《5.3 磁場　磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)

《5.3磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】第五單元第3節(jié)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.理解磁場、磁感線、磁感應(yīng)強(qiáng)度、勻強(qiáng)磁場、磁通量等概念；理解電流的磁場，會運(yùn)用右手螺旋定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向。2.會運(yùn)用磁感線描述磁場，能運(yùn)用磁感強(qiáng)度和磁通量的定義式進(jìn)行簡單的計(jì)算；逐步學(xué)會用觀察、歸納等方法進(jìn)行分析推理、發(fā)現(xiàn)事物規(guī)律。3.通過電磁研究歷史的簡單介紹，比如奧斯特實(shí)驗(yàn)及意義，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)獻(xiàn)身科學(xué)的熱情，通過介紹我國古代勞動人民對有關(guān)磁現(xiàn)象的研究成果，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和愛國熱情?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度、右手螺旋定則?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】磁感線、磁通量?！窘叹邷?zhǔn)備】條形、蹄型磁鐵，小磁針，鐵屑，螺線管，導(dǎo)線，電池組等?！窘虒W(xué)過程】◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題1．回顧復(fù)習(xí)初中所學(xué)磁場知識（1）什么是磁性？（2）什么是磁體？（3）電流能產(chǎn)生磁場嗎？（4）電流的磁場的方向與電流方向之間有什么關(guān)系？2．我國古代對磁現(xiàn)象的研究成果及應(yīng)用（1）大約在春秋末期（約前四五世紀(jì)）成書的《管子·地數(shù)篇》、戰(zhàn)國時期的《鬼谷子》、戰(zhàn)國末期的《呂氏春秋》等，都曾記述了天然磁石及其吸鐵現(xiàn)象，記述了世界上最古老的指南針──“司南”。（2）漢代王充在其著作《論衡》中對世界上最古老的指南針（司南）了進(jìn)一步詳細(xì)的記述，他寫道：“司南之杓，投之以地，其柢指南?！保?）沈括在《夢溪筆談》（卷廿四）中寫道：“方家以磁石摩鐵峰，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边@是世界上最早的關(guān)于地磁偏角的文字記載。（4）中國是最早將指南針用于航海的國家。南宋后，羅盤在航海中普遍使用，約12世紀(jì)末13世紀(jì)初中國指南針由海路傳入阿拉伯，又由阿拉伯傳到歐洲。3．教師講述：對此現(xiàn)象的研究，開始于對天然磁體的研究，奧斯特實(shí)驗(yàn)之后，人們開始了對電流磁場的研究，這直接導(dǎo)致了人們對利用磁場產(chǎn)生電流的研究，這一研究的成功是人類進(jìn)入了使用電力的文明時代。◆合作探究──新課學(xué)習(xí)一、磁場、磁感線1．認(rèn)識磁場（1）什么是磁場？磁場是存在于磁體和電流周圍的特殊物質(zhì)，它的基本特性就是對處在其中的磁極、電流有磁場力的作用。（2）磁場有強(qiáng)弱：磁場中的不同位置，磁場的強(qiáng)弱不同。以磁體為例，越靠近磁極的位置，磁場越強(qiáng)。（3）磁場有方向：磁場中某點(diǎn)的磁場方向，用放在該點(diǎn)的小磁針N極受力方向表示。將小磁針放入磁場中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時，N極的指向就是N極受的磁場力的方向，也就是該點(diǎn)的磁場方向。（4）物理學(xué)上用物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場的強(qiáng)弱和方向，用磁感線形象表示磁場的強(qiáng)弱與方向。2．磁感線（1）引入意義：用圖示形象的表示磁場，這種圖像既要表示出磁場的強(qiáng)弱又要表示出磁場的方向。（2）在磁場中，畫出一系列閉合曲線，使曲線上各點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場（放在該點(diǎn)的小磁針N及靜止時的方向）方向一致，磁場強(qiáng)的地方曲線密集一些，磁場較弱的地方，曲線稀疏一些。（3）磁感線的意義：磁感線的相對疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱，切線方向表示磁場的方向。

（4）幾種磁體磁場中的磁感線：如圖所示，在磁體外部，磁感線從N及出發(fā)到達(dá)S極，再經(jīng)磁體內(nèi)部回到N極，形成閉合曲線。（5）關(guān)于磁感線的討論：磁感線是為了形象表示磁場的強(qiáng)弱和方向而人為引進(jìn)的曲線，不能認(rèn)為有磁感線經(jīng)過的地方有磁場，磁感線沒有經(jīng)過的地方?jīng)]有磁場；磁感線總是形成閉合曲線；任何兩條磁感線不相交。二、電流的磁場1．奧斯特實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)演示（2）意義：使人們認(rèn)識到電流能產(chǎn)生磁場。經(jīng)過進(jìn)一步的研究，人們認(rèn)識到一切磁現(xiàn)象均起源于電荷的運(yùn)動，使人們認(rèn)識到了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的必然聯(lián)系。提示人們探究一個與此相反的問題──利用磁場獲得電流，導(dǎo)致電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，是人類進(jìn)入廣泛使用電力的現(xiàn)代文明。2．電流產(chǎn)生的磁場的分布與方向（1）直線電流的磁場：磁感線是以導(dǎo)線為圓心的同心圓。磁感線的環(huán)繞方向與電流方向滿足安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓拇指指向電流方向，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。（2）通電螺線管的磁場分布與方向：磁感線的分布與條形磁體的磁感線分布相似。磁感線的環(huán)繞方向與螺線管中電流的環(huán)繞方向滿足安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向通電螺線管電流的環(huán)繞方向，伸直的拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。3．交流評價──問題討論：學(xué)生分組討論教材第128頁“思考與練習(xí)”1。三、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．初步探究磁場對電流的作用力（1）回顧復(fù)習(xí)初中相關(guān)內(nèi)容：將通電直導(dǎo)線放入磁場，使電流方向與磁場方向垂直，此時磁場對電流的作用力的大小與磁場的強(qiáng)弱、通電導(dǎo)線在磁場中的長度、導(dǎo)線中的電流有關(guān)，在導(dǎo)線長度、電流一定時，磁場越強(qiáng)，磁場力越大。（2）探究磁場力：在磁場中的某一區(qū)域，垂直放入直導(dǎo)線，放入長度與電流乘積不同的直導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)所受磁場力不同，但每次磁場力（Fm）與導(dǎo)線長度和電流乘積（IL）的比值（）卻是相同的；在磁場中的不同區(qū)域，比值（）不同。對比比值（）大小與磁場強(qiáng)弱的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，比值（）大的地方恰好是磁場較強(qiáng)的地方，比值（）小的地方恰好是磁場較弱的地方，即比值（）的大小對應(yīng)磁場的強(qiáng)弱。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）定義：在磁場中，垂直于磁場的方向放置一小段通電直導(dǎo)線所受的磁場力Fm與導(dǎo)線長度和電流乘積IL的比值，稱為通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B表示，則：（2）單位：特斯拉，簡稱特，代號：T（3）意義：表示磁場的強(qiáng)弱與方向，它是矢量。它的大小與磁感線的相對疏密程度相對應(yīng)，它的方向與磁感線的切線方向相對應(yīng)。3．常見磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）一般永久磁鐵附近：（2）電動機(jī)、變壓器鐵芯內(nèi)部：（3）地面附近：（4）通過超導(dǎo)材料的強(qiáng)電流：4．勻強(qiáng)磁場磁場中，磁感強(qiáng)度大小相等方向相同的區(qū)域，稱為勻強(qiáng)磁場，如馬蹄形磁鐵中間部分，通電螺線管內(nèi)部等。勻強(qiáng)磁場中的磁感線是等間距的平行直線。四、磁通量1．定義：如果有一個垂直磁場方向的面積為S的平面，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，我們把磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積稱為穿過該面的磁通量，用字母表示，2．單位：韋伯，簡稱韋，代號：Wb。。3．意義：在面積一樣時，磁通量的大小也可以表示磁場的強(qiáng)弱；磁通量是標(biāo)量，沒有方向，但有正負(fù)，若規(guī)定從一個方向穿過面積時磁通量為正，則從相反方向穿過面積時，磁通量為負(fù)；磁通量是與研究電磁感應(yīng)現(xiàn)