磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)1-韓淑清

1、 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)順義區(qū)楊鎮(zhèn)第一中學(xué) 韓淑清一、 設(shè)計(jì)思想：磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是本章的重點(diǎn)。同時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)磁極和電流的作用力(本質(zhì)上是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力)遠(yuǎn)比電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力復(fù)雜，如何尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量是本章教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。用小磁針N極受力方向定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，用電流元受磁場(chǎng)力與電流元之比定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，符合學(xué)生的認(rèn)知水平?？梢酝ㄟ^(guò)演示實(shí)驗(yàn)與電場(chǎng)強(qiáng)度的定義類比來(lái)突破難點(diǎn)，形成磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。給學(xué)生提供豐富的資源，設(shè)計(jì)上以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以思維為中心，彰顯物理學(xué)科特色。 運(yùn)用如下教學(xué)策略，讓學(xué)生掌握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)、完成磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立過(guò)程。教學(xué)思

2、路類比遷移 教學(xué)方式探究學(xué)習(xí) 教學(xué)手段多元整合 二、 教學(xué)背景分析：1、 教材分析：地位及特點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的核心概念之一，是本章的知識(shí)重點(diǎn)。尋找如何描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量也是本章的教學(xué)重點(diǎn)之一。它對(duì)于“磁場(chǎng)”及其后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)，都有著關(guān)鍵性的作用。 教育價(jià)值：本節(jié)課蘊(yùn)含著豐富的物理思想和方法，磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的學(xué)習(xí)過(guò)程，是一個(gè)典型的物理知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程。讓學(xué)生經(jīng)歷這樣的過(guò)程，將有助于提高他們的物理素養(yǎng)。 思想方法：物理量的“比值定義” ；多因素的“變量控制”； 以勻代變“極限思想”。2、 學(xué)情分析：具備基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)具備了一定的實(shí)驗(yàn)探究能力。關(guān)于微元的思想已經(jīng)建立，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力基

3、本屬于粗淺與結(jié)論性的認(rèn)識(shí)。 存在困難：概念的抽象性：學(xué)生對(duì)“場(chǎng)”這種物質(zhì)形態(tài)，覺(jué)得看不見(jiàn)、摸不著，缺乏相應(yīng)的直接經(jīng)驗(yàn)與感受。知識(shí)的綜合性：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用遠(yuǎn)比電場(chǎng)對(duì)電荷的作用復(fù)雜，與磁感應(yīng)強(qiáng)度概念相關(guān)聯(lián)的知識(shí)也更多。三、 教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能（1）理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義，知道B的單位是特斯拉；（2）會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算；過(guò)程與方法通過(guò)觀察、類比（與電場(chǎng)強(qiáng)度的定義的類比）使學(xué)生理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)識(shí)一般事物的共性的科學(xué)方法。情感態(tài)度與價(jià) 值觀在磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立過(guò)程中培養(yǎng)探究物理現(xiàn)象的興趣，提高綜合學(xué)習(xí)能力。 四、 教學(xué)重點(diǎn) 、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)

4、度概念的建立是本節(jié)的重點(diǎn)（也是本章的難點(diǎn)），同時(shí)也是本節(jié)的難點(diǎn)。通過(guò)與電場(chǎng)強(qiáng)度的定義的類比，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)通過(guò)理論推導(dǎo)說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì)電流元的力跟電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系，并進(jìn)一步引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，從而突破難點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立 五、 教學(xué)方法和教學(xué)資源教學(xué)方法首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度和導(dǎo)線與磁場(chǎng)的夾角都有關(guān)系，然后利用理論推導(dǎo)得出當(dāng)導(dǎo)線跟磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，跟導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比。在此基礎(chǔ)上引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義。教學(xué)中在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、理論探究，在他們相互合作，共同探討的過(guò)程中，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論，給

5、出定義，完成這節(jié)課的學(xué)習(xí)。教學(xué)資源條形磁鐵、蹄型磁鐵、導(dǎo)體棒、電源、導(dǎo)線等。多媒體課件、實(shí)物投影儀。 六、 教學(xué)流程圖七、 教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課教師戴一條項(xiàng)鏈，取下分別變成金手指，立方體，最后變成雪花圖案。激發(fā)學(xué)生的興趣、求知欲。提問(wèn)1：項(xiàng)鏈為什么能變成各種形狀？每一顆珠子是一個(gè)小磁球，磁球兩極互斥互吸，形成自然狀態(tài)下的對(duì)稱、排列、堆積，您可以根據(jù)意愿排列組合成任意形狀，雪花、星星、皇冠、立方等。展示PPT：展示Magic Cube的各種形狀。觀看教師表演，回答教師提問(wèn)。激發(fā)興趣引入課題定性探究磁強(qiáng)的強(qiáng)弱提問(wèn)2：怎樣判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)弱？ 磁現(xiàn)象多表現(xiàn)為力現(xiàn)象，由于異名磁

6、極相互吸引，磁場(chǎng)強(qiáng)的磁體需要用較大的外力才能將異名磁極分開(kāi)，從而說(shuō)明磁場(chǎng)具有強(qiáng)弱。學(xué)生利用工具箱中的磁條、直徑2mm的磁體、直徑10mm的磁體、條形磁鐵、U形磁鐵、板型磁鐵，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析不同的磁體磁性強(qiáng)弱的不同。感知體驗(yàn)得出結(jié)論認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)具有方向性。提問(wèn)3：小磁針北極的方向?yàn)楹巫兓?？同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引，由于磁性戒指或磁性教鞭的位置變化，小磁針北極受力方向不同，故發(fā)生偏轉(zhuǎn)。說(shuō)明磁場(chǎng)具有方向性。小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。觀看魔術(shù)表演，利用磁性戒指和磁性教鞭使小磁針北極的方向發(fā)生變化，讓學(xué)生說(shuō)明小磁針北極方向變化的原因。魔術(shù)表演激發(fā)興趣定性探究安培力歸納總

7、結(jié)：磁場(chǎng)存在強(qiáng)弱，磁場(chǎng)具有方向，如何描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向？我們引入磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)物理量來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。 教師：我們知道了如何描述磁場(chǎng)的方向，怎樣來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱？可以利用小磁針N極的受力來(lái)描述嗎？ 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，找出不能用N極受力來(lái)確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。N極不能單獨(dú)存在，因而不能測(cè)量N極的受力情況，也就不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小了。另外我們無(wú)法對(duì)小磁針進(jìn)行量化，怎么辦？認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力，提出安培力的定義，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力，這是為了紀(jì)念法國(guó)的物理學(xué)家安培，他研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力有杰出的貢獻(xiàn)。定性探究影響安培力的因素。參入實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)，積極思考，回答教師提問(wèn)。猜想：

8、影響安培力的因素，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、電流的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)度、導(dǎo)線的位置。推理：當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)一定，長(zhǎng)度一定，電流加倍，安培力加倍，安培力與電流成正比；當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)一定，電流一定，長(zhǎng)度加倍，安培力加倍，安培力與長(zhǎng)度成正比。引入電流元的定義，物理學(xué)上把很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL 稱為電流元。利用電流元來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。演示實(shí)驗(yàn)：給導(dǎo)體棒通電，觀察導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而判斷導(dǎo)體棒所受安培力的情況。有磁場(chǎng)，無(wú)電流，導(dǎo)體棒不動(dòng)，說(shuō)明不受力；無(wú)磁場(chǎng)有電流，導(dǎo)體棒不動(dòng)，不受力；有磁場(chǎng)，有電流，導(dǎo)體棒動(dòng)了，受安培力。定性試驗(yàn)大膽猜想邏輯推理定量基礎(chǔ)分組實(shí)驗(yàn)探究磁安培力跟

9、電流元關(guān)系教師首先介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾刻骄堪逍痛朋w的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。方向可以用小磁針的極確定。將一盒小磁針?lè)旁诎逍痛盆F的附近，發(fā)現(xiàn)小磁針的極指向相同，說(shuō)明該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向處處相同，另外該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小也處處相同，也就說(shuō)磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。我們可以用比較長(zhǎng)的通電導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從結(jié)果中推知一小段電流元的受力情況。介紹利用多匝線圈，增大安培力的放大方法。實(shí)驗(yàn)原理：線圈不通電時(shí)，所受重力和彈簧秤的彈力平衡，讀出此時(shí)彈簧秤的示數(shù)即為線圈的重力。當(dāng)線圈通電時(shí)，保證線圈所受安培力方向豎直向下，線圈達(dá)到新的平衡，此時(shí)彈簧秤的示數(shù)為線圈重力和安培力之和，減去線框的重力即為此時(shí)所受安培力的大小。改變電源的

10、電壓或滑線變阻器的電阻，從而增大電路中的電流，記下每一組電流所對(duì)應(yīng)的安培力。測(cè)量幾組數(shù)據(jù)。師生共同總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)線中的電流I也成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為FIL，引入比例系數(shù)B，寫成等式為：FBIL。 問(wèn)題：B有何物理意義呢？在不同的板形磁鐵的磁場(chǎng)中重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。比如用兩塊板型磁鐵作為研究的磁場(chǎng)，我們得到的結(jié)論是否相同？ 結(jié)論： (1)在同一磁場(chǎng)中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的。 (2)I、L不變，但在不同的磁場(chǎng)中，比值B是不同的。 (3)B是由磁場(chǎng)本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L相同的

11、情況下，電流所受的磁場(chǎng)力越大，比值B越大，表示磁場(chǎng)越強(qiáng)。 實(shí)驗(yàn)步驟：按照電路圖連接電路，滑線變阻器連入電路的電阻最大，電流選擇量程，保證電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱留出。學(xué)生電源的量程選擇，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，接通電流，觀察線框的運(yùn)動(dòng)情況。若線框向上運(yùn)動(dòng)，彈簧秤的示數(shù)減小，說(shuō)明安培力方向向上，通過(guò)改變電源正負(fù)極的接線柱，從而改變電流方向，使得安培力方向豎直向下。線框平衡時(shí)讀出彈簧秤的示數(shù)?；瑒?dòng)滑線變阻器，改變電流，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析：計(jì)算法，計(jì)算每次安培力和電流的比值，看比值是否近似相等。圖像法，縱軸表示安培力，橫軸表示電流，描點(diǎn)做圖像，觀察是否為過(guò)原點(diǎn)的直線。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直式，安

12、培力的大小與電流成正比。改變線圈的匝數(shù)，從而改變導(dǎo)線的長(zhǎng)度，當(dāng)通過(guò)線框的電流相同時(shí)，記下安培力的大小，我們發(fā)現(xiàn)，安培力的大小與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比。學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。定量實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究得出結(jié)論定義磁感應(yīng)強(qiáng)度通過(guò)和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義類比，引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義。 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，即BFIL。 總結(jié)與歸納： (1)如果導(dǎo)線很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 (2)物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 (3)單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符

13、號(hào)是T。 1 T1 NA·m (4)方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 特斯拉生平簡(jiǎn)介了解特斯拉和一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 (投影)讓學(xué)生了解特斯拉尼古拉·特斯拉，18561943)，1856年7月10日出生，是世界知名的發(fā)明家、物理學(xué)家、機(jī)械工程師和電機(jī)工程師。塞爾維亞血統(tǒng)的他出生在克羅地亞(后并入奧地利帝國(guó))。特斯拉被認(rèn)為是歷史上一位重要的發(fā)明家。他在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初對(duì)電性和磁性的研究作出了杰出貢獻(xiàn)。 (投影)了解一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度/T 八、板書設(shè)計(jì)九、教學(xué)反思1、如何體現(xiàn)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和探索性本著“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)、設(shè)計(jì)理念，精心設(shè)計(jì)好適用于學(xué)生學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生發(fā)展的動(dòng)態(tài)方案，以便凸現(xiàn)探究過(guò)程和探究方法，給學(xué)生一個(gè)充裕的思考問(wèn)題（包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究）的時(shí)空。教學(xué)過(guò)程中是否始終將學(xué)生置于研究者、探索者的位置，讓學(xué)生通過(guò)自