《5.3 磁场　磁感应强度》教学设计

《5.3磁场磁感应强度》教学设计【教学内容】第五单元第3节。【教学目标】1.理解磁场、磁感线、磁感应强度、匀强磁场、磁通量等概念；理解电流的磁场，会运用右手螺旋定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向。2.会运用磁感线描述磁场，能运用磁感强度和磁通量的定义式进行简单的计算；逐步学会用观察、归纳等方法进行分析推理、发现事物规律。3.通过电磁研究历史的简单介绍，比如奥斯特实验及意义，激发学生热爱科学献身科学的热情，通过介绍我国古代劳动人民对有关磁现象的研究成果，培养学生的民族自豪感和爱国热情。【教学重点】磁感应强度、右手螺旋定则。【教学难点】磁感线、磁通量。【教具准备】条形、蹄型磁铁，小磁针，铁屑，螺线管，导线，电池组等。【教学过程】◆创设情境──引出课题1．回顾复习初中所学磁场知识（1）什么是磁性？（2）什么是磁体？（3）电流能产生磁场吗？（4）电流的磁场的方向与电流方向之间有什么关系？2．我国古代对磁现象的研究成果及应用（1）大约在春秋末期（约前四五世纪）成书的《管子·地数篇》、战国时期的《鬼谷子》、战国末期的《吕氏春秋》等，都曾记述了天然磁石及其吸铁现象，记述了世界上最古老的指南针──“司南”。（2）汉代王充在其著作《论衡》中对世界上最古老的指南针（司南）了进一步详细的记述，他写道：“司南之杓，投之以地，其柢指南。”（3）沈括在《梦溪笔谈》（卷廿四）中写道：“方家以磁石摩铁峰，则能指南，然常微偏东，不全南也。”这是世界上最早的关于地磁偏角的文字记载。（4）中国是最早将指南针用于航海的国家。南宋后，罗盘在航海中普遍使用，约12世纪末13世纪初中国指南针由海路传入阿拉伯，又由阿拉伯传到欧洲。3．教师讲述：对此现象的研究，开始于对天然磁体的研究，奥斯特实验之后，人们开始了对电流磁场的研究，这直接导致了人们对利用磁场产生电流的研究，这一研究的成功是人类进入了使用电力的文明时代。◆合作探究──新课学习一、磁场、磁感线1．认识磁场（1）什么是磁场？磁场是存在于磁体和电流周围的特殊物质，它的基本特性就是对处在其中的磁极、电流有磁场力的作用。（2）磁场有强弱：磁场中的不同位置，磁场的强弱不同。以磁体为例，越靠近磁极的位置，磁场越强。（3）磁场有方向：磁场中某点的磁场方向，用放在该点的小磁针N极受力方向表示。将小磁针放入磁场中的某一点，小磁针静止时，N极的指向就是N极受的磁场力的方向，也就是该点的磁场方向。（4）物理学上用物理量磁感应强度表示磁场的强弱和方向，用磁感线形象表示磁场的强弱与方向。2．磁感线（1）引入意义：用图示形象的表示磁场，这种图像既要表示出磁场的强弱又要表示出磁场的方向。（2）在磁场中，画出一系列闭合曲线，使曲线上各点的切线方向与该点的磁场（放在该点的小磁针N及静止时的方向）方向一致，磁场强的地方曲线密集一些，磁场较弱的地方，曲线稀疏一些。（3）磁感线的意义：磁感线的相对疏密程度表示磁场的强弱，切线方向表示磁场的方向。

（4）几种磁体磁场中的磁感线：如图所示，在磁体外部，磁感线从N及出发到达S极，再经磁体内部回到N极，形成闭合曲线。（5）关于磁感线的讨论：磁感线是为了形象表示磁场的强弱和方向而人为引进的曲线，不能认为有磁感线经过的地方有磁场，磁感线没有经过的地方没有磁场；磁感线总是形成闭合曲线；任何两条磁感线不相交。二、电流的磁场1．奥斯特实验（1）实验演示（2）意义：使人们认识到电流能产生磁场。经过进一步的研究，人们认识到一切磁现象均起源于电荷的运动，使人们认识到了电现象与磁现象的必然联系。提示人们探究一个与此相反的问题──利用磁场获得电流，导致电磁感应定律的发现，是人类进入广泛使用电力的现代文明。2．电流产生的磁场的分布与方向（1）直线电流的磁场：磁感线是以导线为圆心的同心圆。磁感线的环绕方向与电流方向满足安培定则：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。（2）通电螺线管的磁场分布与方向：磁感线的分布与条形磁体的磁感线分布相似。磁感线的环绕方向与螺线管中电流的环绕方向满足安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向通电螺线管电流的环绕方向，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。3．交流评价──问题讨论：学生分组讨论教材第128页“思考与练习”1。三、磁感应强度1．初步探究磁场对电流的作用力（1）回顾复习初中相关内容：将通电直导线放入磁场，使电流方向与磁场方向垂直，此时磁场对电流的作用力的大小与磁场的强弱、通电导线在磁场中的长度、导线中的电流有关，在导线长度、电流一定时，磁场越强，磁场力越大。（2）探究磁场力：在磁场中的某一区域，垂直放入直导线，放入长度与电流乘积不同的直导线，发现所受磁场力不同，但每次磁场力（Fm）与导线长度和电流乘积（IL）的比值（）却是相同的；在磁场中的不同区域，比值（）不同。对比比值（）大小与磁场强弱的关系发现，比值（）大的地方恰好是磁场较强的地方，比值（）小的地方恰好是磁场较弱的地方，即比值（）的大小对应磁场的强弱。2．磁感应强度（1）定义：在磁场中，垂直于磁场的方向放置一小段通电直导线所受的磁场力Fm与导线长度和电流乘积IL的比值，称为通电导线所在处的磁感应强度，用B表示，则：（2）单位：特斯拉，简称特，代号：T（3）意义：表示磁场的强弱与方向，它是矢量。它的大小与磁感线的相对疏密程度相对应，它的方向与磁感线的切线方向相对应。3．常见磁场的磁感应强度（1）一般永久磁铁附近：（2）电动机、变压器铁芯内部：（3）地面附近：（4）通过超导材料的强电流：4．匀强磁场磁场中，磁感强度大小相等方向相同的区域，称为匀强磁场，如马蹄形磁铁中间部分，通电螺线管内部等。匀强磁场中的磁感线是等间距的平行直线。四、磁通量1．定义：如果有一个垂直磁场方向的面积为S的平面，设磁感应强度为B，我们把磁感应强度B与面积S的乘积称为穿过该面的磁通量，用字母表示，2．单位：韦伯，简称韦，代号：Wb。。3．意义：在面积一样时，磁通量的大小也可以表示磁场的强弱；磁通量是标量，没有方向，但有正负，若规定从一个方向穿过面积时磁通量为正，则从相反方向穿过面积时，磁通量为负；磁通量是与研究电磁感应现