人教物理选修3 232磁感应强度教学设计.docx
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人教物理选修3232磁感应强度教学设计
3-2磁感应强度教学设计
一、教学分析
磁感应强度是电磁学的基本概念之一,是本章的重点。
同时,磁场对磁极和电流的作用力(本质上是磁场对运动电荷的作用力)远比电场对电荷的作用力复杂,如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量是本章教学的一个难点。
用小磁针N极受力方向定义磁感应强度的方向,用电流元受磁场力与电流元之比定义磁感应强度,符合学生的认知水平。
二、学情分析
高二的学生对重力场和电场已经很熟悉,可以通过演示实验与电场强度的定义类比来突破难点,形成磁感应强度的概念。
这样让学生用已知的知识为经验去探究未知的领域也符合学生的认知规律。
三、教学目标
(一)知识与技能
1、理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL解答有关问题。
(二)过程与方法
1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验,分析总结,获取知识。
(三)情感、态度与价值观
学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
四、重难点突破
1、教学重点:
磁感应强度概念的建立是本节的重点(也是本章的难点),同时也是本节的难点。
通过与电场强度的定义的类比,以实验为基础通过理论推导说明磁场对电流元的力跟电流和导线长度的关系,并进一步引入磁感应强度的定义,从而突破难点。
2、教学难点:
磁感应强度概念的建立
五、教学方法
实验分析、讲授法
六、课前准备
1、教学资源:
小磁针、条形磁铁、蹄型磁铁、导体棒、电源、导线等。
多媒体课件、实物投影仪。
2、学生的准备:
认真预习课本及学案内容
3、教师的准备:
多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案
七、课时安排:
1课时
八、教学过程
(一)用多媒体课件出示本节学习目标.
(二)复习导入
磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.
怎样的物理量能够起到这样的作用呢?
紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?
[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的?
其定义式是什么?
[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为
E=qF.
过渡语:
今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.
主题内容
教师活动
学生活动
一、磁感应强度的方向
【演示实验1】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时,小磁针的N极所指的方向不同,可见磁场具有方向性,明确磁感应强度的方向的规定。
问题1:
电场强度的方向是如何规定的?
对研究磁感应强度的方向有何启示?
学生答:
规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。
场强的方向是从电荷受力的情况规定的;小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用,因此,磁场的方向可以从小磁针受力方向的角度规定。
问题2:
磁感应强度的方向如何规定?
学生答:
小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向
教师拓展:
把各个小磁针的指向连成线,也能描述磁场的方向,后来物理学家把它称为磁感线,其切线方向也为磁场方向。
教师做演示实验,并引导学生从电场入手,类比学习磁场的知识
学生观察实验,回顾电场知识,分析磁场知识
二、磁感应强度的大小
【演示实验2】用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的,说明磁场有强弱。
问题1:
磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
学生答:
不能。
因为小磁针不会单独存在一个磁极,小磁针静止时,两个磁极所受合力为零,因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱,即无法定义磁感应强度的大小。
问题2:
那如何研究磁感应强度的大小呢?
学生答:
磁场对磁极有力的作用,磁场对通电电流也有力的作用。
无法从小磁针受力的情况研究磁感应强度的大小,转换一下思维,我们可以从电流在磁场中受力的角度去研究。
在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。
但要使导线中有电流,就要把它连接到电源上,所以孤立的电流元是不存在的。
问题3:
那么我们怎样研究磁场中某点的磁感应强度
教师做演示实验,引导学生分析
学生观察实验,分组讨论交流
(三)新课讲解
呢?
学生答:
可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中,研究较长的一段通电导线的受力情况,从而推知一小段电流元的受力情况。
【演示实验3】如下图所示:
三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,将一根直导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较磁场力的大小,分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流由外部电路控制。
在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素
(1)保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。
——通电导线长度一定时,电流越大,导线所受磁场力就越大。
(2)保持电流不变,改变导线通电部分的长度。
——电流一定时,通电导线越长,磁场力越大。
(3)磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向间的关系。
——导线跟磁场垂直时,磁场对电流的作用力最大,导线跟磁场平行时,磁场对电流没有作用力。
小结1:
精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的磁场力的大小,既与导线的长度L成正比,与导线中的电流I也成正比,即与I和L的乘积成正比,用公式表示为F∝IL,引入比例系数B,写成等式为:
F=BIL。
问题4:
B有何物理意义呢?
在不同的蹄形磁铁的磁场中重复上面的实验。
结论:
(1)在同一磁场中,不管I、L如何改变,比值B总是不变的。
(2)I、L不变,但在不同的磁场中,比值B是不同的。
(3)B是由磁场本身决定的,在电流I、导线长度L相同的情况下,电流所受的磁场力越大,比值B越大,表示磁场越强。
小结2:
磁感应强度
(1)定义:
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度,即B=FIL。
说明:
如果导线很短,B就是导线所在处的磁感应强度。
(2)物理意义:
磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。
(3)单位:
在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯
教师做演示实验,引导学生分析得出结论
投影图片让学生了解特斯拉
学生观察实验,分组讨论交流
学生认真观察实验,并注意总结结论
拉,简称特,国际符号是T。
1T=1NA·m
(4)方向:
磁感应强度是矢量。
在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,即磁感应强度的方向。
了解部分磁场的磁
感应强度
小结:
本节课学习注意将磁场与静电场对比:
一是电场力和磁场力在方向上是有差异的。
电场力的方向总是与电场强度E的方向相同或相反;而磁场力的方向恒与磁感应强度B的方向
垂直。
二是E与B在引入方法上也是有差异的。
在电场强度E的引入中,考虑到的是电场中检验电荷所受的力F与检验电荷所带电量q之比;而在磁感应强度B的引入中,考虑的是磁场中检验电流元所受的力F与乘积IL之比。
教师引导学生对比得出结论
学生思考总结不同之处
九、板书设计
3-2磁感应强度
1、磁感应强度的方向:
小磁针静止时N极所指的方向为该处磁感应强度的方向
2、磁感应强度的大小
①定义:
B=FIL(条件:
电流I和磁场方向垂直)说明:
如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度。
②物理意义:
磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量
③单位:
特斯拉,简称特,国际符号是T1T=1NA·m
十、课堂训练
1.关于磁感应强度B的说法正确的是()A.B的方向就是小磁针N极所指的方向
B.B的方向与小磁针S极的受力方向相反
C.磁场中某处的磁感应强度大小,就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
D.B的方向与小磁针静止时S极所指的方向相反
答案:
D
2.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
答案:
D
3.下列说法中正确的是()
A.磁场中某处的磁感应强度大小,与该处是否放通电导线无关
B.一小段通电导线放在磁感应强度处处相等的磁场中不同地方,受力相同
C.一小段通电导线放在磁场中不同的两个地方受磁场力大小相等,说明磁场中的这两个地方磁感应强度大小相等
D.因为B=F
IL,所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线的受力F成正比,与IL乘积成反比
答案:
A
4.匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为4×10-3N,问:
该处的磁感应强度B多大?
如果该导线的长度和电流都增加一倍,则该处的磁感应强度的大小是多少?
通电导线拿走,该处的磁感应强度的大小是多少?
答案:
1.A2.0.1T0.1T0.1T
解析:
由磁感应强度的定义式:
B=F
IL得:
B=4×10-32×2×10-
2T=0.1T,当导线的长度和电流都增加一倍,磁感应强度的大小不变,仍为0.1T,磁场中某点磁感应强度的大小与通电导线的受力无关,与导线是否存在无关,由磁场本身决定。
十一、作业布置
1、课本85、86页习题1/2/32、练习册活页
十二、教学反思
1、本节内容是本章的重点内容,所以学好本节内容十分重要。
觉得类比教学可更多的交与学生进行类比,比较得出结论。
2、多选择概念题以加深学生的认识。
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- 人教物理选修3 232磁感应强度教学设计 物理 选修 232 感应 强度 教学 设计