教案：磁感應(yīng)強(qiáng)度

1、2磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)分析磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場(chǎng)一章的重要概念，在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生再次體會(huì)用比值定義物理量的方法，而且由于定義磁感應(yīng)強(qiáng)度涉及的物理量有三個(gè)：磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力、電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度，還要注意定義的條件：導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直，所以難度更大，教學(xué)要求更高。教學(xué)目標(biāo)1理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小、單位。2能用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。3通過觀察、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。4培養(yǎng)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣，提高綜合學(xué)習(xí)能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立是本節(jié)的重點(diǎn)(也是本章的重點(diǎn))，同時(shí)也是本節(jié)的難點(diǎn)。通過與電場(chǎng)強(qiáng)度的定義的類比，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)通過理

2、論推導(dǎo)說明磁場(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)方法與手段首先通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察了解磁場(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)生通過實(shí)驗(yàn)探究、理論探究，在他們相互合作、共同探討的過程中，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論，給出定義，完成這節(jié)課的學(xué)習(xí)。教學(xué)媒體電磁鐵、蹄形磁鐵、導(dǎo)體棒、電源、導(dǎo)線等多媒體課件、實(shí)物投影儀。知識(shí)準(zhǔn)備復(fù)習(xí)磁場(chǎng)的概念、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法等。導(dǎo)入新課事件1

3、教學(xué)任務(wù)：演示實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)入新課師生活動(dòng)：PPT展示巨大的電磁鐵起重機(jī)吊起重物的圖片，利用磁場(chǎng)的一些有趣圖片等，激發(fā)學(xué)生的興趣、求知欲?！狙菔尽?學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：把一段通電導(dǎo)體棒放在電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，改變電磁鐵中的電流，可以看到，同一通電導(dǎo)體棒受力不同，引導(dǎo)學(xué)生在觀察現(xiàn)象的基礎(chǔ)上思考：這一現(xiàn)象說明了什么問題？結(jié)論：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明兩種情況中磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同。問題：怎樣表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱？引入新課：為了表征磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，我們引入一個(gè)新的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度。推進(jìn)新課事件2教學(xué)任務(wù)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。師生活動(dòng)：【演示】 實(shí)物投影儀演示小磁針在磁鐵周圍的不同位置指向不同，說明小磁針受力方向不同，磁場(chǎng)方向不同。放

4、在磁場(chǎng)中的小磁針在電場(chǎng)中，我們用電場(chǎng)強(qiáng)度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，在磁場(chǎng)中我們用磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。所以，磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，就是該處磁場(chǎng)的方向，也就是小磁針的N極在此處受磁場(chǎng)力的方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，不但有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場(chǎng)方向。事件3教學(xué)任務(wù)：明確研究對(duì)象，建立電流元概念師生活動(dòng)：在電場(chǎng)中，我們通過電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力來了解電場(chǎng)的性質(zhì)，我們可以用類比的方法研究磁場(chǎng)的性質(zhì)。研究對(duì)象的選取問題。學(xué)生討論：能否選取小磁針為研究對(duì)象，通過磁場(chǎng)對(duì)小磁針的作用力來研究磁場(chǎng)的性質(zhì)？參考結(jié)論：因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)小磁針的兩個(gè)磁極均有力的作用，且總是等大反向，不

5、易于測(cè)量和分析。磁場(chǎng)還對(duì)哪些對(duì)象有力的作用？學(xué)生發(fā)散思維尋找答案：電流?，F(xiàn)在我們需要通過磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，來了解磁場(chǎng)的性質(zhì)。選取電流作為研究對(duì)象存在哪些不足？學(xué)生討論：電流形狀、磁場(chǎng)分布、各部分在磁場(chǎng)中位置不同導(dǎo)致受力情況不同，等等類比點(diǎn)電荷概念抽象電流元：為了研究問題的方便，常常選取較短的一段電流進(jìn)行研究，在這段電流上電流不彎曲、磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同，電流各部分所受磁場(chǎng)力也相同。這個(gè)用來選作研究對(duì)象的一小段電流稱為電流元。事件4教學(xué)任務(wù)：實(shí)驗(yàn)探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。師生活動(dòng)：?jiǎn)栴}：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小跟哪些因素有關(guān)呢？學(xué)生提出猜想后，教師通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?！狙菔尽?磁場(chǎng)對(duì)電流的

6、作用力跟導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向間的關(guān)系。結(jié)論：導(dǎo)線跟磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力最大；導(dǎo)線跟磁場(chǎng)平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流沒有作用力。下面我們就研究導(dǎo)線跟磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流大小和導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系?！狙菔尽看艌?chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流大小的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過這個(gè)角度我們可以比較磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的大小。分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，電流大小由外部電路控制。先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流的大小，觀察電流大小不同的情況下，磁場(chǎng)對(duì)電流的作

7、用力的大小。結(jié)論：電流越大，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力越大；電流越小，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力越小?！狙菔尽看艌?chǎng)對(duì)電流的作用力跟導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。在上述實(shí)驗(yàn)裝置中，保持電流不變，改變?cè)诖艌?chǎng)中導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，觀察導(dǎo)線長(zhǎng)度不同的情況下，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的大小。結(jié)論：磁場(chǎng)中的導(dǎo)線越長(zhǎng)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力越大；磁場(chǎng)中的導(dǎo)線越短，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力越小。事件4教學(xué)任務(wù)：理論探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的關(guān)系。師生活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生通過推導(dǎo)，從理論上說明上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并進(jìn)一步得出磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度的定量關(guān)系。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流大小成正比，跟導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比，即FIL，引入比例系數(shù)B，

8、寫成等式為：FBIL。事件5教學(xué)任務(wù)：定義磁感應(yīng)強(qiáng)度。師生活動(dòng)：通過和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義類比，引入磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義。提問：電場(chǎng)強(qiáng)度是如何定義的？其定義式是什么？學(xué)生答電場(chǎng)強(qiáng)度是通過將一檢驗(yàn)電荷放在電場(chǎng)中分析電荷所受的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷電荷量的比值來定義的，其定義式為E。討論與交流：根據(jù)描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的方法，討論表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義方法。學(xué)生會(huì)考慮根據(jù)小磁針受力定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，引導(dǎo)學(xué)生考慮到小磁針靜止時(shí)所受合力為零，磁極來定義磁場(chǎng)強(qiáng)弱不好定量。總結(jié)與歸納：通過上述實(shí)驗(yàn)和理論探究，我們已經(jīng)得出結(jié)論：當(dāng)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受到磁場(chǎng)對(duì)它的作用力跟通過它的電流成正比，跟導(dǎo)線

9、長(zhǎng)成正比。對(duì)于磁場(chǎng)中某處來說，通電導(dǎo)線在該處受的磁場(chǎng)力F與通電電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L乘積的比值是一個(gè)恒量，比值與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的大小均無關(guān)。在磁場(chǎng)中不同位置，這個(gè)比值可能各不相同，因此，這個(gè)比值反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度用B表示，則：B。磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。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)際符號(hào)是T。1 T1 順便說明，一般的永磁體磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.5 T左右，地球表面的地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約為5.0×105 T。

10、1勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)2 cm的通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2 A時(shí)，它受到的磁場(chǎng)力大小為4×103 N，問：該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？(讓學(xué)生回答)應(yīng)答：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義B T0.1 T在這里應(yīng)提醒學(xué)生在計(jì)算中要統(tǒng)一單位，計(jì)算中必須運(yùn)用國(guó)際單位。再問：若上題中電流不變，導(dǎo)線長(zhǎng)度減小到1 cm，則它受磁場(chǎng)力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B各是多少？若導(dǎo)線長(zhǎng)不變，電流增大為5 A，則它受磁場(chǎng)力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B各是多少？引導(dǎo)學(xué)生討論，得出正確的答案：2×103 N,0.1 T；1×102 N,0.1 T，并指出，某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度由建立該磁場(chǎng)的場(chǎng)電流情況和該點(diǎn)的空間

11、位置來決定，與檢驗(yàn)通電直導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)短無關(guān)。討論與交流：檢驗(yàn)?zāi)程幱袩o電場(chǎng)存在，可以用什么方法？檢驗(yàn)?zāi)程幱袩o磁場(chǎng)存在，可以用什么方法？回答：檢驗(yàn)有無電場(chǎng)存在，可用檢驗(yàn)電荷，把檢驗(yàn)電荷放在被檢驗(yàn)處，若該檢驗(yàn)電荷受到電場(chǎng)力作用，則該處有電場(chǎng)存在，場(chǎng)強(qiáng)不為零；若該檢驗(yàn)電荷沒有受到電場(chǎng)力作用，該處沒有電場(chǎng)存在或該處場(chǎng)強(qiáng)為零。檢驗(yàn)?zāi)程幱袩o磁場(chǎng)存在，可用“檢驗(yàn)電流”，把通電導(dǎo)線放在被檢驗(yàn)處，若該通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力作用，則該處有磁場(chǎng)存在，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零；若該通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力作用，則該處無磁場(chǎng)存在，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。追問：如果通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力，該處是一定不存在磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零嗎？引導(dǎo)學(xué)生

12、討論，得出“不一定”的正確結(jié)果。因?yàn)楫?dāng)通電導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放在磁場(chǎng)中，它是不受磁場(chǎng)力作用的(這是實(shí)驗(yàn)證明的結(jié)論)。再次強(qiáng)調(diào)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的條件：通電直導(dǎo)線必須垂直磁場(chǎng)方向放置。再問：如何利用通電導(dǎo)線檢驗(yàn)?zāi)程幋艌?chǎng)的存在與否呢？應(yīng)答：可以改變通電導(dǎo)線的方向，若在各個(gè)方向均不受磁場(chǎng)力作用，則該處沒有磁場(chǎng)。再問：用通電導(dǎo)線在不同方向檢測(cè)，至少檢測(cè)幾次就可確定該處沒有磁場(chǎng)存在？應(yīng)答：至少在相互垂直的兩個(gè)方向上檢測(cè)兩次。先將其放在任意方向檢測(cè)，若此時(shí)其不受磁場(chǎng)力作用，則再將通電導(dǎo)線沿垂直剛才的方向放置，若此時(shí)其仍不受磁場(chǎng)力作用，則說明該處無磁場(chǎng)存在。結(jié)論：用通電直導(dǎo)線檢驗(yàn)磁場(chǎng)的存在或磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，若不

13、管怎樣變化導(dǎo)線方向，某處通電直導(dǎo)線都不受磁場(chǎng)力作用，嚴(yán)格地講這只能說明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，而不能斷定該處無磁場(chǎng)。就像檢驗(yàn)電荷在某點(diǎn)不受電場(chǎng)力作用，只能說明該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零或是合場(chǎng)強(qiáng)為零，而不能斷定該點(diǎn)沒有電場(chǎng)一樣。1有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向說法正確的是()AB的方向就是小磁針N極所指的方向BB的方向與小磁針N極的受力方向一致CB的方向就是該處磁場(chǎng)的方向DB的方向垂直于該處磁場(chǎng)的方向答案：BC2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下面說法正確的是()A一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)A處時(shí)，受磁場(chǎng)力比放在B處大，說明A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處大B由B知，某處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與放入該處的通電導(dǎo)線IL乘積成反比C放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電

14、導(dǎo)線，受力的大小和方向均相同D小磁針N極所受磁場(chǎng)力方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向答案：D課堂鞏固與反饋事件6教學(xué)任務(wù)：形成性測(cè)試：學(xué)生獨(dú)立完成。時(shí)間：4分鐘1下列說法中錯(cuò)誤的是()A磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，等于垂直磁場(chǎng)方向通以電流I、長(zhǎng)為L(zhǎng)的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力F與I、L的乘積的比值B一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處一定沒有磁場(chǎng)C一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中A處時(shí)受磁場(chǎng)力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大D因?yàn)锽，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL乘積成反比2一根導(dǎo)線長(zhǎng)0.2 m，通過3 A的電流，在磁場(chǎng)中某處受到的最大磁場(chǎng)力是6×102 N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是_ T；如果該導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是_ T。3磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5 A，導(dǎo)線長(zhǎng)1 cm，它受的磁場(chǎng)力為5×102 N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？答案：1.BCD2.0.10.13.2 T事件7教學(xué)任務(wù)：磁場(chǎng)的疊加遵守矢量的平行四邊形定則學(xué)生討論：若在某一空間中某一點(diǎn)同