大学物理教学中学生学习兴趣的培养——以安培环路定理为例
浅谈大学物理中的类比思维
六、多螺体辅助教学．激 发主动性 心理 学研 究发现；小学阶段 的儿童在认识形式上具 有形象 大于思维的特 点，他们 常常用感性 的形象取代思维过程。根据儿童的心理特 点，我们应利用 具体 的感悟 形象 ，借助 多媒体辅助教学 ，这能在很大程度上提 高美术教学 的质 量，提升美 术教 学的品味，并能培养学生的抽象思维能力。教师 一定要做好充 分的课 前准备，比如准备大量供教学实践中运用的多媒体资料，才能够避 免学 生的视 觉疲劳，让学 生整堂课都充满激情。也可让学生按照教师 的引导收集 资 料，确保学生根据 自己的个性和兴趣爱好来选择学习的素材，然后用多媒体手 段呈现 出来 。 总之 ， 时代的发展对从事美术教育教学的教师们提 出了更新、 更 高的要求 。 小学美术教师只有做到从学生 自身特 点出发 ，结合生活实际，开拓创新，大胆 改革，利用儿童的天性，培养 学生的创造性思维 ，才能使他们成长为优秀的创 造性人才。
浅谈大学物理 中的类 比思维
４ ０ ４ ０ ０ ０ 重庆三峡 学院 电子 与信 息工程 学院 重庆 贺叶露
擅 要 ：在 大学物理 中加入类比思维有助 于学生的学 习和理解，提 高学习兴趣 ，同时也有利于学生养成一种科 学的思维方法．本文简单列举 了几处类比思维 在 大学物理中的应用 。 关■字 ：类 比法 大学物理 教学
现象 ， 使学生对遮挡现象形成初步的认识， 并能有意识地注意观察和表现遮挡关系。 老师在学生的摆放中引出重难点问题，让学生探究解决问题。学生在开放的气氛中 很容易就能学会用绘画、纸工、泥工等形式表现遮挡关系。 五、遁当引入竞争机镧 好奇心是 小孩子的天性 。适 当利用竞争机制 ，是培养学生好奇心 的 良 好 的方法 ，并能刺激学生 的自尊心、荣誉感，调动他们的积极性、创造性和表现 欲。如一样简单的东西他就能随心所欲地通过各种方法玩出来，这也许是无意 识的 ，但作为 日后 的早期教育 ，确实很好地因势利导，强化这种求新、求异的 意识 ， 会 成为创造性人才训练的开始和 良机。如在低年级课题 《 青蛙 比赛》中， 就可采用灵活生动 的手段进行教学 。学生在懂得 了简单的制作方法之后，利用 剪 、画 、折的方法来设计 自己有特色 的小青蛙 ，然后让他们互相 比较，总结 自 己制作 的不足之处 ，形成亲身体验和 思考 。这样会达到使学生真正发挥 自我独 立 的价值与参与竞争过程的 良好效果。
“安培环路定理”教学设计
磁 场 中安培环 路定 理 的学 习能够 为理 工科 学生 后续 专业 课 的学 习奠 定 基 础 ， 学 生 通 过 学 习该 定 理
能 掌握科 学 的思维 方法 和研 究方 法ｌ ３ ］ ．
２ 教 学 目标 设 计
重要 定理 之 一． 它 主 要 介 绍 了安 培 环 路 定 理 及 数学
加深 学生 对该定 理 的 认识 和理 解 ， 本节 内容 安 排 了
从特 殊 到一般 的安 培环 路定 理 的归纳 验证过 程 ， 即： 由特 殊 的无 限长直 导线 周 围磁场 圆形路 径积 分 的模 型 出发 ， 进 行不 断地 变 化 ， 最 终 得 出一 般 表达 式 ， 让 学 生亲身 经历 安培 环路 定理 的发 现过 程． 另外 ， 由于
表 达式 ， 进 而得 出恒 定磁 场 的性质 ， 最后 列举 了该 定
理 的应 用． 该节 是课 程 教 学 中利用 物理 思 维 方 法 较
多 的一 堂课 ， 尤其 是 运 用 类 比的方 法 达 到 对 新 知 识
的探究 ．
根 据《 大学物 理 》 课 程教 学 大纲 的要求 ， 并 结合 本 校学 生特 点 ， 制定 如 下教 学 目标 ．
２ ． １ 知 识 与 技 能
根 据教 学 内容及 所 带 学 生特 点 ， 对 教学 内容 做 了 以下 安排 与处 理 ： 由于在 本 节之前 ， 已经介绍 了毕
（ １ ） 深 刻理 解磁 通量 的物 理 意 义 和安 培 环路 定 理 的 内容 ； （ ２ ） 掌握 多导线 共 同激发 磁 场时 ， Ｂ的含义 及表 达式 中电流符 号 的判定 方法 ；
工科专业为背景 ， 对“ 安 培 环 路 定 理 ”进 行 了教 学 设 计 ． 关键词 ： 安 培 环 路 定理 磁 场 性 质 教 学设 计
《大学物理》安培环路定理
根据安培环路定理得
B 2r
0
r2 R2
I
B
0I 2R
B
0 2
I R2
r
r
O
R
（r＜R） 载流圆柱体的磁场分布曲线
ll.7 安培环路定理
例4 载流螺绕环的磁场分布。 所谓螺绕环，就是将细导线N匝密绕在内径为R1，
外径为R2的圆环上（如图所示）。接通稳恒电流I， 求环内外的磁场分布。
解 在圆环轴线所在平面内，
b B dl d B dl 0
d
c B dl 0
ll.7 安培环路定理
b
LB dl a B dl B l
穿过矩形环路的电流强度： Ii I n l
安培环路定理：
B dl L
o Ii
B l 0I nl
B 0nI
ll.7 安培环路定理
例2 计算无限长载流圆柱体的磁场。设圆柱体 导线的半径为R，轴向电流I均匀地通过导线横截面。
取半径为r的圆周L为环路，
方向如图。
(1)当 r>R2 (2) 当 r<R1 (3)当R1<r<R2
B=0 B=0
R2 R1 r
环路 L 磁感应线
ll.7 安培环路定理
B dl B dl B2r 0 NI
L
L
B 0 NI 2r
0
B
0 NI
2r
0
r R1 R1 r R2
r R2
i 1
ll.7 安培环路定理
2．环路L不围绕电流I
B dl B' dl ' B cosdl B' cos 'dl '
0I 2r
rd
大学物理10.4安培环路定理及其应用Xiao
实验设备与材料
01
02
磁场测量仪
用于测量磁场强度和方向。
导线
用于产生电流，形成磁场。
03
电源
为导线提供电流。
04
磁力计
用于测量磁力大小。
实验步骤与操作
步骤2
连接电源，使导线通电，产生 电流。
步骤4
使用磁力计测量导线受到的磁 力大小。
步骤1
将导线绕制成一定形状，如圆 形或矩形，并固定在实验台上。
步骤3
02
安培环路定理的数学表达式为： ∮B·dl = μ₀I，其中B表示磁场强度， dl表示微小线段，I表示穿过曲线的 电流，μ₀表示真空中的磁导率。
安培环路定理的推导过程
安培环路定理的推导基于电磁场的基 本理论，通过应用高斯定理和斯托克 斯定理，结合电流连续性和电荷守恒 定律，逐步推导出安培环路定理。
大学物理10.4安培环路定理及其 应用
目 录
• 安培环路定理的概述 • 安培环路定理的应用场景 • 安培环路定理在实践中的应用 • 安培环路定理的实验验证 • 安培环路定理的扩展与思考
01 安培环路定理的概述
安培环路定理的定义
01
安培环路定理是描述磁场与电流 之间关系的物理定理，它指出磁 场对电流的作用力与电流分布及 路径有关。
03
电磁场仿真
安培环路定理是电磁场仿真的基础之一，通过仿真软件实现安培环路定
理的算法，可以模拟电机的电磁场行为，预测电机的性能，并为实际电
机设计提供理论依据。
电磁场仿真软件的安培环路定理实现
有限元法（FEM）
有限元法是一种常用的电磁场仿真方法，通过将连续的电磁场离散化为有限个小的单元，并应用安培环路定理进行求 解。这种方法可以处理复杂的几何形状和边界条件，得到高精度的仿真结果。
大学物理教案安培环路定理
课时：2课时教学目标：1. 理解安培环路定理的基本概念和内容。
2. 掌握安培环路定理的应用方法和步骤。
3. 能够运用安培环路定理解决实际问题。
教学重点：1. 安培环路定理的内容。
2. 安培环路定理的应用。
教学难点：1. 安培环路定理的应用。
2. 确定闭合路径的形状。
教学过程：一、导入1. 回顾电磁学的基本知识，如库仑定律、高斯定律等。
2. 引入安培环路定理的概念，提出本节课的学习目标。
二、讲授新课1. 安培环路定理的内容（1）介绍安培环路定理的定义：在稳恒磁场中，磁场强度H沿任何闭合路径的线积分，等于这闭合路径所包围的各个电流之代数和。
（2）解释安培环路定理的物理意义：反映了稳恒磁场的磁感应线和载流导线相互套连的性质。
2. 安培环路定理的应用（1）介绍安培环路定理的应用步骤：① 确定闭合路径：根据电流分布和磁场分布的特点，选择合适的闭合路径。
② 计算磁场强度：根据电流分布和闭合路径，利用毕奥-萨伐尔定律计算磁场强度。
③ 计算环路积分：将磁场强度沿闭合路径进行线积分。
④ 解出电流值：根据安培环路定理，将环路积分与电流值相等，解出电流值。
（2）举例说明安培环路定理的应用：① 计算无限长直导线的磁场：利用安培环路定理，选择一个合适的闭合路径，计算磁场强度，然后求出电流值。
② 计算无限长螺线管的磁场：利用安培环路定理，选择一个合适的闭合路径，计算磁场强度，然后求出电流值。
三、课堂练习1. 根据所学知识，选择一个合适的闭合路径，计算给定电流分布下的磁场强度。
2. 运用安培环路定理，求解一个实际问题，如计算一段载流导线周围的磁场分布。
四、总结与作业1. 总结本节课的学习内容，强调安培环路定理的应用方法和步骤。
2. 布置作业：完成课后习题，巩固所学知识。
教学反思：本节课通过讲解安培环路定理的基本概念和内容，使学生掌握了安培环路定理的应用方法和步骤。
在教学过程中，注重引导学生分析问题、解决问题，培养学生的实际操作能力。
安培环路定理极其的应用
路 定
磁导率的乘积 。即
理 B • dl 0 Ii
（1）规定 L 与 I 构成右手螺旋关系为正，反 之为负；
（2）∑ I 为 L 所包围的电流 （3）B 并非仅由 L 内包围的电流所产生，由
内外电流共同产生；
（4）定理仅适用于稳恒电流的稳恒磁场；
? 静电场 比较
磁场
E dl 0
B dl 0 Ii
解：由对称性分析，圆柱体 内外空间的磁感应线是一系列同 轴圆周线，如图所示。
B 的方向判断如下：
r
dS1
O
l
dS2
dB
dB2 dB1
P
作积分环路并计算环流
如图 r R
B • dl Bdl 2rB
利用安培环路定理求 B
0
B • dl 0 I
2rB 0 I
B 0I 2r
i
电场有保守性，它是
磁场没有保守性，它是
保守场，或有势场
非保守场，或无势场
s
E
•
ds
1
0
qi
电力线起于正电荷、
止于负电荷。
静电场是有源场
B • ds 0
磁力线闭合、 无自由磁荷
磁场是无源场
二、安培环路定理的应用 当场源分布具有高度对称性时，利用安培环路定理
1. 无限长载流圆柱导体 已知：I、R 电流沿轴向，在截面上均匀分布
11-4 安培环路定理及其应用
I
一、 安培环路 定理 静电场 E dl 0
l
r
磁 场 B dl ?
B
1. 圆形积分回路
长 直 电
B dl
0I 2r
dl
0I 2r
dl
0I 2r
安培环路定理课件
电磁感应的概念
电磁感应是指因磁通量变化而引起感应电动势的现象，它是 能量转换的一种形式。
电磁感应在安培环路定理中扮演着重要的角色，它可以解释 磁场和电流之间的相互作用和变化规律。
03
CATALOGUE
安培环路定理的证明
证明方法一：利用积分
总结词
通过在闭合曲线上的积分，我们可以证明安培环路定理。
实验二：电磁力测量
总结词
电磁力测量是研究安培环路定理的重要实验，通过测量通电导线在磁场中所受的力，可 以验证安培环路定理的推论。
详细描述
该实验采用电磁力测量仪和不同大小的电流源，通过测量通电导线在磁场中所受的力， 可以验证安培环路定理的推论。在实验过程中，需要注意保持电流的稳定和避免空气阻
力的影响。
安培环路定理的应用场景
要点一
总结词
安培环路定理的应用场景广泛，包括电力工程、电子设备 、磁力设备和科学研究等。
要点二
详细描述
在电力工程中，安培环路定理可以用于计算电流产生的磁 场，从而设计合适的磁路和电磁铁。在电子设备中，安培 环路定理可以用于分析电磁干扰和射频干扰等问题。在磁 力设备中，安培环路定理可以用于设计磁力控制器和磁力 泵等装置。此外，安培环路定理也是科学研究的重要工具 ，可以用于研究电磁场和电磁波等物理现象。
有节点电流的求和。
基尔霍夫定律的应用
03
基尔霍夫定律在电路理论、电子工程、电力工程等领域都有广
泛的应用。
06
CATALOGUE
安培环路定理实验及解析
实验一：磁场分布测量
总结词
磁场分布测量是研究安培环路定理的基础实 验，通过测量不同电流下磁场的分布情况， 可以验证安培环路定理的正确性。
大学物理安培环路定律教案
一、教学目标1. 理解安培环路定律的基本概念和原理。
2. 掌握安培环路定律的应用方法。
3. 培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。
二、教学重点1. 安培环路定律的基本概念和原理。
2. 安培环路定律的应用方法。
三、教学难点1. 理解安培环路定律中的积分运算。
2. 掌握安培环路定律在不同情况下的应用。
四、教学过程一、导入1. 介绍安培环路定律的背景和意义。
2. 提出问题：如何计算载流导线产生的磁场？二、讲解安培环路定律1. 介绍安培环路定律的基本概念和原理，包括磁感应强度B、闭合路径l、微小线元素dl、磁常数μ0、闭合路径所包围的电流I等。
2. 解释安培环路定律的表达式：∮B·dl = μ0I3. 分析安培环路定律的物理意义：在稳恒磁场中，磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分等于闭合路径所包围的电流乘以磁导率。
三、讲解安培环路定律的应用方法1. 应用安培环路定律计算载流导线产生的磁场。
2. 应用安培环路定律分析复杂电流分布产生的磁场。
3. 通过实例讲解如何确定闭合路径和计算积分。
四、讲解安培环路定律的局限性1. 介绍安培环路定律的适用范围：仅适用于稳恒磁场。
2. 说明安培环路定律在含时电场中的局限性。
五、课堂练习1. 列举安培环路定律的典型应用实例。
2. 分析并解决相关计算问题。
六、总结与拓展1. 总结安培环路定律的基本概念和原理。
2. 拓展安培环路定律在电磁学领域的应用。
七、作业1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 查阅资料，了解安培环路定律在工程和科研中的应用。
八、教学反思1. 分析学生在学习安培环路定律过程中的难点和困惑。
2. 优化教学方法和手段，提高学生的学习效果。
大学物理安培环路定理
10-4 安培环路定理静电场的一个重要特征是电场强度E 沿任意闭合路径的积分等于零，即0d =⋅⎰l E l，那么，磁场中的磁感强度B 沿任意闭合路径的积分⎰⋅ld lB 等于多少呢？可以证明：在真空的稳恒磁场中，磁感强度B 沿任一闭合路径的积分（即B 的环流）的值，等于0μ乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和，即∑⎰==⋅ni lI10 d il B μ （10-8）安培环路定理与静电场环路定理的比较 讨论：安培环路定理的证明如图(a)所示，有一通有电流I 的长直载流导线垂直于屏幕平面，且电流流向垂直屏幕平面向内. 在屏幕平面上取两个闭合路径1C 和2C ，其中闭合路径1C 内包围的电流为I ，而在闭合路径2C 内没有电流. 从图（b ）可以看出，由于磁感强度B 的方向总是沿着环绕直导线的圆形回路的切线方向，所以对闭合路径1C 或2C 上任意一线元l d ，磁感强度B 与l d 的点积为ϕαd cos d d Br l B ==⋅l B式中r 为载流导线至线元l d 的距离. 由第10-2节二中例1的式（2），上式可写成ϕμϕμd π2d π2d 00Ir rI==⋅l B （1）对于图（a ）的闭合回路1C ，ϕ将由0增至π2. 于是，磁感强度B 沿闭合路径1C 的环流为这就是真空中磁场的环路定理，也称安培环路定理。
它是电流与磁场之间的基本规律之一。
在式（10-8）中，若电流流向与积分回路呈右螺旋关系，电流取正值；反之则取负值。
⎰⎰===⋅1000π2π2d π2d CIIIμμϕμl B （2）可见，真空中磁感强度B 沿闭合路径的环流等于闭合路径所包围的电流乘以0μ，而与闭合路径的形状无关.然而，对于图（a ）中的闭合路径2C ，将得到不同的结果，当我们从闭合路径2C 上某一点出发，绕行一周后，角ϕ的净增量为零，即⎰=0d ϕ于是，由式（1）可得⎰=⋅20d c l B （3）比较式（2）和式（3）可以看出，它们是有差别的. 这是由于闭合路径1C 包围了电流，而闭合路径2C 却未包围电流. 于是我们可以得到普遍的安培环路定理：沿任意闭合路径的磁感强度B 的环流为⎰∑=⋅20d c I μl B式中∑I 是该闭合路径所包围电流的代数和 人物简介：安培简介安培(Andre Marie Ampere,1775-1855)，法国物理学家，对数学和化学也有贡献，他在电磁理论的建立和发展方面建树颇丰。
《安培环路定理》课件
安培环路定理的应用实例
应用实例
在复杂电路中，可以利用安培环路定理来计算磁场分布和电流之间的关系，从而确定电流的大小和方向，为电路设计和分析提供重要的理论支持。
总结词
安培环路定理在电路分析中具有重要应用，能够简化复杂电路的分析过程。
详细描述
在电路分析中，安培环路定理可以用来计算磁场分布和电流之间的关系，从而确定电流的大小和方向，为电路设计和分析提供重要的理论支持。
《安培环路定理》PPT课件
目录
CONTENTS
安培环路定理的概述安培环路定理的公式及推导安培环路定理的应用实例安培环路定理的深入思考习题与思考
安培环路定理的概述
安培环路定理是描述磁场与电流之间关系的物理定理。
安培环路定理表述为在磁感应线圈中，磁场与电流之间的关系满足闭合回路的定律，即磁场沿闭合回路的积分等于穿过该回路的电流代数和。
安培环路定理是麦克斯韦方程组中的一个组成部分，它描述了磁场与电流之间的关系。
随着科学技术的发展，安培环路定理的应用范围越来越广泛，特别是在新能源、新材料等领域中有着广泛的应用前景。
发展趋势
未来对于安培环路定理的研究将更加深入，需要进一步探索其在复杂电磁场问题中的应用，以及与其他物理场的相互作用机制。同时，也需要加强与其他学科的交叉研究，推动安培环路定理在各个领域中的应用和发展。
总结词
总结词
安培环路定理公式中的物理量包括磁感应强度B、电流I、半径r等。
详细描述
磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量，其单位是特斯拉（T）。电流I是指穿过导体的电流大小，其单位是安培（A）。半径r是指环绕导线的圆心到导线之间的距离，其单位是米（m）。这些物理量在安培环路定理公式中具有特定的数学关系，反映了磁场与电流之间的相互作用。
大学物理安培环路文本教案
课时：2课时教学目标：1. 理解安培环路定理的基本概念和物理意义。
2. 掌握安培环路定理的数学表达式及其推导过程。
3. 能够运用安培环路定理解决实际问题，如计算电流产生的磁场。
4. 培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。
教学重点：1. 安培环路定理的物理意义。
2. 安培环路定理的数学表达式及其推导。
教学难点：1. 安培环路定理的应用。
2. 安培环路定理在复杂磁场问题中的求解。
教学过程：第一课时一、导入1. 回顾静电场环路定理，引导学生思考磁场环路定理与静电场环路定理之间的联系和区别。
2. 引入安培环路定理，提出本节课的学习目标。
二、新课讲授1. 安培环路定理的基本概念和物理意义- 介绍安培环路定理的定义，强调磁场与电流之间的相互作用。
- 通过实例分析，使学生理解安培环路定理的物理意义。
2. 安培环路定理的数学表达式及其推导- 讲解安培环路定理的数学表达式，包括公式中的各个物理量的含义。
- 通过毕奥-萨伐尔定律和安培环路定理的推导，使学生理解公式的来源。
三、课堂练习1. 给出几个简单的问题，让学生运用安培环路定理进行计算。
2. 引导学生思考如何将安培环路定理应用于复杂磁场问题的求解。
四、小结1. 总结本节课的学习内容，强调安培环路定理的物理意义和应用。
2. 提出课后作业，让学生进一步巩固所学知识。
第二课时一、复习导入1. 回顾上一节课的学习内容，提问学生关于安培环路定理的理解。
2. 引入本节课的学习内容，提出本节课的学习目标。
二、新课讲授1. 安培环路定理的应用- 讲解安培环路定理在实际问题中的应用，如计算电流产生的磁场。
- 通过实例分析，使学生理解安培环路定理在解决实际问题中的作用。
2. 安培环路定理在复杂磁场问题中的求解- 讲解如何运用安培环路定理解决复杂磁场问题。
- 通过实例分析，使学生掌握解决复杂磁场问题的方法。
三、课堂练习1. 给出几个复杂的问题，让学生运用安培环路定理进行计算。
2. 引导学生思考如何将安培环路定理与其他物理规律相结合，解决实际问题。
大学物理——11.4安培环路定理
R1 ≈ R2 = R
r≈R
dHale Waihona Puke N B = µ0 I = µ 0 nI 2π R
注意：密绕细螺线管内部为匀强磁场。 注意：密绕细螺线管内部为匀强磁场。 匀强磁场
R
思考：钜形横截面的圆环形均匀密绕螺绕环？ 思考：钜形横截面的圆环形均匀密绕螺绕环？
矩形截面
无限长载流直螺线管内的磁场. 例11.8 无限长载流直螺线管内的磁场
+++ + + + ++++++ N O M
2) 选回路 L
L
P
B = µ 0 nI
如图所示， 例11.9 如图所示，一无限大导体薄平板垂直于纸 面放置，其上有方向指向读者的电流， 面放置，其上有方向指向读者的电流，面电流密度 即通过与电流方向垂直的单位长度的电流) (即通过与电流方向垂直的单位长度的电流)到处均 求其磁场分布. 匀，大小为 I ，求其磁场分布.
解：
ab = cd = l
a b c d
∫
L
v v b v v c v v d v v av v B ⋅ dl = ∫ B ⋅ dl + ∫ B ⋅ dl + ∫ B ⋅ dl + ∫ B ⋅ dl = µ0lI
∴
2 Bl = µ0lI
1 B = µ0I 2
以上结果说明： 以上结果说明：在无限大均匀平面电流两侧的磁场 结果说明 是匀强磁场，且大小相等、方向相反. 是匀强磁场，且大小相等、方向相反.其磁感应线在 无限远处闭合，与电流亦构成右螺旋关系. 无限远处闭合，与电流亦构成右螺旋关系.
L 包围的电流指穿过以 L 为边界的任意曲面的电流。 包围的电流指穿过以 为边界的任意曲面的电流 的电流。 S3 S2 S1 L
关于大学物理中的“安培环路定理内容”教学的探讨
关于大学物理中的“安培环路定理内容”教学的探讨
江军
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2017(000)004
【摘要】本文是关于大学物理教学中涉及磁场中“安培环路定理”教学方法的一种探讨,充分利用磁力线的特点、毕奥—萨伐尔定律及简单的微积分知识,避免大多数教材中烦琐的数学推导,最终推导出安培定理的结论,使学生更容易理解和掌握.【总页数】2页(P221-222)
【作者】江军
【作者单位】电子科技大学成都学院,四川成都611731
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
【相关文献】
1.关于大学物理"高斯定理内容"教学的探讨 [J], 江军
2.工科院校大学物理课程教学内容改革探讨 [J], 卢永
3.大学物理和中学物理教学内容衔接的探讨——以静电场为例 [J], 李玉强;鹿桂花
4.关于大学物理前沿内容教学的一点探讨 [J], 朱林
5.基于应用型人才培养的大学物理分专业教学r内容建构探讨 [J], 谌雄文;施振刚;杨朋;邓晓鹏;张顺如
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核心素养下物理教学设计——以“安培定律”为例
2020年10期┆77研究核心素养下物理教学设计——以“安培定律”为例黄 蕾安培定律作为初中电磁学中的基础，一直以来都是考察的重点方向，无论是实验探究还是电路分析，安培定律都是解决这些问题的基础，因此熟练的掌握和运用安培定律对于学生解决这类问题起到根本作用，通过对安培定律的研究，根据物理学史的发展进程，培育学生的探究精神，在一定的程度上达到提升学生物理思维与物理能力的目的，对于培养学生的学习兴趣，我们也一定要基于我们的核心素养，培养德智体美劳全面发展的优秀新青年。
一、教学目标1、能够了解电生磁的现象以及原理，以及安培定律的具体内容。
2、能够熟练的通过安培定律结合通电螺线管判断其产生磁场的方向。
3、通过对安培定律的实验提高学生的观察能力以及归纳总结能力，对物理学习产生浓厚的学习兴趣。
4、通过对安培定律的学习了解物理发展的艰辛与坎坷，培养学生吃苦耐劳的学习态度，了解探索大自然的方法。
二、教学中的重点、难点1、重点：电生磁的现象，通电螺线管的磁场以及安培定律的具体内容和磁场的分布情况。
2、难点：能够通过安培定律分析出通电直导线以及通电螺线管产生磁场的方向以及根据磁场方向分析通电螺线管电流的方向。
三、教学方法无论是对通电螺线管的磁场还是安培定律的研究，这些都是和实验研究相互依存的，所以这章内容将于实验探究紧密相连，在对奥斯特实验进行分析是，在对导线附近的小磁针进行观察，可以发现小磁针也会发生偏转，不难分析出导线附近存在与磁铁相似的物质，这就是磁场，这种磁场与电流的方向有关联。
我们将导线更换为通电螺线管，通过磁场的叠加来增大磁场强度，再将细微的铁粉撒在通电螺线管附近，这些细微的铁粉组成的形状与条形磁铁的磁感线形状十分相近。
通过实验让学生看到磁场的具体表现，虽然磁场是我们肉眼无法看见的，这导致我们的课堂十分的抽象，但是通过实验的现象可以帮助我们来理解这些抽象的事物，调动学生的积极性。
学生的中学段将他们的思维方式进行转变，逐步的经验型转变为理论型，让他们对基础的知识有着更深刻的理解，能够运用在平时的每一个角落中，同时，实验教学能够更加形象的让学生看到物理结论，让他们的理解和记忆都更加的充分，所以说更好地发展学生的思维能力都需要物理实验的充分开展，在教学中结合物理的精神，教育学生认真探索，刻苦专研的科学精神，培养学生的核心素养，在以培养学生核心素养为前提下，全面发展学生的品质。
安培环路定理的应用
安培环路定理的应用
在电流分布具有某中对称性时，利用安培环路定理可以很方便的计算电流的磁场的磁感应强度。
再这方面，安培环路定理与电场的高斯定理相似。
方法步骤为：（1）对称分析；（2）取合适的闭合回路；（3）求环量；（4）求电流：（5）依环路定理求磁场分布，（6）讨论。
例1：无限长螺线管的磁场
螺线管内任一点的B方向平行于轴线方向，还可以直接分析：以管内任一点为对称点，把螺线管分割成无穷多对载流圆环，由磁感应线
的特点，运用叠加即可得出结论。
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通过该题的讲解，学生意识到利用安培环路定理的重要和求解 问题方便，对安培环路定理和应用到无限长载流直导线有初步的掌握 和理解。为了进一步加强学生对安培环路定理的理解和运用，讲解安 培环路定理在电缆线中的应用。对于理工科学生来说，电缆是学生比 较熟悉的通信导线，该例子联系学生的实际，激发学生的学习兴趣。 一无限长同轴电缆，由一导体圆柱（半径为a）和一同轴导体圆管 （内、外半径分别为b、c）构成。让电流I从一导体流去，从另一导 体流回，如图2所示。设电流在导体截面上均匀分布，求电缆内外磁 感应强度的分布。
关键词：大学物理 教学改革 学习兴趣 安培环路定理
一、工科学生大学物理课程 大学物理是理工科院校重要的公共基础课，是自然科学和工程 技术的基础。作为一个科研工作者或工程技术人员必须掌握的基本知 识。具体包含了经典物理和近代物理知识，经典物理主要包括力学、 热学、电磁学、光学四大力学的内容；近代物理包括量子力学和相对 论内容。大学物理课程教学对于培养学生分析具体问题、解决问题的 能力有着不可忽视的作用，在关注学生创新思维培养的同时更要注重 学生综合素质的提升。 二、工科大学物理教学中存在的主要问题 相对于其他课程，大学物理的难度大。当前学生学习兴趣不够 浓厚，感到大学物理课程难学，上课听课情况以及对知识的掌握情况 不尽人意。这不仅是学生本身造成的，还与当前大学老师的教法有 关。当前很多老师都是基于传统的教学模式，在教学中按照多年来形 成的固定教学模式；对不同专业和不同层次的学生采用统一授课标准 和内容，讲授的大学物理知识与工科专业内容脱节严重。此外，老师 授课方式单一，致使很多学生对大学物理课的学习感到枯燥无味，失 去了学习大学物理的兴趣。我们也注意到大学物理的教学学时有限， 但教学内容丰富广泛。很多高校增加了专业课的学时，将作为公共基 础课的大学物理学时减少。这使很多老师为了完成教学大纲规定的内 容，教学过程照本宣科，很难对知识点的应用进行详细的剖析和展开 讲解。 三、大学物理学生兴趣的培养—以磁场中的安培环路定理为例 静磁场是电学中核心内容之一，包含了磁场与磁感应强度、磁 场中的高斯定理和安培环路定理、磁力、有磁介质存在时的磁场。如 何在大学物理课程教学中激发学生的兴趣，理解和掌握磁场的内容是 大学物理教师值得探讨的问题。 讲授安培环路定理时，学生已经学习了磁场与磁感应强度，对 磁场有初步的理解。通过前面的学习，学生知道电场是有源无旋场， 电场强度E的环流等于零（∫ E⋅dl = 0 ）。不同于电场，磁场是无源场有旋 场，磁感应强度B的环流等于多少？（ ∫ B⋅dl = ?）。以此提出问题，鼓励 学生的思考和探究。学生已经掌握了利用毕奥-萨伐尔定律来求解磁 场，理解到利用该方法来计算磁场相当繁琐。以长直导线为例，首先 复习讲解毕奥-萨伐尔定律的应用，既是对学过知识很好的复习，也 是为学习磁场中的安培环路定理准备。如图1所示。
图2 同轴电缆的磁场 首先分析本题的磁场分布有轴对称性，可用安培环路定理求 解。并且四个区域r＜a，a＜r＜b，b＜r＜c以及r＞c的磁场分布都不一 样。在垂直轴线的平面上，以轴线为圆心，过场点P作半径为r的圆形 闭合回路为积分回路L，由安培环路定理得
（1）当r＜a时，
为：
，所以；
，I1为回路L包围的电流，其大小
安培环路定理可以求磁感应强度B，不过有适用条件：载流导体的稳 恒磁场中，可以找到一条闭合环路，在该环路上的磁感应强度B大小 处处相等，并且B的方向和环路的绕行方向也处处同向。一般而言， 带电体电流的分布具有无限长轴对称性、无限大面对称性和各种圆环 形均匀密绕螺绕环，可以利用安培环路定理来求其磁感应强度B。上 面我们利用毕奥-萨伐尔定律求出无限长载流直导线在距离导线为α 处产生的磁感应强度B。由于无限长载流直导线产生的磁场是一组分 布在垂直于直导线的平面上，并以导线为中心的同心圆。离导线等距 离处的各点磁感应强度大小相等，方向与电流构成右手螺旋关系。因 此，可以利用安培环路定理来求磁感应强度的分布。P点距离直导线 为α，过P点沿B的方向作圆形积分回路L，由安培环路定理得
2016年·9月·上期
学术 理论
经营管理者
大学物理教学中学生学习兴趣的培养
——以安培环路定理为例
王声权 贵州民族大学
摘 要：本文首先指出当前工科大学物理教学中存在的一些问题，以稳恒磁场中的安培环路定理为例，重点探讨了大学物理教学改革下工 科学生学习兴趣的培养。联系工科学生的实际，重点讲解安培环路定理在电缆线中的应用，激发学生的学习兴趣。
一样，在P点限和下限不能确定，但直导线与P点的夹角已知。把变量 l 、r、
θ统一用θ表示出，积分变量由 dl 变为dθ。把 dl 、r带入磁感应强度B
的积分表达式得
如果载流直导线为“无限长”，则式中的θ1=0，θ2=π，则 。接下来，介绍磁场中的安培环路定理，其表述为：在真空中
图1 直导线的磁场 求距离直导线为α处P点的磁感应强度B。建立直角坐标系如图 所示，在y方向的载流直导线上 l 处取电流元 Idl ，电流元 Idl 到P点的距 离为 r ，由毕奥-萨伐尔定律电流元 Idl 在P点处磁感应强度的大小为
,Idl×r 的方向就是dB的方向，所以dB的方向垂直于 Idl 与 r 所构 成的平面纸面向里。直导线上的任意电流元在P点处产生场强的方向
的稳恒磁场中，磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分，等于这闭合
路径所包围的各个电流之代数和的μ0，用数学表示为
。利用
（2）当a＜r＜b时，
，所以
（3）当b＜r＜c时，
小为：
，所以
I2为回路L包围的电流，大
（4）当c＜r时， 四、结语
，所以B=0
要搞好大学物理教学，使学生终身受益，就要在教学过程中不
断改革创新。我们希望联系理工科学生的实际，摸索出一条适合本专
业学生的教学之路。根据各个专业课的不同特点，将相关学科知识融
入到大学物理教学中，有针对性地调整教学内容，为学生专业课的学
习提供有益的帮助，实现大学物理教学与专业能力培养的有机结合，