視頻標(biāo)簽：磁感應(yīng)強(qiáng)度

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視頻課題：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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《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì) 
 
 
一、教材分析 
《磁感應(yīng)強(qiáng)度》是人教版選修3-2第三章第2節(jié)；電磁學(xué)是高中物理的主干知識(shí)；而磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣都是電磁學(xué)的核心內(nèi)容；磁感應(yīng)強(qiáng)度是對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的定量描述，是學(xué)習(xí)“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用，磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用”一個(gè)重要的基礎(chǔ)。 
二、學(xué)情分析 
 1、學(xué)生已有的認(rèn)知水平和能力基礎(chǔ)   （1）知道電場(chǎng)強(qiáng)度的定義及特點(diǎn)   （2）知道磁場(chǎng)有強(qiáng)弱和方向 
  （3）對(duì)類比法、比值定義法、控制變量法等物理方法比較熟悉  2、學(xué)生可能遇到的困難和問(wèn)題   （1）電流元的理解 
  （2）實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，細(xì)節(jié)容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大   （3）如何進(jìn)行探究，并總結(jié)結(jié)論 
三、教學(xué)目標(biāo) 
1、知識(shí)與技能 
  （1）理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其大小、方向、定義式和單位。   （2）會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 2、過(guò)程與方法 
  （1）通過(guò)類比，實(shí)驗(yàn)和分析，尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。   （2）進(jìn)一步體會(huì)通過(guò)比值法定義物理量的方法。    （3）進(jìn)一步在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)控制變量法。  3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 
  （1）關(guān)注物理與生活相互聯(lián)系，在生活中的實(shí)際應(yīng)用。 
  （2）發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅 
四、重難點(diǎn)分析 
教學(xué)重點(diǎn)：（1）理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 
         （2）應(yīng)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn)：(1）磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立 
         （2）探究影響通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的因素 
五、教學(xué)過(guò)程 
環(huán)節(jié)一、引入新課，提出磁感應(yīng)強(qiáng)度概念 
2 
 引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題： 
    提問(wèn)： 生活當(dāng)中的磁現(xiàn)象讓我們認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)有強(qiáng)弱和方向，我們?nèi)绾蝸?lái)進(jìn)行描述呢？在研究電場(chǎng)的時(shí)候我們是如何描述的呢？     
    回答：我們研究電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷的受力情況，確定了一個(gè)叫做電場(chǎng)強(qiáng)度的物理量，用來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。 
     研究磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向我們引入一個(gè)新的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度 環(huán)節(jié)二、實(shí)驗(yàn)探究，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 
    把很多可以轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，放入磁場(chǎng)中讓同學(xué)們觀察，小磁針靜止時(shí)，它的指向也就確定了。物理學(xué)中把小磁針N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。 
環(huán)節(jié)三、實(shí)驗(yàn)探究，影響通電導(dǎo)線受力的因素 
    巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，實(shí)驗(yàn)室中的小磁鐵卻只能吸起幾枚鐵釘 
    提問(wèn)：1、磁場(chǎng)有強(qiáng)弱之分，如何來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？ 2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力情況來(lái)研究，為什么？ 
回答：不行，因?yàn)樾〈裴楴極不能單獨(dú)存在，至少到目前還沒(méi)有單N極，單S極，所有不可能測(cè)定N極受力的大小。那怎么
辦呢？讓學(xué)生繼續(xù)思考，轉(zhuǎn)換思維那么只能從電流在磁場(chǎng)中受力的角度試著去探究     提問(wèn)：2、能不能用一段通電導(dǎo)線來(lái)檢驗(yàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢? 定性分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一： 
    把學(xué)生分成四人一小組，探究影響通電導(dǎo)線 受力的因素。 
    同學(xué)們小組分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出： 1、導(dǎo)線擺放角度 2、電流的大小 3、通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度 
4、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱  ——— 這些因素有關(guān)系。 
    提問(wèn)：受力既然和這幾個(gè)因素有關(guān)，那我們能不能同時(shí)讓這幾個(gè)量變化來(lái)一起研究呢？——引導(dǎo)學(xué)生使用控制變量法。 
實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)體棒受力同擺放角度有關(guān)，但垂直擺放受力最大，實(shí)驗(yàn)效果也很明顯，讓學(xué)生接下來(lái)的探究每次方向都要垂直放置。 定性分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、 
學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作：先用相同的磁鐵做1、2兩組實(shí)驗(yàn) 
 
                    
             
                    
                             3 
1、保持導(dǎo)線通電部分長(zhǎng)度L不變，改變電路中電流I大小，觀察力F的變化 2、保持電路中的電流I大小不變，改變導(dǎo)線通電部分長(zhǎng)度L，觀察力F的變化 
3、保持電路中的電流I大小和導(dǎo)線通電部分長(zhǎng)度L不變，加小磁片增強(qiáng)磁鐵的磁性，觀察力F的變化 在誤差允許的范圍內(nèi)： 
1、L一定的情況下，I越大F越大 2、I一定的情況下，L越大F越大 3、I、L一定的情況下，磁場(chǎng)越強(qiáng)F越大 
    提問(wèn)： F既然和這些因素有關(guān)，是不是最簡(jiǎn)單的正比關(guān)系呢？我們還需要定量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。 
定量分析演示實(shí)驗(yàn)： 
先介紹實(shí)驗(yàn)儀器，上下磁鐵產(chǎn)生豎直方向的磁場(chǎng)，豎直的線框下面的一段在磁場(chǎng)當(dāng)中，通電后，線框受力偏轉(zhuǎn)，指針指示的刻度就表示磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力大小。 
先保持電流一定，連接兩端接線柱，接入磁場(chǎng)中通電長(zhǎng)度最大，Ｆ指在第三格，如果Ｆ與Ｌ成正比，改變長(zhǎng)度大小，Ｆ應(yīng)該成比例變化。再保持長(zhǎng)度不變，減小電流，若Ｆ與Ｉ成正比，F(xiàn)也應(yīng)該成比例變化。     定量實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 
在導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直的情況下，通電導(dǎo)線受到的力F大小與導(dǎo)線中的電流I成正比，與導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比。用公式表示為F=I L B    環(huán)節(jié)四、歸納總結(jié)，提出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 
提問(wèn)： 公式當(dāng)中B是比例系數(shù)，同一磁場(chǎng)中，不管I、L如何改變，B總是不變的，如果是在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中我們?cè)鯓友芯看艌?chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度？ 
選擇模型：很短的一段通電導(dǎo)線 
這里給同學(xué)們介紹一下電流元：在物理學(xué)中，我們把很短的一段通電導(dǎo)線中電流大小I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積稱為電流元 
思考：為什么選擇很短的？這里采用設(shè)問(wèn)方式（沒(méi)有必要加大難度） 
蹄形磁鐵U形內(nèi)部的磁場(chǎng)可以看做勻強(qiáng)磁場(chǎng)，因?yàn)橐獧z測(cè)磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，研究較長(zhǎng)的一段導(dǎo)線受力情況推知一小段電流元的受力情況，也代表磁場(chǎng)某點(diǎn)的情況。由于電流元不可能單獨(dú)存在，只能在電路中存在，所以我們選一段相對(duì)較短導(dǎo)線，盡量采用勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電流元是理想化的模型。     引導(dǎo)：通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的引申和推廣使同學(xué)們了解比值 F/ＩＬ是磁場(chǎng)中各點(diǎn)的位置函數(shù)。換句話說(shuō)，在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中比值是因點(diǎn)而異的，某一確定的位置比值不變。引導(dǎo)學(xué)生類比電場(chǎng)強(qiáng)度的方法，歸納用F與IL的比值反映不同位置磁場(chǎng)的強(qiáng)弱程度，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。     定義磁感應(yīng)強(qiáng)度 
（1）定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線， 所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL
 
                    
             
                    
                             
4 
的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，用字母B表示。  
    （2）比值定義法：當(dāng)B與I垂直時(shí)，B=F/IL   B由磁場(chǎng)本身決定，與電流元無(wú)關(guān)。     （3）物理意義：描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向 
    （4）單位：國(guó)際單位制，特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)T 
 
                  （5） B是矢量，既有大小又有方向，運(yùn)算遵循平行四邊形定則 了解特斯拉和一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 
     特斯拉(Nikola Tesla，1856～1943)，美國(guó)電氣工程師。他一生致力于交流電的研究，是讓交流電進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域的主要推動(dòng)者 
環(huán)節(jié)五：多媒體展示一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 
  多媒體展示教材內(nèi)容“一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度”，使學(xué)生知道地磁場(chǎng)及自然界中各種磁源磁場(chǎng)的強(qiáng)弱數(shù)量級(jí)。并簡(jiǎn)單介紹可以使用磁傳感器探測(cè)周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)弱。 
人體器官內(nèi)的磁場(chǎng) 10
－13
～10－9 
地磁場(chǎng)在地面附近的平均值 
5×10－
5 我國(guó)研制的作為α磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場(chǎng) 
0.134 6 電動(dòng)機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場(chǎng) 
0.8～1.7 
 
環(huán)節(jié)六：反饋總結(jié)提高認(rèn)識(shí) 
  最后讓學(xué)生比較E與B定義的異同，進(jìn)行歸納總結(jié)，提高認(rèn)識(shí)。如果課時(shí)時(shí)間足夠，補(bǔ)充兩道例題。 【例題1】磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長(zhǎng)1 cm，它受到的磁場(chǎng)力為5×10-2 N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？ 
【例題2】接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？該通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力是多大？ 
       
11
NTAm
                    
             
                    
                             5 
六、板書設(shè)計(jì)       
第二節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 
１、磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。磁場(chǎng)的方向：磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵撎幋艌?chǎng)的方向。 ２、定義式：  
  條件：電流和磁場(chǎng)方向垂直。 
３、物理意義：描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。 ４、單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T。   1T＝1N／A•m 
七、作業(yè)布置1.課后題2、3題   2.配套鞏固作業(yè)題 八、教學(xué)反思

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