高中物理磁感应强度教案(市一等奖)

磁感应强度

一、背景说明

教材分析

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。可以通过演示实验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。

二、教学目标

（一）知识与技能

1、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。

2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

3、会用公式F=BIL解答有关问题。

（二）过程与方法

1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。

2、通过演示实验，分析总结，获取知识。

（三）情感、态度与价值观

学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。

三、教学重点难点

学习重点：

磁感应强度的物理意义

学习难点：

磁感应强度概念的建立。

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。

四、教学方法与手段

首先通过演示，让学生对不同磁场强弱不同有一个感性认识，然后通过分组实验让学生观察磁场对电流的作用力与电流大小、导线长度的关系，再利用DIS 演示实验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。

五、课前准备

教学媒体

电磁铁、蹄形磁铁、导体棒、电源、导线、DIS演示实验材料等

多媒体课件、实物投影仪。

知识准备

复习磁场的概念、电场强度的定义方法等。

六、教学过程

（一）导入新课

【演示实验】用不同的磁体吸引别针，可以看到，吸引别针的多少不同，引导学生在观察现象的基础上思考：这一现象说明什么问题？

结论：实验现象说明两种情况中磁场强弱不同。

问题：怎样表示磁场强弱？引入新课

磁场有强弱和方向，可是磁场看不见摸不着，要想表征它，谈何容易。那么我们有没有类似的经验可以借鉴。引导同学们思考找到电场

提问1：用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？

用电场强度来描述电场的强弱和方向。

提问2：电场强度是如何定义的，其定义式是什么？

电场强度是通过将一试探电荷放在电场中某个位置所受的电场力与试探电

荷电荷量的比值来定义的，其定义式为E＝F q 。

（用多媒体回顾说明某点的场强与试探电荷的多少有无无关，只与电场本身有关，反映电场本身的性质）

（二）新课教学

那么，这节课我们就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。（板书课题）

过渡：电场强度是矢量，它的方向是如何规定的？

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。那么谁放入磁场中会受到磁场力的作用呢？小磁针好！我们来看一看磁场的方向是不是可以从小磁针受力的角度来规定。【演示】

实物投影仪演示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，但每一位置处的小磁针南北极指向一定。改变磁体的位置发现小磁针转动最后都静止下来虽各不相同但指向一定，因此，磁场的方向可以从小磁针受力的角度来规定。

物理学中把小磁针放入磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，规定为该点的磁感应强度的方向，简称该点的磁场方向。

（板书）1、磁感应强度的方向

设问：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？

（引导学生思考回答）

答：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，既无法定义磁感应强度的大小。

设问：那如何研究磁感应强度的大小呢？

（板书）2、磁感应强度的大小

还有谁在磁场中也能受到磁场力的作用？

（引导学生思考回答）磁场对通电导线也有力的作用

现在我们需要通过磁场对通电导线的作用力，来了解磁场的性质。要研究磁场每一点的强弱和方向，(那一长的导线示意学生可行，引导学生想到电场中试探电荷从而引出），

就要用很短的通电导线来检验磁场的强弱，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。

（老师提示这儿准备了电源、导线、滑动变阻器、开关）还为同学们准备了蹄形磁铁，初中我们就学过蹄形磁铁正对区域是磁场强弱和方向都相同即为匀强磁场，

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。

设问：不妨先来看看磁场对通电导线的作用力大小跟哪些因素有关呢？

（学生猜想并动手实验验证猜想，汇报结果，8人一组分组）

学生提出猜想：

磁场对通电导线的作用力跟电流的大小有关

磁场对通电导线的作用力跟导线的长度有关

磁场对通电导线的作用力跟磁场强弱有关

磁场对通电导线的作用力跟导线与磁场方向有关（学生可能想不到，引导）【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。

好！下面我们就以导线跟磁场垂直时来研究通电导线在磁场中受力大小与电流、导线长度的定量关系

要研究一个物理量与多个物理量之间的关系我们常用什么方法？控制变量法

介绍如图所示的装置：保持通电导线框的位置不变，用力传感器测量所需拉力F(等于电流所受磁场作用力大小)的大小，拉力与电流所受磁场力为平衡力。用电流传感器测量线框中的电流。

(1)保持L不变，改变I四次，测定相应的四个力F，（问学生如何寻找F与I间的关系）利用图象得到F∝I。

(2)保持I不变，用三个相同的蹄形磁铁逐次并放，以改变受力部分导线的长度，测定相应的三个力F，得到F∝L。