磁感应强度教学设计课题.docx
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磁感应强度教学设计课题
《磁感应强度》教学设计
驻马店二高雷志威
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
知识与能力：
知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。
过程与方法：
1．通过实验、类比分析，寻找描述磁感应强度的方法。
2．进一步体会通过比值法定义物理量的方法。
情感、态度、价值观：
培养学生探究物理现象的兴趣，提高学习能力。
四、重难点突破
磁感应强度概念的建立是本节的重点（也是本章的重点），同时也是本节的难点。
通过与电场强度定义的类比，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。
五、教学方法与手段
首先通过让学生回忆电场的强弱和方向的表现方法，让学生对电场和磁场相识点的对比可以对磁场强弱不同有一个感性认识，然后通过演示实验让学生观察磁场的方向以及其对电流的作用力与磁场强弱、电流大小、导线长度和导线与磁场的夹角都有关系，进而得出当导线跟磁场垂直时，磁场对电流的作用力跟电流成正比，跟导线长度成正比。
在此基础上引入磁感应强度的定义。
教学中在教师的启发和引导下，学生通过实验探究、理论探究，在他们相互合作、共同探讨的过程中，观察现象，得出结论，给出定义，完成这节课的学习。
六、教具准备
蹄形磁铁、线圈、电源、导线、铁架台、多媒体课件等。
知识准备 （学案）
复习电场的概念、电场强度的定义方法等。
七、教学过程设计
（一）导入新课
1．复习电场，通过类比电场与磁场的相似点，引入新课——第二节：
磁感应强度
提问1：
用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？
类比：
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。
观看实验---演示小磁针在磁铁周围静止时的N极指向。
教学任务：
磁感应强度的方向？
师生活动：
小磁针在磁铁周围的不同位置指向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同。
电场和磁场都是客观存在的。
电场有强弱和方向，磁场也有强弱和方向。
思考，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发？
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角度规定的。
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的角度规定。
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。
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。
磁场的强弱：
问题1：
在电场中，我们通过电场对电荷的作用力来了解电场的性质，磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？
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？
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，是否可从电流在磁场中受力的角度去研究？
实验前让学生明白：
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。
教学任务：
实验探究磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的关系。
师生活动：
磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关呢？
学生猜想：
磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向有关，磁场对电流的作用力跟电流的大小有关，磁场对电流的作用力跟导线的长度有关，磁场对电流的作用力跟磁场强度有关等等。
通过演示实验学生亲观察。
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。
实验装置如图所示：
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
【分组实验】启发学生学会应用控制变量法。
（1）保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。
结论：
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。
结论：
电流一定时，通电导线越长，磁场力越大。
通电导线长度一定，电流不变时，磁场越强，磁场对电流的作用力越大。
上面的结论都是学生在上述实验装置，也就是导线跟磁场垂直时，实验操作得出的结论。
师生可共同演示导线跟磁场平行时，导线受力情况。
【演示】
磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向间的关系。
结论：
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。
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：
B有何物理意义呢？
可以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。
教学任务：
定义磁感应强度。
师生活动：
通过和电场强度的定义类比，引入磁感应强度的定义。
磁感应强度的定义：
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＝
。
总结与归纳：
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，即公式：
B=
单位是T.
5．解释说明：
B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。
导线电流的方向与磁场方向必须垂直，且垂直时磁场力最大，平行时为零。
物理意义：
B是表示磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场力的性质的物理量，是矢量。
阅读材料：
特斯拉（NikolaTesla，1856～1943），美国电气工程师。
他一生致力于交流电的研究，是让交流电进入实用领域的主要推动者。
教学任务：
了解特斯拉和一些磁场的磁感应强度。
师生活动：
（投影）了解一些磁场的磁感应强度/T
人体感官内的磁场
10－13～10－9
地磁场在地面附近的平均值
5×10－5
我国研制的作为α磁谱仪核心部件的大型永磁体中心
0.1346
电动机或变压器铁芯中的磁场
0.8～1.7
电视机偏转线圈内
约0.1
实验室使用的最强磁场
瞬时103 恒定37
中子星表面磁场
106～108
原子核表面
约1012
1、关于磁感应强度的说法中正确的是（）
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
2、下列说法中错误的是（）
A．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。
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场。
C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大。
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IL乘积成反比。
3、在空间某点A存在大小分别恒为3T和4T且方向相互垂直的两个磁场，那么A点的磁感应强度大小为_____。
4.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5A，导线长1cm，它受到的安培力为5×10-2N，则这个位置的磁感应强度是多大？
5.接上题，如果把通电导线中的电流强度增大到5A时，这一点的磁感应强度应是多大？
该通电导线受到的安培力是多大？
小结与课后作业
1﹒磁感应强度：
描述磁场强弱和方向的物理量，规定其方向为小磁针静止时N极所指的方向，即磁场的方向。
2﹒磁感应强度的大小：
垂直于磁场方向的通电导线所受到的磁场力F跟导线中的电流I和导线长度L的乘积IL的比值.即B=
课后作业：
1.2.3
磁感应强度
一、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
二、定义式B＝
（条件：
电流I和磁场方向垂直）
三、物理意义：
磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量
四、单位：
T。
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