高中物理 人教版 必修三《電磁感應(yīng)與電磁波初步》單元教學設(shè)計

2022年安徽省普通高中新課程新教材優(yōu)質(zhì)課評選

人教版必修第三冊第十三章

《電磁感應(yīng)與電磁波初步》

單元教學設(shè)計

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《電磁感應(yīng)與電磁波初步》單元教學設(shè)計

一、單元基本信息

學科物理實施年級高二年級設(shè)計者

課程標準模塊物理必修第三冊第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步

使用教材人民教育出版社必修第三冊(2019年版)

單元名稱第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步

單元課時5課時

二、單元設(shè)計規(guī)劃

(-)單元教學主題分析

本章是必修模塊的最后一章，在力學和電學的基礎(chǔ)上，落實課程

標準“電磁場與電磁波初步”的要求，內(nèi)容跨度大，但線索清晰.從

電和磁之間的聯(lián)系講到電磁感應(yīng)，再到電磁場、電磁波，然后從任何

物體都輻射電磁波，講到黑體輻射，進而引出能量量子化。是對于電

與磁關(guān)系的認識再次使人類認識到自然現(xiàn)象的統(tǒng)一。

1.單元主題概述本章對于電與磁關(guān)系的認識過程蘊含人類對事物認知的一般思

路：現(xiàn)象一感知一粗略(定性的描述)一精確(定量)的描述一確定

事物之間的關(guān)系(電生磁、磁生電)一研究事物的本質(zhì)屬性(電磁場

理論)……這一程序性知識是分析物理問題基本且重要的思路。這種

研究思路，普遍用于力、電、熱等問題的分析，是運動與相互作用觀

念的重要內(nèi)容。有助于學生的物理觀念的形成和跨學科知識的融會貫

通。

(1)對生活中磁現(xiàn)象的直觀、感性、定性描述

(2)精確地描述磁場的物理量----磁感應(yīng)強度8、磁通量。

2.單元知識結(jié)構(gòu)(3)電與磁的聯(lián)系-電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流、電磁場、電磁波，熱輻

射和能量子

(4)重視體會本單元蘊含的物理思想方法

2.單元知識結(jié)構(gòu)

【物理觀念】

(1)這一章在機械能和電能的基礎(chǔ)上把能量的觀念拓展到了電

磁領(lǐng)域，把物質(zhì)的觀念也拓展到了電磁場。通過電磁感應(yīng)進一步豐富

了運動與相互作用的觀念。

(2)通過黑體輻射的實驗規(guī)律與經(jīng)典電磁輻射理論的矛盾，引

出普朗克的能量量子化假說。普朗克的能量量子化假說向人們揭示了

微觀世界物質(zhì)客體運動的一個基本特征，并給出了微觀客體能量量子

化的最基本的規(guī)律。

【科學思維】

(1)通過前面講過的電場進行類比：磁場與電場類比、磁感應(yīng)

強度與電場強度類比、磁感線與電場線類比。通過類比的方法，發(fā)展

學生科學思維能力。

(2)教材引入電流元的微觀模型，幫助學生進一步體會理想化

模型的思想方法，逐步提高建模能力。

3.單元教學內(nèi)容

(3)麥克斯韋這個理論不能從當時已有的實驗結(jié)果中推導出來。

這里有他的創(chuàng)造性工作，即兩個大膽的猜想(假設(shè))。一個猜想以電磁

的地位和作用

感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，當磁場發(fā)生變化時，無論有沒有閉合導體，空間都

會產(chǎn)生感生電場；另一個是當電場發(fā)生變化時，空間會產(chǎn)生磁場。通

過這樣的教學讓學生深刻體會猜想在科學創(chuàng)新上的重要性。同時通過

“做一做”欄目讓學生體會赫茲對電磁波預言的證實。這部分內(nèi)容

體現(xiàn)了假說、理論預言、實驗證實、質(zhì)疑創(chuàng)新等科學思維在科學發(fā)

現(xiàn)中的重要意義。

【科學探究】

教科書通過實驗“探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”，提高學生科學

探究的能力。

(1)通過讓學生經(jīng)歷從初中的基礎(chǔ)上提出問題：切割磁感線是

產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法嗎？還有其他方法嗎？這些方法有什么內(nèi)

在聯(lián)系？培養(yǎng)學生質(zhì)疑的能力。

(2)經(jīng)歷電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程。讓學生體會到，“磁生電”

是一種在變化、運動的過程中才出現(xiàn)的效應(yīng)。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象很多，通過經(jīng)歷找到各種現(xiàn)象共同規(guī)

律的過程，培養(yǎng)學生歸納總結(jié)的能力。

【科學態(tài)度與責任】

(1)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象打開了電氣化時代的大門。教科

書的這些內(nèi)容可以使學生了解科學、技術(shù)、社會之間的關(guān)系。

(2)法拉第淡泊名利、獻身科學事業(yè)的一生對學生是一種精神

激勵。

(3)本章最后的科學漫步欄目“聆聽”宇宙，把學生的目光投

向浩瀚神秘的宇宙，激發(fā)學生對物理學的興趣。在學習科學知識的同

時，為中國的科技發(fā)展而自豪，為南仁東的科學精神而感動。

(4)物理學的重要概念是怎樣形成和演變的？它的理論體系又

是如何發(fā)展和完善起來的？這些歷史的追問能使學生感悟到物理學

的發(fā)展是由一次次重大思想的突破和研究方法的進步所結(jié)晶出來的。

這其中包含著對傳統(tǒng)觀念的一次次解脫和前輩科學家的獨特思考與

探索。____________________________________________________________

(二)單元課標要求及教材分析

3.3.1能列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。了解我國古代在磁現(xiàn)

象方面的研究成果及其對人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)

發(fā)展。

3.3.2通過實驗，認識磁場。了解磁感應(yīng)強度，會用磁感線描述

磁場。體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。

例1判斷通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向，用磁感線描繪

通電直導線和通電線圈周圍的磁場。

3.3.3知道磁通量。通過實驗，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感

應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對現(xiàn)代社會的影響。

1.課標的要求

例2收集資料，了解手機無線充電的原理。

3.3.4通過實驗，了解電磁波，知道電磁場的物質(zhì)性。

3.3.5通過實例，了解電磁波的應(yīng)用及其帶來的影響。

例3知道手機和衛(wèi)星通信等都是電磁波的應(yīng)用。

3.3.6知道光是一種電磁波。知道光的能量是不連續(xù)的。初步了

解微觀世界的量子化特征。

【初中已有觀念】

學生通過初中物理對電磁初中已有觀念

學知識有了一定的認知基礎(chǔ)和

了解而且學生經(jīng)過初中的學習，

對磁現(xiàn)象、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電磁

波有了一些較為理性的認識，會

用一些簡單的方法描述它們。

電磁波的產(chǎn)生、應(yīng)用

【新教材“電與磁”整體內(nèi)容結(jié)構(gòu)】

本章內(nèi)容跨度較大，從磁場到電磁感應(yīng)，從電磁場到電磁波以及

微觀世界的量子化。本章既要關(guān)注學生在這部分內(nèi)容的初中基礎(chǔ)，又

2.教學內(nèi)容分析要考慮到是高中的必修內(nèi)容，不能講得太深太難，深入探究的內(nèi)容在

選擇性必修模塊中繼續(xù)學習。

【單元課時內(nèi)容結(jié)構(gòu)】

3.課時知識結(jié)構(gòu)

黑體能級

（三）單元學情分析

對于磁感線的教學，需要學生具備三維空間的想象能力。磁感線

的分布是在三維空間內(nèi)的，對于通電直導線和通電圓環(huán)周圍磁感線的

分布情況，如果學生缺乏三維空間想象能力，將會遇到學習障礙。教

師應(yīng)該通過演示實驗來幫助學生理解，加深認識，有條件的情況下盡

可能讓學生做分組實驗，增加感性認識。教學中應(yīng)注意培養(yǎng)學生的空

間想象力，使學生形成經(jīng)典物理的物質(zhì)觀、運動觀和相互作用觀等物

理觀念，并能用這些觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題。

對于磁通量概念的教學，需要注意的是磁通量雖有正負，但沒有

方向，是標量。磁感線穿過某個面時，該面是存在正反兩個面的，設(shè)

從一個面穿進去時設(shè)為正值，則從另一個面穿進去時就是負的，學生

會誤認為有正負的物理量就是矢量。這里讓學生進一步加深對標量和

1.認知基礎(chǔ)矢量的理解，教師通過演示實驗重點強調(diào)。

學生在初中已經(jīng)學習過電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但是初中是限定于一種切

割磁感線的特殊情況，沒有上升到普遍規(guī)律。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條

件是閉合電路的磁通量發(fā)生變化，學生理解時會遇到困難。通過設(shè)計、

模仿法拉第的實驗，將原來淺顯已知的產(chǎn)生感應(yīng)電流的非充要條件

（閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動），提升為產(chǎn)生感

應(yīng)電流的充要條件，從而達到引導學生通過實驗引發(fā)深入思考主動地

獲得知識的目標。

學生初中已經(jīng)學習過電磁波，學生對電與磁的聯(lián)系和電磁波有較

豐富的生活經(jīng)驗。學生對手機等通訊工具，使用過收音機、電視機等

電子設(shè)備較為熟悉，對于這部分知識的理解學生感覺比較簡單。

學生前面學習過了電場的知識，對磁場的知識的學習可類比電場

來學習，但有些不同點學生容易混淆，易受思維定式的影響。例如磁

感線和電場線的區(qū)別：電場線是從正電荷出發(fā)，終止于負電荷，不是

閉合的曲線；而磁極不是單獨存在的，-一個磁體總有兩個磁極，磁體

內(nèi)部、外部都有磁感線，磁感線在磁體外部是從（N）極出發(fā)，回到

（S）極，在內(nèi)部是從（S）極到（N）極，是閉合的曲線。對于磁體

2.學科前概念

內(nèi)部也要有磁場，學生不易理解。通電螺旋管內(nèi)部的磁場和條形磁體

類似，把小磁針放在通電螺旋管內(nèi)部，判斷小磁針指向的方法，學生

可能利用同名磁極相斥異名磁極相吸來判斷，這是錯誤的理解。應(yīng)根

據(jù)小磁針靜止時（N）極的指向為磁感線的方向，即磁場的方向。

磁感應(yīng)強度的定義是用電流元所受磁場力與電流元之比定義磁

感應(yīng)強度，而不是像試探電荷受力與試探電荷的電荷量之比來定義電

場強度，這是學生不容易想到的。這里還涉及到極限思想，雖然前面

高中的學習已經(jīng)接觸了極限思想，但對電流元的理解還是存在一定的

困難。此處科學研究方法有：用物理量之比定義新物理量值定義法、

理想化模型法、微元法、類比法。特別需要指出的是，類比法是一種

重要的研究方法和思維方法，可以發(fā)展學生的求同思維和變異思維能

力。

對磁通量的概念學生不易理解與掌握，教師可以用磁感線的疏密

來幫助理解磁感應(yīng)強度的大小，類比電場強度的強弱也是用電場線疏

密來表示。磁感線（電場線）的疏密程度可以理解為單位面積上穿過

的磁感線的多少，我們叫磁通（電通）密度，而磁感線的多少就是磁

通量，單位面積上的磁通量就是磁感線的疏密程度即磁通密度，就是

我們學習的磁感應(yīng)強度。磁通量也可形象理解為通過磁感線的數(shù)量，

這樣就容易理解磁感應(yīng)強度與磁通量的關(guān)系了。磁通量的表達式先從

勻強磁場再到非勻強磁場，是逐漸深入的過程。這也滲透著微元法和

累積求和的思想，需要讓學生在親身體驗中理解這一重要的思想方

法。

學生在學習本章知識的過程中，通過物理學史的學習，引領(lǐng)學生

從中接受科學思維和科學方法的熏陶，領(lǐng)悟科學探究的精神。奧斯特、

法拉第等科學家發(fā)現(xiàn)了“電生磁”和“磁生電”，打開了電與磁聯(lián)系

的大門。經(jīng)過麥克斯韋的進一步研究，建立了電磁場理論，統(tǒng)一解釋

了各種電磁現(xiàn)象。普朗克的能量量子化假說向人們揭示了微觀世界物

質(zhì)客體運動的一個基本特征，并給出了微觀客體能量量子化的最基本

的規(guī)律。在此之前，人們都認為由宏觀世界過渡到微觀世界只不過是

物質(zhì)大小、尺度的變化，而宏觀現(xiàn)象所遵從的基本規(guī)律則一成不變地

3.認知關(guān)鍵點

適用于微觀領(lǐng)域。正是能量量子化第一次沖擊了這種傳統(tǒng)觀念，成為

物理學發(fā)展史上一個重大的轉(zhuǎn)折，具有深刻的意義。

在學習能量量子化理論之前，學生接受的都是經(jīng)典的電磁理論，

認為電磁波理所當然的以波的形式存在。能量量子化的初步認識，使

學生打開了新的思維模式，也為后面繼續(xù)學習光電效應(yīng)及波爾理論奠

定了基礎(chǔ)。

能量量子化假設(shè)與我們宏觀世界的生活經(jīng)驗以及已經(jīng)成熟的經(jīng)

典電磁理論都是格格不入的，其概念的沖突是顛覆性的。學生生活中

的經(jīng)驗認為能量和流水一樣是連續(xù)的，所以對于中學生來說，理解能

量的發(fā)射和吸收是一份一份的有一定困難。當然普朗克的量子理論剛

提出時，很多科學家也不理解和難于接受。引導學生理解物理學家提

出能量量子化理論是對客觀世明本質(zhì)的尊重和近代物理學發(fā)展的必

然要求，也是當今現(xiàn)代化社會、現(xiàn)代化科技發(fā)展的動力源泉和根基。

量子物理的新世界，極大地豐富和深化了人們對于物質(zhì)世界的認

識。建議在學生課前充分預習和課上適當討論的基礎(chǔ)上，教學難點的

突破均以教師的生動講解為主。多鋪墊、多設(shè)疑，按照物理學史的發(fā)

展進程展開，讓學生從物理大師科學家的科學探索活動中，體會到物

理學驚心動魄的發(fā)展歷程，學習他們實事求是的科學方法和勇于創(chuàng)新

的科學精神。

（四）單元教學目標的確定

教學目標核心素養(yǎng)內(nèi)涵

1.了解電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程，體會奧斯特發(fā)現(xiàn)

科學態(tài)度與責任社會責任

的重要意義，體會探索自然奧秘的艱辛與克服困

科學本質(zhì)

_______________難帶來的成就感。________________

2.認識磁場、磁感線、知道幾種常見磁場的磁感

物質(zhì)觀

線空間分布，體會如何利用形象化的手段描述物物理觀念

模型建構(gòu)

理現(xiàn)象?？茖W思維

科學推理

3.會用安培定則判斷通電直導線和通電線圈的磁

模型建構(gòu)

場方向。了解安培分子電流假說?？茖W思維

科學推理

4.會用類比的方法定義磁感應(yīng)強度，進一步體會

科學思維科學思維

微元法和物理量之比的方法。會用磁感應(yīng)強度的

____________定義式進行相關(guān)的計算。_____________

5.知道磁通量，會計算勻強磁場中通過某一面積科學思維科學思維

的磁通量。

6.經(jīng)歷感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究活動，學會通過

科學推理

現(xiàn)象分析歸納事物本質(zhì)的科學思維方法，認識實科學思維

科學論證

驗觀察能力和邏輯思維能力在科學探究中的重要科學探究

解釋交流

作用，提高學生的科學探究、分析論證能力。

7.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的曲折發(fā)現(xiàn)過程，體會科學

家的科學精神；了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的重大歷

社會責任

史意義及其廣泛的應(yīng)用，體會科學技術(shù)對人類文科學態(tài)度和責任

科學態(tài)度

明的推動作用。

8.了解電磁波本身是一種物質(zhì)，能傳遞信息和能物理觀念物質(zhì)觀

量。了解電磁波譜中各波段的主要特性及其在科科學思維科學推理

技經(jīng)濟和社會信息化等方面中的重要應(yīng)用。

9.了解發(fā)現(xiàn)電磁波的歷史，領(lǐng)會在此過程中蘊含

的科學方法和科學精神；體驗赫茲的電火花實驗，科學推理

科學思維

領(lǐng)會物理理論和實驗的相互配合對科學發(fā)展的巨科學論證

科學探究

大作用。問題證據(jù)

10.了解黑體輻射及其研究歷史，體會科學探究的

科學本質(zhì)

方法。了解能量子的概念及得出過程，領(lǐng)會科學

科學探究科學推理

概念的創(chuàng)新性突破中蘊含的科學思想。了解宏觀

科學思維質(zhì)疑創(chuàng)新

物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子理論

科學態(tài)度和責任問題證據(jù)

建立的意義，極大地豐富了人們對物質(zhì)世界的認

科學態(tài)度

識。

（五）單元課時規(guī)劃

1.磁場磁感線1課時

2.磁感應(yīng)強度磁通量1課時

3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用1課時

4.電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用1課時

5.能量量子化1課時

（六）單元活動設(shè)計

解決“老年寶”手機無法實現(xiàn)無線充電的問題

了解手機通信是電磁波的應(yīng)用

單元核心任務(wù)

u

iill

活動1.1尋找研究磁場的方法

活動1.2探究條形磁鐵周圍的磁場分布

活動1.3探究電流周圍的磁場分布

活動1.4磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

活動2.1感知磁場強弱

活動2.2尋找除磁體以外的磁場試探物體

活動2.3通電導線的微元化

活動2.4_____________________設(shè)計方案''測量”磁場力

活動2.5活動五：控制變量驗證k與IL無關(guān)

活動2.6磁感應(yīng)強度定義中的垂直

活動3.1探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

活動3.2探究手機無線充電

活動4.1赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的實驗

活動4.2演示電磁波的傳播不需要介質(zhì)

活動4.3演示無線電報機傳遞信息

活動4.4演示電磁波的調(diào)頻與調(diào)幅

活動4.5探究電磁發(fā)射裝置對收音機的影響

活動5.1探究熱輻射現(xiàn)象

活動5.2探究熱輻射波長與溫度的關(guān)系

活動5.3分光鏡觀察原子發(fā)射光譜

【活動細節(jié)】

活動名稱活動1.1:尋找研究磁場的方法

活動時空一El課內(nèi)口課外□課內(nèi)外一

活動指向底是什么□為什么回如何做□做得如何

學習內(nèi)容磁場研究方法的構(gòu)建、深化磁感線概念

活動目標一知道用小磁針研究方向、鐵屑研究方向、理解磁感線概念

1.自制動畫：磁石與消磁條形磁體“拯救”大頭針

活動情境

2.實驗探究：探究天然磁石周圍磁場分布_______________________________

活動資源動畫、天然磁石、消磁條形磁鐵、小磁針、鐵屑、實驗平臺

播放動畫創(chuàng)設(shè)情境：

設(shè)問1：誰才能“拯救”掉到“陷H.w∣

阱”里的大頭針？

設(shè)問2：為什么“石頭”能夠吸引*?L\

大頭針？

設(shè)問3:我們用什么來研究周圍的磁場分布呢？

實驗演示：兩個較大小磁針，放置?

生:觀察它們的現(xiàn)象有什么不同？3/

設(shè)問4：如果研究周圍磁場分布怎~T1****

活動過程么辦？

實驗演示：利用鐵屑探究磁石周圍分布

生：觀察鐵屑分布哪里變化更明顯

演示3：用透明玻璃板輕輕的覆蓋在鐵屑的表面，并記錄這些方向的連線。

觀察得出：它們的疏密可以代表磁場強弱。箭頭指向代表磁場方向，這些

帶箭頭的曲線可以用來描述磁場分布一磁感線

總結(jié)研究磁場的方法：

jr

強弱分布一鐵屑

磁場方向一小磁針

<8場方向

描述方法一磁感線

1.知道磁場是一種特殊物質(zhì)的觀念。

2.能培養(yǎng)滲透“微元”“極限”思維方法。

活動評估

3.能感悟和學會研究磁場的方法

4能否理解磁感線的含義。_____________________________________________

活動名稱活動1.2:探究條形磁鐵周圍的磁場分布

活動時空一El課內(nèi)口課外□課內(nèi)外一

活動指向一團是什么0為什么回如何做□做得如何一

學習內(nèi)容___________探究條形磁鐵周圍的磁場平面分布及觀察空間分布___________

通過實驗，熟悉探究磁場的方式方法，并能從“點”、“面”、“體”、

活動目標

的遞進中深化對磁場分布的認知。______________________________________

自制分組實驗教具：傳統(tǒng)描繪條形磁鐵的器材是用一塊透明玻璃板，

覆蓋在鐵屑上描繪一個平面的磁感線。我將其改裝成兩塊透明玻璃，拼裝

成一個平面描繪磁感線。并選擇條形磁鐵不同的四個平面分成ABCD四組，

活動情境讓學生分組完成不同平面磁感線的描繪實臉。然后將四組的結(jié)果拼裝在一

個固定的底座上，這樣學生便“由平面到空間”初步完成并體驗感知了條

形磁鐵磁場空間分布的樣子。從而體現(xiàn)了“由點到面再到空間”的科學研

究思想和“思維的動態(tài)形成過程”。更加符合學生的認知規(guī)律。_________

教具、條形磁鐵、鐵屑、小磁針、紅黑記號筆、條形磁體磁場空間分

活動資源

布演示裝置___________________________________________________________

設(shè)問1:條形磁鐵周圍某一平面磁場B夔

分布是什么樣子呢？J

分組探究：學生利用研究磁場的方

法，結(jié)合實驗器材進行探究實驗，并IiIt

畫出磁感線。

Ib

設(shè)問2:那它周圍磁場空間的的分布又是什么AI

樣子呢？

師生活動：選擇條形磁鐵不同的四個平面分成2

活動過程ABCD四組，讓學生將自己畫出的磁感線，拼接

到老師的底座上。合作完成空間分布的探究。4

設(shè)問3:同學們合作的結(jié)果只能大致看出條形

磁場周圍空間磁場的分布情況，想不想看更逼I

真的實驗？1

師生活動：展示條形磁體磁感線空間分布演示

裝置，學生觀察并體會物理學對稱之美。91

1.能利用之前膨成方法探究條形磁鐵某一平面的磁場分布

2.能在實驗過程中很好的合理分工、交流合作。

活動評估

3.能認知條形磁體從平面到空間磁場分布，并能分析總結(jié)其特點。

4能學會由“點”及“線”從“面”到“空間”研究問題的科學方法

活動名稱活動1.3:探究電流周圍的磁場分布

活動時空__________________0課內(nèi)口課外口課內(nèi)外_____________________

活動指向團是什么口為什么回如何做國做得如何一

學習內(nèi)容一探究直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管周圍的磁場分布

活動目標一通過實驗，認識和了解直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管周圍的磁場分布

創(chuàng)設(shè)探究探究直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管垂直平面磁場分布的

活動情境

實驗情境。____________________________________________________________

改裝直流電源、單砸直導線、環(huán)形導線、繞制螺線管、小磁針、鐵屑等實

活動資源

臉器材

設(shè)問1:除了磁體，還有什么周

國有磁場？

演示實驗：奧斯特實驗，并用小

磁針探究兩點的磁場方向

設(shè)問2:又如何探究直線電流某

一平面的磁場分布呢？

實驗探究：將直導線插入實驗平

臺，鐵屑研究分布，小磁針研究

方向。引導學生觀察鐵屑走向的

變化。并用磁感線記錄磁場分布。

設(shè)問3:環(huán)形電流周圍的磁場又

是什么樣子呢？

模擬演示：自制直導線磁場空間分布模型，慢慢彎曲，引導學生猜想磁

活動過程場疊加后情況。

實驗探究：實險探究環(huán)形電流某一平面磁場分布，并用磁感線記錄磁場

分布，驗證猜想。

設(shè)問4:有沒有什么方法能幫助我

們記住磁場和電流方向間的關(guān)系

呢？

師生活動：探討總結(jié)得出“安培定

則”

設(shè)問5:一個個環(huán)形電流疊加在

一起周圍的磁場分布又是什么

樣子呢？

實驗探究：實驗探究通電螺線

管某一平面磁場分布，并觀察鐵屑在通電螺線管內(nèi)外分布特征，臉證猜想。

1.知道直線電流周圍的磁場分布，并能用磁感線描述。

2.能用“微元疊加”的思想猜想環(huán)形電流周圍的磁場分布，并通過實驗驗

證。

活動評估

3.總結(jié)并生成安培定則，并能熟練運用。

4.能用“微元疊加”的思想猜想通電螺線管周圍的磁場分布，并通過實驗

驗證。

活動名稱活動1.4：磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

活動時空_____________________口課內(nèi)口課外回課內(nèi)外_____________________

活動指向EI是什么回為什么□如何做口做得如何一

學習內(nèi)容一安培“分子電流假說”一

活動目標通過對比實驗現(xiàn)象，總結(jié)推理。了解磁現(xiàn)象電本質(zhì)

展示通電螺線管內(nèi)部鐵屑分布，結(jié)合微元思想，創(chuàng)設(shè)“分子電流假說”的

活動情境

情境。_________________________________________________________________

活動資源分子電流動畫、充磁機、大頭針、電源、消磁后的條形磁體

設(shè)問1:為什么磁鐵產(chǎn)生的磁場

和電流產(chǎn)生的磁場如此的相似

呢？

觀察對比：觀察通電螺線管內(nèi)外

鐵屑的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)外部鐵屑

分布與條形磁體周圍鐵屑分布類似。內(nèi)部鐵分布由雜亂無章變得趨于一

致。

設(shè)問2：螺線管的磁場是由一個個n八nA

環(huán)形電流產(chǎn)生的，難道條形磁鐵里

也有電流嗎？八八。。。。

師生活動：基于實驗現(xiàn)象一起了解

安培“分子電流假說”

設(shè)問3:誰內(nèi)部的的分子電流排列有序？誰內(nèi)部的的分子電流雜亂無章？

交流思考：猜想“天然磁石”和“條形磁體”內(nèi)部分子電流的分布特征。

活動過程設(shè)問4:有沒有什么方法能讓這個

條形磁鐵內(nèi)部的分子電流由雜亂無"■√-：L-：.-J

章變成有序排列呢？二=B

觀察思考：通電螺線管內(nèi)部鐵分布

由雜亂無章變得趨于一致?？捎镁€

圈內(nèi)部的磁場讓雜亂無章的分子電

流變得趨于一致，從而對外影顯磁

性，生成對“磁化”的理解。

設(shè)問5:銅和我們身邊的一些其他物品為什么不能被磁化？

拓展學習：課后上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，進一步深化對磁現(xiàn)象應(yīng)用及本質(zhì)的

了解。

1.能理解分子電流假說。

2.理解科學家探索物理問題的科學思維

活動評估

3.能內(nèi)化理解磁化的過程，并感受收獲知識的喜悅。

4.能感受知識“能與不能”的邊界。

活動名稱________________________活動2.1：感知磁場強弱________________________

活動時空一El課內(nèi)口課外口課內(nèi)外一

活動指向□是什么￡1為什么口如何做口做得如何一

學習內(nèi)容一感知磁場強弱，明確課程方向

通過實驗觀察，并通過自身的知識儲備，從現(xiàn)象中發(fā)掘事物的本質(zhì)，感受

活動目標

物理學的神奇。________________________________________________________

活動情景一實臉展示：磁石和磁體吸引大頭針_____________________________________

【器材】磁石磁體大頭針

活動資源

【圖文】相應(yīng)的照片和吸引的對比照片_________________________________

實驗演示:

磁石和條形磁體分別與大頭針作用，并展示給學生看

設(shè)問1:你觀察到哪些現(xiàn)象，這說明了什么？

活動過程

設(shè)問2:你是從什么角度研究該現(xiàn)象？

_____________________________________________________

1.知道磁場對物體力的作用

活動評估2.利用磁場基本知識解決基本問題

3.能從現(xiàn)象轉(zhuǎn)到本質(zhì)研究______________________________________________

活動名稱_______________活動2.2：尋找除磁體以外的磁場試探物體

活動時空El課內(nèi)口課外口課內(nèi)外一

活動指向EI是什么□為什么El如何做口做得如何

1.了解通電導線在磁場中受力

學習內(nèi)容

2.所受磁場力為橫向力，可模糊分析磁場力的方向

通過實驗觀察，并通過自身的知識儲備，找到磁場的受力物質(zhì)，并理清其

活動目標

中的方向問題。

1.實驗展示：安培力演示儀，通電導線在磁場中受力。

活動情景

2.師生互動：引導觀察磁場方向和受力方向

【器材】安培力演示儀學生電源強磁

活動資源

【圖文】模擬安培力演示的實驗過程

實驗演示：

演示操作過程1:

將金屬棒放置在光滑的金屬導軌之上，

并將強磁垂直放在導線上端，此時不接通電

源。

設(shè)問1:是否觀察到有什么現(xiàn)象？磁場對不

通電的導線是否有力的作用？

演示操作過程2:

將金屬棒放置在光滑的金屬導軌之上，并將

強磁垂直放在導線上端，并打開開關(guān)。

活動過程

設(shè)問2是否觀察到有什么現(xiàn)象？磁場對通

電后的導線是否有力的作用？

設(shè)問3此時磁場方向為哪個方向，通電導線受力方向？

1.能從上節(jié)課中反饋出通電導線的的磁場情況

活動評估

2.能對金屬導軌的受力分析

活動名稱_____________________活動2.3：通電導線的微元化

活動時空El課內(nèi)口課外口課內(nèi)外

活動指向EI是什么□為什么El如何做口做得如何

學習內(nèi)容了解電流元的基本定義和來源

活動目標通過實驗觀察，深化微元思想

1.實驗展示：剪短導線過程

活動情景

2.師生互動：引導微元，并與試探物體的特征聯(lián)系在一起

【器材】剪刀長導線

活動資源

【圖文】模擬導線變短過程

設(shè)問1:將通電長導線放入磁場中，是否能描述某一點磁場強弱？它是否

符合試探物體的特征？

設(shè)問2應(yīng)該如何操作？

師生互動：引導學生進行剪短操作。

活動過程

1.能從試探物體的特點上，了解微元的思想

活動評估

2.理解電流元的概念

活動名稱__________________活動2.4：設(shè)計方案“測量”磁場力

活動時空El課內(nèi)口課外口課內(nèi)外一

活動指向EI是什么￡1為什么El如何做口做得如何

1.熟悉各個器材的使用方式和基本原理

學習內(nèi)容

2.以小組合作方式，形成統(tǒng)一方案

活動目標通過簡單操作，讓學生熟悉實驗的主要原理，并且能夠進行基本操作

在明確通電導線受力方向與磁場方向關(guān)系后，強電通電導線和磁場的

活動情景空間方位。以簡易操作的形式，將實驗的過程簡化，學生更容易接受。本

過程以學生操作為主，熟悉器材特性，小組輪流操作。

【器材】學生電源臺程不同長度的串聯(lián)多匝線圈磁體

活動資源

【圖文】器材對應(yīng)的照片，和部分功能的強調(diào)

器材圖片展示功能：

設(shè)問1句強磁場的方向？

設(shè)問2通電導線在磁場中

的長度？

設(shè)問3臺秤的測量原理？

實驗操作

學生實際操作，教師巡視

指導，強調(diào)組裝過程和操

作過程的注意事項。

活動過程

學生匯報與教師強度方案特點：（初始去皮清零，通電后測量，轉(zhuǎn)化受力）

1.小組討論，形成統(tǒng)一方案，學生代表匯報測量方案

2.能在實臉過程中很好的合理分工、交流合作。

3.體會二力平衡原理的的應(yīng)用。

活動評估

活動名稱活動2.5:控制變量驗證k與IL無關(guān)

活動時空El課內(nèi)口課外口課內(nèi)外一

活動指向EI是什么□為什么回如何做團做得如何

1.熟練控制變量法的研究過程

學習內(nèi)容2.通過實驗，清晰感知磁場對通電導線的力的大小變化

3.通過計算，感受物理量的產(chǎn)生過程

從實驗中，提升學生的組織能力和計算能力，并進一步提升學生的科學素

活動目標

養(yǎng)。

以自制的實驗器材，讓學生更清晰感知力的方向及大小。通過改變電

活動情景流大小和改變線圈的長度，深度理解通電導線在磁場中的受力特征，并結(jié)

合所學知識了解磁場強弱的特性，及磁場力的特性體現(xiàn)。

【器材】學生電源臺拜不同長度的串聯(lián)多匝線圈磁體

活動資源

【圖文】活動小組的數(shù)據(jù)收集表格

設(shè)問1:在電場中，F(xiàn)

不能直接表示場的強弱，

而是把F/q定為描述場的

強弱關(guān)系，那么在磁場中

應(yīng)該如何來看呢？

師生互動引導學生

將磁場力與通電導線的特

征IL進行比較

設(shè)問2:猜想比例系數(shù)

k可以表示磁場強弱，臉證

k應(yīng)該與IL無關(guān)，應(yīng)該利

用怎樣的實臉方案？

討論交流：引導學生利用控制變量法

進行實驗

活動過程

學生分組實驗：

學生親自操作，教師巡視指導。結(jié)合

實驗現(xiàn)象及測量的數(shù)據(jù)，進行進一步分

析，合作交流，相互臉證

學生匯報數(shù)據(jù)：

每組同學各自k值均為定值，不同組別磁場不同，k值不同，相互臉

證，最終得到k與IL均無關(guān)的結(jié)論和與磁場有關(guān)的結(jié)論。

1.完成以下活動表格

L

線圈長度上電流/(A)磁場力/(10-sN)k=

_________IL

0.