小磁针静止时N极所指的方向为该处磁感应强度的方向二、磁感应强度大小：1.定义：在磁场中垂直与磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线L的乘积IL的比值叫磁感应强度。2.定义式B＝eq\f(F,IL)（条件：电流I和磁场方向垂直）3.单位：特斯拉，简称特，国际符号是T。1T＝1eq\f(N,A·m)4.磁感应强度是矢量5.物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量九、布置作业1．下列说法中错误的是（）A．磁场中某处的磁感应强度大小，等于垂直磁场方向通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F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＝eq\f(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2．一根导线长0.2m，通过3A的电流，在磁场中某处受到的最大磁场力是6×10－2N，则该处的磁感应强度B的大小是______T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是______T。3．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5A，导线长1cm，它受的磁场力为5×10－2N，则这个位置的磁感应强度为多大？答案：1.BCD2.0.10.13.2T2.课外作业十、基础试题1.一根长为0.1m的电流为1A的通电导线，在磁场中某处受到的磁场力大小为0.4N，则该处的磁感应强度为（）A．等于4TB．大于或等于4TC．小于或等于4TD．可能为02.如图所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3T，B2＝4T，A点的磁感应强度大小为（）A．7TB．1TC．5TD．大于3T小于4T3.磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．（1）如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ且斜向下，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？（2）如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？

4.科考队进去某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的N极逆时针转过30°（如图所示），设该位置地磁场磁感应强度水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小时的值为（）A．B．BC．2BD．5.如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ。实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是（）A．P的右端为S极B．P的中轴线与地磁场方向平行C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B06.利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度．当外界拉力作用于力敏传感器的挂钩上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即U＝kF，式中k为比例系数．用绝缘悬丝把底部长为L、电阻为R、质量为m的方形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源，细铜丝的电阻忽略不计．当线框接入电压为E1时，电压表的示数为U1；当线框接入电压为E2时，电压表示数为U2.则磁感应强度的大小为（）

A．B＝||B．B＝||C．B＝||D．B＝||参考答案：1.B2.C3.【答案】（1）Bx＝BcosθBy＝Bsinθ（2）By＝0Bx＝0【解析】（1）如图所示磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：Bx＝Bcosθ，By＝Bsinθ.（2）在赤道上空，因为θ＝0°，故有By＝0；在极地上空，因为θ＝90°，故有Bx＝0.4.A5.C6.A十一、教学反思本节课教学设计用问题串联起来，体现了教师引导，学生自主学习的新课程理念，对学生的思维能力起到了很好的锻炼。给学生提供了磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关的实验器材，让学生体会到学习物理不仅仅是独立思维的过程，更