2019-2020年高中物理 《認識磁場》教案 粵教版選修3-1

1、2019-2020年高中物理認識磁場教案粵教版選修3-1【教學目標】1、知識與技能：(1) 知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的；(2)知道磁場的基本特性是對處在它里面的磁極或電流有磁場力的作用；(3)理解磁場的方向性，知道用磁感線反映磁場的方向。掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管和地球產(chǎn)生的磁場的磁感線空間分布情況；(5)掌握安培定則，并能用安培定則熟練地判定電流、以及電流產(chǎn)生的磁場方向。2、過程與方法：(1) 類比電場和磁場，培養(yǎng)學生的比較推理能力。(2) 通過引進磁感線，使學生了解如何將抽象的概念轉化為形象的模型進行研究的方法，

2、進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力和空間想象能力；(3) 使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的科學方法。3、情感態(tài)度價值觀：(1) 讓學生體會磁感線圖像的對稱美、形式美。(2) 通過學習安培定則，了解科學的發(fā)現(xiàn)需要嚴謹細密的科學態(tài)度。(3) 介紹安培取得的輝煌成就，感受物理學家們勤奮自學、刻苦鉆研的頑強意志?！窘虒W重點】(1)磁場的物質性和基本特性；(2) 會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向?！窘虒W難點】磁感線的引入及幾種常見磁感線的分布特點?！窘虒W方法】類比法、實驗法、比較法?！窘叹邷蕚洹織l形磁鐵、蹄形磁鐵、直導線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若

3、干、導線和開關、電源、鐵架臺、細鐵屑、玻璃板投影儀、展示臺、兩輛小車?！窘虒W過程】一、導入新課演示：在玻璃板上放兩輛小車，小車上各放置一條形磁鐵?，F(xiàn)象：通過演示實驗觀察到，磁體同名磁極相斥，異名磁極相吸，且不需要接觸就可以發(fā)生力的作用。分析：顯然這個力是場力，但磁鐵并不帶電，不存在電場，它是另一種場一一磁場。兩個不直接接觸的磁極之間是通過磁場發(fā)生相互作用的。二、新課教學1、磁場(1) 磁場的來源 磁體周圍存在著磁場，常見的條形磁鐵、蹄形磁鐵周圍都存在著磁場。 電流的周圍存在磁場演示：把一條導線平行地放在小磁針的上方，給導線中通入電流?，F(xiàn)象：當導線中通入電流，導線下方的小磁針發(fā)生轉動。分析：導線

4、下方的小磁針發(fā)生轉動，說明電流周圍的周圍也有磁場。奧斯特實驗表明，電流的周圍也存在磁場。結論：磁體周圍有磁場，通電導線(電流或運動電荷)周圍有磁場。(2) 磁體與電流間的相互作用通過磁場來完成問題：電流能夠產(chǎn)生磁場，那么電流在磁場中是否受力呢？演示：把一段直導線放在磁鐵的磁場里，給導線通上電流。問題：電流能夠產(chǎn)生磁場，而磁場對電流又有力的作用，那么電流和電流之間能否發(fā)生力的作用呢？演示：兩條平行直導線，通同方向的電流或相反方向的電流?，F(xiàn)象：兩條平行直導線，當通以相同方向的電流時，它們相互吸引；當通以相反方向的電流時，它們相互排斥。結論：磁極和磁極間、磁極和電流間、電流和電流間都是通過磁場來傳遞

5、的。(3) 磁場 磁場：磁極和磁極、磁極和電流、電流和電流之間的相互作用都是通過磁場來傳遞的。 磁場的基本性質：對處于其中的磁極或電流有力的作用。 磁場的物質性：雖然磁場看不見摸不著，對于我們初學者感到很抽象，其實磁場和電場一樣是客觀存在的，是物質存在的一種特殊形式。2、磁場的方向磁感線磁場是客觀存在的，那么磁場是否有方向？其方向如何？下面來探討。演示：在展示臺上放一個獨立的小磁針，把磁鐵靠近小磁針，觀察現(xiàn)象：磁鐵鄰近小磁針時不再指向南北，而是指向一個新的方向。演示：在磁鐵的不同位置放上小磁針，靜止時小磁針的N極指向各不相同。結論：磁場是有方向性的。(1)磁場的方向：與電場對比，在電場中，利用

6、檢驗電荷的受力情況來反映電場的方向性。在磁場中，利用小磁針來規(guī)定磁場的方向，規(guī)定在磁場中的任意一點小磁針北極受力的方向即小磁針靜止時北極所指的方向，就是那一點的磁場方向。(2)磁感線：在磁場中畫出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每點的切線方向都在該點的磁場方向上。磁感線的實驗模擬演示：在磁場中放一塊玻璃板，在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，細鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”，輕敲玻璃板使鐵屑能在磁場作用下轉動?，F(xiàn)象：鐵屑靜止時有規(guī)則地排列起來，顯示出磁感線的形狀。(3) 幾種典型磁體周圍的磁感線分布 條形磁鐵磁場的磁感線蹄形磁鐵磁場的磁感線磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的

7、南，內(nèi)部是從南極到北極。直線電流磁場的磁感線：直線電流磁場的磁感線是一些以導線上各點為圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導線垂直的平面上。甲.磁感錢井布乙.妥培淀則直線電流的方向跟磁感線方向之間的關系如何判斷呢？結論：直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定：用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。 環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線。在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導線的平面垂直。甲.磁恿賤井布乙.比培定則問題：環(huán)形電流的方向跟磁感線方向之間的關系如何判斷呢？結論：環(huán)形電流的方向跟中

8、心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向。 通電螺線管磁場的磁感線：外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極。內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線。通電螺線管內(nèi)部的磁場比兩極處的磁場更強。通電螺線管的磁感線方向和螺線管的電流方向有關。通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線

9、的方向。也就是說，大拇指指向通電螺線管的北極。(4) 磁感線的物理意義：磁感線上任意一點的切線方向表示該位置的磁場方向。磁感線密集處磁場強，稀疏處磁場弱。(5) 磁感線的特點 磁感線為閉合曲線，無起點和終點。在磁體的外部磁感線由N極發(fā)出，回到S極。在磁體的內(nèi)部磁感線則由S極指向N極。 在穩(wěn)定的磁場中，某一點只有惟一確定的磁場方向，所以兩條磁感線不能相交。 磁感線也不相切。若磁感線相切，則切點處的磁場將趨近于無窮大，這是不可能的。問題思考 比較磁感線和電場線a.電場線是電場的形象描述，而磁感線是磁場的形象描述；b電場線不是閉合曲線，而磁感線是閉合曲線；c. 電場線上每一點的切線方向都是跟該點電場

10、方向一致，磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致；d. 電場線的疏密程度表示電場的強弱，磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。 電流磁場和天然磁鐵相比有何特點？a.電流磁場的有無可由通斷電來控制；b電流磁場的極性可以由電流方向變換；c.電流磁場的強弱可由電流的大小來控制。 電流的磁場有何用途？電流的磁場用途很廣泛，如電磁起重機、電話、電動機、發(fā)電機以及在自動控制中得到普遍應用的電磁繼電器。三、小結通過本節(jié)課的學習，主要學習了以下幾個問題：1. 磁體周圍，電流周圍都有磁場，磁場是物質存在的一種形式。2. 磁場的基本性質：它對放入其中的磁體或電流有力的作用。3. 磁場是有方向性的，在磁場中的某一

11、點，小磁針靜止時北極所指的方向即為該點的磁場方向，可用磁感線直觀形象地反映常見磁場的方向，但須注意磁感線是虛擬的曲線。4. 通電螺旋管內(nèi)部的磁感線是平行軸線分布的.其外部磁感線由N極出發(fā)至S極，其內(nèi)部是由S極重新回到N極的封閉曲線，所以螺旋管內(nèi)部磁感線最密、磁場最強。四、作業(yè)做一做：驗證環(huán)形電流的磁場方向。閱讀材料：電流磁效應的發(fā)現(xiàn)。P78練習一【重點難點解決辦法】 通過演示實驗，直觀地反映磁場的存在，突破本節(jié)教學的重點和疑點； 利用與電場的對比教學，幫助學生理解幾種常見磁場磁感線的空間分布。【師生互動活動設計】 先演示實驗，直觀引入磁場的存在，再通過實驗演示，學生思考總結磁極之間、電流之間、

12、電流與磁極之間的相互作用是通過磁場來傳遞的。通過類比電場、演示實驗使學生理解磁感線的意義及分布規(guī)律； 課外組織學生閱讀材料“電流磁效應的發(fā)現(xiàn)”深化對磁場的認識； 利用課外時間，做一做“驗證環(huán)形電流的磁場方向”實驗。2019-2020年高中物理走進分子世界教案滬科版選修3-3設計說明通過對引言及圖片的學習，培養(yǎng)學生的想象力和分析概括能力，激發(fā)他們學習物理的興趣，產(chǎn)生進一步探索物質世界的愿望。通過對常見物質的介紹，使學生對自然界的物質有初步的了解，從而引入物質的結構，讓學生學會科學的研究方法建立模型法，并通過活動親身體會建立物質結構模型的過程，能自己從日常生活中收集證據(jù)來驗證自己的猜想。通過對課本

13、其他基礎知識的學習與基本技能的訓練，讓學生初步了解認識自然的基本方法和規(guī)律，學習基本的探究方法。培養(yǎng)學生從生活走向物理、從物理走向社會的良好習慣和科學實踐能力。使學生敢于質疑、勇于創(chuàng)新。教學目標1 、通過活動了解人類在認識物質結構過程中采用的科學方法。知道分子模型的主要內(nèi)容，知道分子是保持物質化學性質的最小單元，對分子大小有一定的感性認識，會用圖形、文字、語言描述分子模型。2 、知道顯微鏡在拓展人們的視覺范圍、探測微觀粒子方面的重要作用。3 、通過實驗探究及生活中的現(xiàn)象，初步了解分子在做永不停息的運動，并能定性解釋一些物理現(xiàn)象。4 、了解科學家是如何探索微觀世界奧秘的，初步體會探究微觀物質結構

14、的模型方法。5 、了解納米科學技術的初步內(nèi)容，知道納米材料的一些奇特性質及潛在的重要應用前景。6 、通過學習和活動激發(fā)學生學習物理的興趣，產(chǎn)生進一步探究物質微觀結構的欲望，養(yǎng)成學以致用的良好習慣。進一步體會生活、物理、社會之間密不可分的關系。教具學具粉筆、放大鏡、水、高錳酸鉀、酒精、玻璃管、鉛塊、鉤碼、燒杯、實物投影儀、各種不同物質的分子結構模型圖片、模擬分子間作用力的課件教學重點、難點1、重點：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出一種模型猜想，收集證據(jù)證實提出的猜想。2、難點：建立分子結構模型。課前研究（學習）的問題1 、組織學生在網(wǎng)上及生活中自己收集的有關分子運動的資料。2 、組織學生留心生活中常見的有關

15、分子運動及能體現(xiàn)分子間存在作用力的現(xiàn)象。3、用放大鏡看電視機的屏幕，記下觀察到的現(xiàn)象。教學過程教學階段與時間分配教師主導學生主體點評一、導入2分鐘師：請冋學們將書翻到25頁，從這節(jié)課開始，我們將進入第七章的學習，首先看下導語，向物質世界的兩極進軍。我們知道這個世界是由形形色色的物質構成的，教室里的課桌、講臺、黑板、門窗，我們用的課本、文具等等無一不是這樣，那么物質世界的兩極是指什么呢？師：大到什么程度？師：小到什么程度呢？師：這節(jié)課我們首先來探究微觀的世界。生：極大和極小生：浩瀚的宇宙生：微小的粒子對語言不夠準確的回答，請其他同學糾正，或教師引導。二、通過對觀察到的現(xiàn)象提出猜想、收集證據(jù)驗證猜

16、想的探究方法建立物質微觀結構模型15分鐘現(xiàn)象1：用粉筆在黑板上畫一直線，再用放大鏡對筆跡仔細觀察，你看到什么現(xiàn)象？師：我手里有一杯純凈的水，用放大鏡看水面。師：根據(jù)這兩個現(xiàn)象請同學們猜想一下物質可能是由什么構成的？師：這些微小的顆粒是如何構成我們所看到的連續(xù)體的呢？猜想一下師：究竟哪種猜想正確，或者還有其他可能，那么為了驗證猜想，我們應該怎樣做？現(xiàn)象2：下面請同學們看一個實驗，將咼錳酸鉀顆粒放入水中，將會看到什么現(xiàn)象？實驗要求：燒杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃動。咼錳酸鉀顆粒倒入水中的瞬間，立即開始觀察，請注意變化的過程。師：我們來交流在這個實驗中所看到的現(xiàn)象。師：水怎么變成紫色的呢？能不

17、能具體描述一下水變成紫色的過程。師：再過段時間，燒杯中的水會怎樣？師：這個現(xiàn)象支持了上述哪個猜想？師：結合現(xiàn)象解釋一下構成水的微粒之間是有間隙的，構成高錳酸鉀的顆粒進入水的空隙，使水慢慢變成紫色。師：有沒有反對意見？師：看來通過這個現(xiàn)象我們還無法弄清物質的微觀結構，爭論在于液體究竟是連成一片的，還是之間有空隙？現(xiàn)象3:下面我們繼續(xù)看一個實驗：向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精，在液面最咼處做一標記。然后封閉管口，并將玻璃管反復翻轉，使水和酒精充分混合，觀察液面的位置，混合后你們看到了什么現(xiàn)象？師：該現(xiàn)象支持了哪個猜想？生：粉筆顆粒靠在一起形成連續(xù)體。生：水面連續(xù)光滑。生：物質可能是

18、由小顆粒組成的。生甲：顆粒是緊密的靠在一起的。生乙：顆粒之間是有空隙的。生：做實驗進行驗證。觀看演示實驗生：水慢慢變成紫色。生：高錳酸鉀顆粒沉入杯底，把一部分水染成紫紅色，然后這紫紅色慢慢向四周擴散開來。生：整杯水都紫色。生：微粒之間是有空隙的。生：我們看到咼錳酸鉀顆粒進入了水的內(nèi)部，也可以這樣解釋，固體是由微小顆粒組成的,而液體是連成一片的，固體微粒擠進了液體中。生：酒精與水混合后的體積變小了。生：顆粒之間是有空隙的。如有其他說法，給予肯定和引導。請其他同學認真聽并及時糾正請學生舉手發(fā)言。請其他同學認真聽并及時糾正。請大家思考師：具體解釋一下（請學生回答）師：以上是我們根據(jù)觀察到的現(xiàn)象對物質

19、微觀結構提出的猜想，科學家在研究物質結構時，按照這樣的研究方法提煉出了關于物質微觀結構的三種模型，你認為哪種模型能夠完善的解釋上述活動中看到的現(xiàn)象呢？模型1物質是由微小的顆粒組成的，各個顆粒緊靠在一起，形成了我們所看到的連續(xù)體；模型2物質是由微小的顆粒組成的，顆粒之間有空隙；模型3固體是由微小顆粒組成的，液體是連成一片的，固體微?？梢詳D進液體中。師:為什么不選模型1、模型3呢？（請學生回答）生：構成水的顆粒和構成酒精的顆粒之間是有空隙的，兩種顆粒在混合時彼此進入對方的空隙，所以混合后總體積變小。如果液體是連成一片的話，混合后這兩種液體的總體積不會改變。生：模型2生：各個顆粒之間有空隙，并不是緊

20、靠在一起的，所以模型1不成立，而酒精和水的混合實驗說明液體不是連成一片的，不僅是固體，液體之間也有空隙，所以模型3也不成立。選2。請學生做出正確的選擇和評價。三、介紹分子是保持物質化學性質的最小微粒。4分鐘師：這樣我們就從宏觀現(xiàn)象入手，通過一次次的猜想和論證建立了物質的微觀模型：物質是由微小的顆粒組成的，顆粒之間有空隙。這些微粒究竟可以分到怎樣的程度？打個比方，用噴水壺把水分成一滴一滴的，一滴水能否再分？能分到什么程度不能再分？分到什么時就不再是水了？師：科學家們發(fā)現(xiàn)，物質是可分的，許許多多的現(xiàn)象都能用物質的微粒模型來解釋。上述三例只是其中的一些。他們還發(fā)現(xiàn)當物質分到一定程度后，化學性質會發(fā)生

21、變化。比如水，分到一定程度就不再保持水的性質了。科學家們把能保持物質化學性質的最小顆粒稱為分子。四、利用顯師：以上我們從宏觀現(xiàn)象出發(fā)建立了微鏡收集到更多證據(jù)支持物質微觀結構模型，觀看顯微鏡下觀察到的細胞、分子結構圖5分鐘物質微觀結構模型，而實際上我們憑肉眼能看到物質的內(nèi)部嗎？師：假如能看到，這個模型將更有說服力。師：來看一些圖片，這是通過光學顯微鏡看到的植物細胞，細胞之間是有空隙的，細胞還不是最小的顆粒，要看到分子怎么辦？師：這是用電子顯微鏡觀測到的金屬微觀結構圖。師：放大鏡、各種顯微鏡的發(fā)明和利用在科學家收集證據(jù)、認識物質微觀世界性質方面起了非常重要的作用，它們拓展了人們的視力范圍，收集了更

22、多證據(jù)，支持了科學家提出的模型。展示苯分子、蛋白質分子圖片。生：不能生：利用放大設備生：利用放大倍率更咼的電子顯微鏡對圖片進行講解五、知道分子的直徑，對分子大小有感性認識并建立分子模型3分鐘師：由此可見，分子很小，分子直徑的數(shù)量級：10-iom，水分子的直徑約為4X10-iom，這是一個什么概念，想象一下，如果讓2500萬個人手拉手站成一行，那么這個長度將繞地球赤道一圈，而如果讓2500萬個水分子一個挨一個排成一行，那么這個長度就只有1厘米。氫氣分子的直徑是2.3X10-i0m,1標準大氣壓下，1cm3（比劃一下，一個食指端的大小）的任何氣體約有2.7X1019個分子，讓這些氣體分子從容器中跑

23、出，如果1秒鐘跑出1億個,你們猜需要多長時間？約需9000年才能跑完師：既然引入分子概念，我們從物質微觀結構模型就可以得到分子模型請學生總結一下。生：物質是由大量分子構成的，分子間有空隙。總結得很好六、收集分子永不停息運動的實驗證據(jù)8分鐘師：請冋學們觀察面前的燒杯，看到整杯水都變成了紫紅色，現(xiàn)在我們知道這是分子之間有空隙造成的，除此之外這個實驗還能說明什么呢？師：結合實驗現(xiàn)象解釋一下師：從日常生活中你們還能找到哪些證據(jù)來證明呢？師：樟腦丸為什么會變小？生：分子是運動的生：如果分子不運動，高錳酸鉀顆粒在水中就不會擴散，水就不會整杯變成紫色。生：（事例1）放在衣柜里的樟腦丸過一段時間變小了，并且聞

24、到了樟腦丸的味道。生：樟腦丸里面的分子由于運動跑到了空氣中。對語言不準確的表述及時糾正。師：繼續(xù)舉例。師：氣味分子怎么會跑進我們的鼻子里的？說明什么？師：從以上這些例子得到什么結論？生：（事例2）放學回豕聞到廚房傳來的飯菜香味。生：氣味分子由于運動從廚房跑到我們鼻子里。生：無論是氣體、液體還是固體中的分子都處在永不停息的運動中。學生不能回答時教師引導七、收集分子間存在作用力的證據(jù)。5分鐘師：分子會運動，而分子間又有間隙，那物體有沒有規(guī)則的形狀呢？是不是物體今天是一個形狀，明天又是個形狀呢？師：分析圓柱體的鉛塊為什么還能保持形狀？我們再看一個演示實驗：把二個表面光滑的鉛塊相互緊壓在一起師：你觀察到了什么現(xiàn)象？師：說明了什么？師：如果我繼續(xù)用勁往里壓，能不能把鉛塊壓短？師：這說明什么？師：生活中還有哪些現(xiàn)象說明分子間有相互作用的吸引力和排斥力？生：兩塊鉛塊緊擠在起。生：分子之間存在吸引力。生：不能生：分子間存在斥力。生：液體很難被壓縮。生：鐵棒很難被拉長。生：給予肯定的評價。對不正確的例子及時糾正。八、小結。3分鐘師：面對看不見也摸不著的微觀世界，我們是利用：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出一種模型作為猜想，再搜集證