視頻標(biāo)簽：磁感應(yīng)強(qiáng)度

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視頻課題：人教版高中《物理》選修3-1第三章第2節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度》河南省 - 洛陽(yáng)

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人教版高中《物理》選修3-1第三章第2節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度》河南省 - 洛陽(yáng)市教學(xué)設(shè)計(jì)

3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度

• 教材分析

    磁場(chǎng)對(duì)磁極和電流的作用力遠(yuǎn)比電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力復(fù)雜，磁感應(yīng)強(qiáng)度在第三章起承上啟下的作用，承接電場(chǎng)強(qiáng)度的學(xué)習(xí)；并為第四節(jié)課定量學(xué)習(xí)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力做好了鋪墊。

• 學(xué)情分析

初中已經(jīng)初步學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的相關(guān)概念，再加上學(xué)習(xí)過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，及方向的規(guī)定；通過(guò)對(duì)比學(xué)生很容易接受從受力角度探究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；但是用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要老師引導(dǎo)學(xué)生完成，高二學(xué)生已經(jīng)多次接觸過(guò)比值定義式，但是學(xué)生理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的意義還有一定難度。

• 教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能
1、知道磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、大小、定義式和單位
2、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義
（二）過(guò)程與方法    
1、進(jìn)一步體會(huì)比值法定義物理量
2、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、類(lèi)比、分組討論、分析總結(jié)，尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。
（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、體會(huì)物理規(guī)律的簡(jiǎn)潔美
2、培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新的科學(xué)探究精神
四、重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義
難點(diǎn)：尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量
五、教法、學(xué)法　
教法：我借助與電場(chǎng)的類(lèi)比，使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象之間的聯(lián)系，同時(shí)輔以啟發(fā)式教學(xué)，分組實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用控制變量法，借助改進(jìn)實(shí)驗(yàn)給出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，磁感應(yīng)傳感器檢驗(yàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度加深學(xué)生對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的認(rèn)識(shí)，層層遞進(jìn)。
學(xué)法：學(xué)生通過(guò)猜想、實(shí)驗(yàn)探究、分析歸納，體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，在相互合作、共同探討的過(guò)程中，給出定義。

• 教學(xué)過(guò)程

• 新課導(dǎo)入

觀看起重機(jī)視頻，使學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)弱有感性的認(rèn)識(shí)，引入磁感應(yīng)強(qiáng)度。
（二）新課教學(xué)
一 探究磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
演示實(shí)驗(yàn)一：觀察小磁針在條形磁鐵周?chē)�的不同位置指�?br /> 現(xiàn)象：小磁針在磁鐵周?chē)�的不同位置指向不�?br /> 物理學(xué)中規(guī)定：小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，為磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱(chēng)磁場(chǎng)方向。
二 探究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
教師引導(dǎo)：請(qǐng)回顧一下電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是如何定義的？
學(xué)生回答：在電場(chǎng)中放置一個(gè)試探電荷q，試探電荷在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力F，F(xiàn)/q就表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。
教師再引導(dǎo)：也從受力的角度來(lái)探究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，引導(dǎo)學(xué)生觀察小磁針和通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力。
教師問(wèn)：小磁針和通電導(dǎo)線哪一個(gè)更便于實(shí)驗(yàn)操作？
學(xué)生回答：通電導(dǎo)線。
老師解惑：小磁針不會(huì)單獨(dú)存在一個(gè)磁極，小磁針靜止時(shí)，兩個(gè)磁極所受合力為零，因此無(wú)法從小磁針受力的角度確定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，而通電直導(dǎo)線可以改變電流大小和在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度，因此我從通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力探究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，給學(xué)生指出明確的探究方向。
教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想：通電導(dǎo)體所受的磁場(chǎng)力可能與哪些量有關(guān)？
學(xué)生提出：電流的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)弱、導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向有關(guān)（需要引導(dǎo)）
教師問(wèn)：多個(gè)因素存在時(shí)，常用的實(shí)驗(yàn)方法？
學(xué)生答：控制變量法。
教師引導(dǎo)：用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）保持磁場(chǎng)和導(dǎo)線長(zhǎng)度不變，改變電流大小。
（2）保持磁場(chǎng)和電流大小不變，改變導(dǎo)線有效長(zhǎng)度。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
教師問(wèn)：分組提問(wèn)第一步和第二步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
教師總結(jié)現(xiàn)象：通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，但是仍然沒(méi)有得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式。
三 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

 
1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
保持通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直

通電導(dǎo)線長(zhǎng)度不變
I
F
結(jié)論

電流大小不變
L	200匝	400匝
F
結(jié)論

 
 
 
 
 
 
2實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）電源、電流表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、線圈串聯(lián)。
（2）拉力傳感器固定在鐵架臺(tái)上、線圈系上棉線掛在拉力傳感器下方離勻強(qiáng)磁場(chǎng)不宜太近。
（3）拉力傳感器和電流傳感器連入計(jì)算機(jī)端口。
（4）通電導(dǎo)線長(zhǎng)度不變，線圈接入200匝，打開(kāi)通用軟件先傳感器清零，設(shè)置采集10個(gè)點(diǎn)，    每秒采集1個(gè)點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)采集數(shù)據(jù)，改變滑動(dòng)變阻器，使電流整數(shù)倍擴(kuò)大。
（5）保持電流不變，改變線圈匝數(shù)。
（6）實(shí)驗(yàn)完畢，停止采集，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。
3實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：
（1）矩形線圈保持豎直；使通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力豎直向下。
（2）線圈下端離磁鐵上端一定高度，避免通電后吸到一起。
（3）滑動(dòng)變阻器均勻改變，實(shí)驗(yàn)設(shè)置每秒采集1個(gè)點(diǎn)，共收集10個(gè)點(diǎn)。
（4）每次測(cè)量時(shí)矩形線圈相對(duì)磁鐵的位置保持不變。
4歸納實(shí)驗(yàn)
通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，它受力的大小，既與導(dǎo)線中的電流I成正比，也與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F∝IL，即 為常數(shù)。
教師：換磁感應(yīng)強(qiáng)度不同磁鐵重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。
對(duì)比現(xiàn)象：
(1)在同一磁場(chǎng)中，不管I、L如何改變，比值總是不變。
(2)在不同的磁場(chǎng)中，I、L不變，比值不同。
總結(jié)現(xiàn)象：是由磁場(chǎng)本身決定的，表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱。
五 演示磁感應(yīng)傳感器檢驗(yàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度
 
  教師總結(jié)：進(jìn)一步證明磁感應(yīng)強(qiáng)度是有磁場(chǎng)本身決定
（三）例題：
磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線長(zhǎng)L=1cm，電流強(qiáng)度I=2.5A，若它所受的磁場(chǎng)力F=0.05N（1）求這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？
（2）若導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變?yōu)?A，這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？該通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力多大？
 
（四）布置作業(yè)
1、課后習(xí)題1、2、3題
2、課后探究
   搜索探究磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的其他方法                         

• 課堂小結(jié)

1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱(chēng)該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向

1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，與導(dǎo)線中的電流I也成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F∝IL即B＝
總結(jié)與歸納：
3、物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
4、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(chēng)特，國(guó)際符號(hào)是T。
1 T＝1
八、教學(xué)反思
課本實(shí)驗(yàn)弊端：
實(shí)驗(yàn)是定性的結(jié)論，沒(méi)有用定量的測(cè)量值該實(shí)驗(yàn)的原理是當(dāng)導(dǎo)線通電時(shí)，導(dǎo)線擺起一個(gè)角度，通過(guò)擺動(dòng)角度的大小比較受力的大小。但是蹄形磁鐵磁場(chǎng)弱，導(dǎo)體棒通電后偏角太小，且不穩(wěn)定，不便于比較安培力大小，無(wú)法完成定量研究。
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)器材：學(xué)生電源（12V）、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器（0-50歐姆）、200匝線圈兩個(gè)、拉力傳感器、電流傳感器、計(jì)算機(jī)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)
改進(jìn)點(diǎn)：
1、蹄形磁鐵換成強(qiáng)磁鐵，增大磁場(chǎng)強(qiáng)度
2、導(dǎo)體棒換成線圈，磁場(chǎng)中導(dǎo)線長(zhǎng)度相當(dāng)于線圈匝數(shù)與線框邊長(zhǎng)的乘積，線圈接入的匝數(shù)越多，處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)線越長(zhǎng)
3、用電流傳感器測(cè)電流，保證通電時(shí)線圈受拉力向下，用拉力傳感器測(cè)磁場(chǎng)力的大小，用計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)，增加可信度
優(yōu)點(diǎn)：在本節(jié)課的教學(xué)中，使學(xué)生尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是有難度的，需要引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究--分析數(shù)據(jù)--歸納總結(jié)等步驟，將學(xué)生的思維逐步引向磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理意義。
不足點(diǎn)：在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)主要是在教師設(shè)計(jì)的框架下進(jìn)行探究，學(xué)生對(duì)探究方向不明確，創(chuàng)新思維受制約

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