高中物理-2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

高中物理必修三第十三章第2節(jié)

磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量

一、教材分析

《磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量》是人教版必修三第十三章第二節(jié)的內(nèi)容。電磁學(xué)是高中物理的主干知識，而磁場和電場一樣都是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場強(qiáng)弱的定量描述，是后續(xù)學(xué)習(xí)“磁場對通電導(dǎo)線作用，磁場對帶電粒子作用”的一個重要基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析

本節(jié)課內(nèi)容對學(xué)生來說比較抽象，但學(xué)生通過日常生活經(jīng)驗對磁場強(qiáng)弱已具有一定的感性認(rèn)識，且在研究電場時，已經(jīng)學(xué)習(xí)了一個叫做電場強(qiáng)度的物理量，用來描述電場的強(qiáng)弱，因此本節(jié)采用類比的方法引出表示磁場強(qiáng)度和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。又因為磁場對磁體和通電導(dǎo)體的作用力要比電場對電荷的作用力復(fù)雜，學(xué)生較難理解到位，所以本節(jié)課要做好影響磁場力大小因素的幾個演示實驗，通過實驗探究、邏輯推理、對比分析等方法建立磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1．理解磁感應(yīng)強(qiáng)度這個概念的引入和建立過程。

掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小。初步了解磁通量的概念

（二）過程與方法

通過觀察、類比（與電場強(qiáng)度的定義的類比）、實驗探究、邏輯推理等物理方法使學(xué)生理和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。

（三）情感態(tài)度與價值觀

通過課堂展示生活實例，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和好奇心，培養(yǎng)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣，進(jìn)一步體會控制變量法這一重要物理研究方法，提高綜合學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

四、重難點分析

磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立是重點同時也是難點。通過與電場強(qiáng)度類比，同時以實驗演示為基礎(chǔ)進(jìn)行定性的分析，輔以邏輯推理，得出磁場對電流元的作用力與電流大小及導(dǎo)線長度的正比關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，從而突破難點。

五、教學(xué)流程

演示實驗引入磁場存在強(qiáng)弱、方向

啟發(fā)磁場的研究方法（類比電場）

探究磁場的強(qiáng)弱

傳統(tǒng)實驗

定性探究得出B的定義

理解B的含義

鞏固練習(xí)

總結(jié)提升

邏輯推理

加深理解

六、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入新課

實驗1、講臺上有兩塊大小形狀不一的磁鐵，分別用兩塊磁鐵吸引盒子。

總結(jié)：通過比較，大家一起總結(jié)，不同磁鐵的磁性強(qiáng)弱不同。

我們這節(jié)課的任務(wù)就是尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。

提問：應(yīng)該用哪個物理量來描述磁場的強(qiáng)弱和方向？

（二）探究1：磁場強(qiáng)弱和方向的研究方法

提問：如何研究磁場的強(qiáng)弱和方向？請同學(xué)們回憶，之前在學(xué)習(xí)電場的時候，是用哪個物理量來描述電場的強(qiáng)弱和方向的？

引導(dǎo)

那么我們用相似的方法來尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，同學(xué)們試著猜一下？

（三）復(fù)習(xí)電場和上一節(jié)課的內(nèi)容引出探究磁場強(qiáng)弱

（四）探究2：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

提問：怎樣定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢？我們是否可以依舊采用小磁針？

選擇模型：在磁場中垂直放置一段很短的通電導(dǎo)線

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)線長度L的乘積稱為電流元

思考：為什么選擇很短的？為什么要在磁場垂直放置（設(shè)問但不馬上回答）？

學(xué)生分組討論：

思考：通電導(dǎo)線在磁場中的受力與那些因素有關(guān)？

學(xué)生回答:磁場強(qiáng)弱、電流大小、導(dǎo)線長短、導(dǎo)線與磁場的擺放角度。

學(xué)生分組討論:設(shè)計實驗驗證通電導(dǎo)線受力與這些物理量之間的關(guān)系，大膽猜想，發(fā)散思維。

啟發(fā)學(xué)生:當(dāng)一個物理量與多個物理量都有關(guān)系時，采用控制變量法去逐一分析。

探究通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中的受力與擺放角度的關(guān)系

實驗3、在勻強(qiáng)磁場中，保持導(dǎo)體棒長度不變，通過的電流大小不變，將導(dǎo)體棒與磁場方向垂直放置，通電，觀察導(dǎo)體棒是否滾動，斷開開關(guān)，將導(dǎo)體棒平行于磁場方向放置，通電，觀察導(dǎo)體棒是否滾動，斷開開關(guān)，實驗結(jié)束。

總結(jié)：導(dǎo)體棒垂直于磁場方向時，受到磁場的作用力最大，導(dǎo)體棒平行于磁場方向時，受到磁場的作用力最小，為零。其他角度受到的磁場作用力介于兩者之間。所以在接下來的探究實驗中，我們保持通電導(dǎo)線垂直于磁場方向，改變其他物理量，使得磁場的作用力效果明顯（同時解釋了之前講到電流元那里的設(shè)為“為什么要在磁場中垂直放置通電導(dǎo)線？”）。

【傳統(tǒng)實驗定性演示】由教師演示，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論，學(xué)生總結(jié)實驗4：保持導(dǎo)線有效長度不變，改變電流的大小。調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察現(xiàn)象。

總結(jié)：當(dāng)磁場和導(dǎo)線長度L不變的情況下，電流I越大，偏角越大，F(xiàn)越大。

實驗5：保持電流不變，改變導(dǎo)線在磁場中的有效長度，觀察現(xiàn)象。

總結(jié)：當(dāng)磁場和電流大小I不變的情況下，導(dǎo)線長度L越長，偏角越大，F(xiàn)越大。

邏輯推理

實驗研究說明：

通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，又與I和L的乘積IL成正比，即：

說明：（1）k為比例系數(shù)，與I和L無關(guān)

（2）磁場中同一點，k值相同；磁場中不同點，k值一般不同；

思考:

比值有何物理意義？

（五）定義磁感應(yīng)強(qiáng)度

1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘IL的比值叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用字母B表示。

2）

定義式：F=BIL（比值法）

3）

單位：特斯拉，簡稱特，符號T

強(qiáng)調(diào)：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向與該點磁場方向相同。

特別提醒：磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流元受力情況無關(guān)，與其放置方向無關(guān)，與電流元大小

無關(guān)，僅由磁場本身性質(zhì)決定。

（六）了解特斯拉和一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

特斯拉(Nikola

Tesla，1856～1943)，美國電氣工程師。他一生致力于交流電的研究，是讓交流電進(jìn)入實用領(lǐng)域的主要推動者人體器官內(nèi)的磁場10－13～10－9

地磁場在地面附近的平均值

5×10－5

我國研制的作為α磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場

0.134

6

電動機(jī)或變壓器鐵芯中的磁場

0.8～1.7

（七）將課前的知識框架補(bǔ)充完整

勻強(qiáng)磁場簡單介紹勻強(qiáng)磁場的特點產(chǎn)生磁通量定義單位計算規(guī)則九、能力突破

1、（單選）下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法，正確的是()

A．因為F=BIL，所以磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的導(dǎo)線所受磁場力F的大小成正比，與其長度和電流的乘積IL的大小成反比。

B．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度取決于磁場本身，與通電導(dǎo)線受的磁場力、導(dǎo)線的長度及電流的大小等均無關(guān)。

C．通電導(dǎo)線在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零。

D．垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

本題設(shè)計意圖：強(qiáng)調(diào)以下兩點

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和小磁針N極受力方向相同，但絕非電流的受力方向

（2）磁場中某點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是確定的，和小磁針，電流的存在與否無關(guān)，而是由磁場本身決定的。

2、（多選）下列說法中正確的是()

A．電場強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同

B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與電流元所受磁場力的方向相同

C．把一個試探電荷放在電場中的某點，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強(qiáng)弱

D．把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，它所受的磁場力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強(qiáng)弱

本題設(shè)計意圖：理解磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度的區(qū)別

九、作業(yè)

完成學(xué)案剩下的題目磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量學(xué)情分析本節(jié)是新版人教版必修三第二節(jié)，也就是合格考教材的最后一章，學(xué)習(xí)本節(jié)課時部分學(xué)生已經(jīng)對自己的選科組合有了定論，但還沒有選科走班，有些學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的動力就有些不足。課前預(yù)習(xí)一部分學(xué)生沒有完成。通過將近一年的高中物理學(xué)習(xí)，大多數(shù)學(xué)生對高中物理的科學(xué)研究方法還沒有明確的概念，這是一個循序漸進(jìn)的過程。需要通過物理課堂進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和物理建模。磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量效果分析通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，基本完成了課前教學(xué)目標(biāo)，通過演示實驗讓學(xué)生通過類比電場強(qiáng)度，成功定義了磁感應(yīng)強(qiáng)度，并體會了微元法和利用物理量之比定義物理量的方法；通過課堂檢測學(xué)生已經(jīng)能掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，并會用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算了；了解了勻強(qiáng)磁場的特點，通過實物演示學(xué)生了解了磁通量的概念；并通過紀(jì)念9.18提高了學(xué)生的愛國熱情和努力學(xué)習(xí)提高我國實力的干勁。磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量教后反思本節(jié)課整體比較成功，能夠很好地調(diào)動學(xué)生的積極性，也很好地掌控了課堂進(jìn)度，能夠較好地完成教學(xué)任務(wù)，基本是一堂成功的課例。但也存在不少的問題，第一個問題就是演示實驗儀器的選擇，現(xiàn)代社會技術(shù)發(fā)展日新月異，新型的實驗儀器也能更好地定量的驗證物理結(jié)論，可以用更先進(jìn)的儀器進(jìn)行實驗，效果應(yīng)該更好；第二是由于場地限制，沒有辦法進(jìn)行分組討論，學(xué)生的課堂參與度也就少了很多；第三，下一步加強(qiáng)學(xué)校間的相互交流，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的物理前言知識，跟上時代的步伐，平實要多研究物理實驗器材。磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量教材分析本節(jié)內(nèi)容包括磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量兩部分。磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是本章的重點。由于前一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)一些磁場的知識，可以繼續(xù)將磁場和電場進(jìn)行類比，啟發(fā)學(xué)生回憶電場強(qiáng)度的定義方法，形成磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。教科書用小磁針N極受力的方向定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，用電流元所受磁場力與電流元之比定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，符合中學(xué)生的認(rèn)知水平。教師要進(jìn)一步滲透引入探測物描述“場”性質(zhì)的方法。磁通量是學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)，比較抽象，學(xué)生理解其物理意義比較困難，隨著后續(xù)只是的學(xué)習(xí)會有一個循序漸進(jìn)的理解過程。本節(jié)涉及的科學(xué)研究方法有用物理量之比定義新物理量、理想模型、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(xué)生的求同思維和變異思維能力。本節(jié)的教學(xué)重點是磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立，理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義。通過研究問題和情境，在一定條件下對客觀事物進(jìn)行抽象和概括，找出十五的本質(zhì)特征和共同屬性，構(gòu)建物理模型和概念。本節(jié)的一個教學(xué)難點是尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。另一個難點是對磁通量的物理意義的理解，這是一個循序漸進(jìn)的過程，不必急于求成。磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量評測練習(xí)1、(多選)下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法正確的是()A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向B．小磁針N極所受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點的磁場方向2、如圖所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過線圈的磁通量為()A．πBR2 B．πBr2C．nπBR2 D．nπBr23、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是()A．由B＝eq\f(F,Il)可知，B與F成正比，與Il成反比B．通電導(dǎo)線放在磁場中某點，該點就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度就變?yōu)榱鉉．通電導(dǎo)線所受磁場力不為零的地方一定存在磁場，通電導(dǎo)線不受磁場力的地方一定不存在磁場(即B＝0)D．磁場中某一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定4、將通電直導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線與磁場方向垂直，若僅將導(dǎo)線中的電流增大為原來的3倍，則該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度()A．減小為原來的eq\f(1,3) B．保持不變C．增大為原來的3倍 D．增大為原來的9倍5、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場強(qiáng)度的方向的說法，不正確的是()A．電場強(qiáng)度的方向與電荷所受的電場力的方向相同B．電場強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時N極所指的方向相同6、(多選)關(guān)于試探電荷和電流元，下列說法正確的是()A．試探電荷在電場中一定受到電場力的作用，電場力與所帶電荷量的比值定義為電場強(qiáng)度的大小B．電流元在磁場中一定受到磁場力的作用，磁場力與該段通電導(dǎo)線的長度和電流乘積的比值定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小C．試探電荷所受電場力的方向與電場方向相同或相反D．電流元在磁場中所受磁場力的方向與磁場方向相同或相反7、如圖所示，有一個垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為10cm，現(xiàn)在在紙面內(nèi)先后放上圓線圈A、B和C(圖中未畫出)，圓心均在O處，A線圈的半徑為1cm，共10匝；B線圈的半徑為2cm，只有1匝；C線圈的半徑為0.5cm，只有1匝。(1)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B減為0.4