《2磁感应强度》教学设计(江苏省市级优课)x-物理教案

教学设计教学内容：磁感应强度选用教材：人教版《物理选修3-1》教学年级：高二设计者：万吉莉设计者学校：无锡市第六高级中学【教材分析】《磁感应强度》是人教版《物理（选修3-1）》第三章“磁场”中第二节的内容，主要内容围绕磁感应强度概念的定义过程展开，是学生在学完磁现象和磁场后对磁场的进一步研究，是安培力和洛伦兹力研究的基础，具有承前启后的作用；同时，如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量也是全章教学的一个难点，定义概念过程中，始终贯穿着物理学的思想和方法。故属重点章节。【学情分析】高二的学生在《电场强度》一节中已经学习了比值定义电场强度的方法，在初中和本章第一节的学习中已经知道了磁场的基本特性，而且学生也从初中到高中的物理学习中也掌握了应用控制变量法解决问题的能力，这些都有利于学生建立磁感应强度这一概念。但是由于磁场看不见、摸不着，以及磁场对导线作用力难以定量测量，从而形成教学难点。【教学目标】知识与技能：知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。会用磁感应强度的定义式进行有关计算；过程与方法：1、通过观察、类比（与电场强度的定义的类比）使学生理解和掌握磁感应强度的概念，为学生形成物理概念奠定了坚实的基础2、使学生知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法；情感态度与价值观：体验物理概念定义的过程，培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。【教学重点】磁感应强度的物理意义。【教学难点】磁感应强度概念的建立【教学过程】一、【新课引入】【复习回顾】问：磁场和磁现象之间是否有内在的因果关系？生：因为有磁场所以产生了磁现象问：上节课见到了哪些磁现象？生：磁场对通电导线有力的作用，磁场对磁体有力的作用……师：正是由于磁场有某种性质才使我们观察到了丰富多彩的磁现象，刚刚所有的现象都离不开磁场力的作用，因此我们说磁场具有“力”的性质问：是不是任何磁场对其他物体的作用力都是一样大的呢？【小实验】蹄形磁铁、条形磁铁、环形磁铁……它们谁能将这把凳子提起来？哪个产生的磁场最强？【学生实验】师：力的性质与磁铁的外观没有关系，“磁”不可貌相。我们今天要专门学习一个物理量来描述磁场“力”的性质——磁感应强度。【教师板书】问：磁感应强度反映的是磁场“力”的性质，既然力是矢量，那么磁感应强度是矢量还是标量呢？生：矢量问：所以要讨论这个物理量需要从哪些方面来讨论呢？生：大小、方向二、【磁感应强度】问：之前有没有学习过哪个类似的物理量，它的研究方法可以拿来借鉴的呢？生：电场强度【回顾电场强度】引入试探电荷，试探电荷所受的作用力与它自身电荷量的比值表示电场强度，即E=F/q；正电荷所受电场力的方向定义为电场强度的方向。问：如何得到磁感应强度的大小和方向？我们也需要派一个“侦察兵”，派谁呢？生：小磁针1、【磁感应强度的方向】【演示实验】小磁针放在蹄形磁铁的磁场中师：放在磁场中的小磁针的指向呈一种特定的分布。问：为什么会呈特定的分布？生：因为受到了蹄形磁铁产生的磁场的力的作用师：从实验中可以看出，小磁针静止时N极和S极的指向总是相反的，因此我们在这里可以做一个规定，规定小磁针静止时N极的指向（或小磁针N极的受力方向）即为磁感应强度的方向。【教师板书】2、【磁感应强度的大小】问：能否继续用小磁针这个“侦察兵”来研究磁感应强度的大小？生：不能，因为小磁针受力的大小无法确定。问：如果力的大小可以测量呢？师：再次类比电场强度大小的得出，需要用F除以试探电荷的电荷量。而我们迄今为止没有发现磁单极子，无法用“磁荷”来描述磁体所含磁性物质的多少。因此我们需要再换一个“侦察兵”，还可以派谁呢？生：通电导线师：如果需要研究某个位置处的磁感应强度，能否用一根很长的导线？生：不行，不能明确知道导线某处受力的大小。师：因此，我们需要再次引进一个理想化模型“电流元”——IL。它的大小不足以影响原来此处的磁场。师：请同学们讨论一下电流元放在磁场中所受力的大小可能与哪些因素有关呢？【学生讨论并猜想】与电流大小I，导线长度L、磁场强弱、导线放置的位置……【教师根据学生的各种猜想来点评】【半定量实验】在半定量实验之前，进一步讨论刚才所有提到的会影响力的作用的的物理量。（1）【磁场强弱】因为电流元并不真实存在，所以我们只能让一小段导线各个位置所受作用力处处相等——匀强磁场。（2）【导线长度】演示蹄形磁铁的匀强磁场范围，可以看出处在蹄形磁铁N、S极之间导线即使改变它的长度，它处在磁场中的有效长度并没有改变，因此我们通过增加蹄形磁铁的个数来改变导线的有效长度。（3）【导线放置的位置】学生观察上一节课安培力演示实验中磁场方向和导线之间的位置关系得出：该实验时两者互相垂直。【视频演示实验：磁场与导线平行时不受力的作用】总结：导线与磁场方向的夹角影响了磁场的作用力。大量的实验表明，垂直放置时导线受力最大，平行放置时不受力的作用。我们选择垂直放置时的受力。问：如何研究F与I、L、磁场强弱之间的关系？生：控制变量法【教师演示】学生观察总结：F随着L、I的增大而增大。【逻辑推理】：结论：F∝IL若写成等式：F=kIL问：若用F/IL是否会随着I、L的变化而变化？同时，若将该电流元放在磁场的其他位置时k值又会发生变化，因此这个比例系数恰恰就能反映磁场的强弱，且与IL都无关。我们将它称为磁感应强度，用B来表示【教师板书】即：B=F/IL，单位为特斯拉（T）回顾实验观察：通电导线受力的方向与磁感应强度方向是否一致？学生观察：不一致。因此，我们用小磁针N极的受力方向来代表磁感应强度的方向更为简便。三、【课堂总结】磁感应强度：描述磁场“力”的性质方向：小磁针N极的受力方向（小磁针N极静止时的指向）大小：