《磁感应强度磁通量》教学设计

《磁感应强度磁通量》教学设计

一、教学目标

1.教材分析

《磁感应强度磁通量》一节是山东版高中物理选修3-1第5章《磁场》第3节的内容，这节课之前，第1节是磁场的基本知识，第2节是用磁感线定性描述磁场，这节将从定量的角度来描述磁场。本节内容是以后学习电磁感应的基础，也是电磁学的核心内容之一。总之，本节内容在教材中具有承上启下的作用，既是前面所学知识的巩固和深化，又为后继内容的学习做出了铺垫。因此，本节是本章教学的重点。

2.学情分析

学生在前两节及初中已对磁场及其描述有了初步了解，已经知道了用磁感线定性描述磁场的方法，已经学习了电场可用电场线和电场强度来描述，这为本节课的类比教学奠定了基础。

3.教学目标

根据本节课的特点及学生的具体情况制定的目标如下：

【知识与技能】

（1）理解磁感应强度的定义，知道它是描述磁场强弱的物理量；

（2）会对磁感应强度进行合成与分解；

（3）理解什么是磁通量，知道其与磁感应强度的关系，并能进行磁通量的计算，能初步判断磁通量的变化情况

【过程与方法】

通过“感受磁场的强弱”等实验，提高收集信息和处理信息、得出物理结论、分析和解决问题的能力。

【情感态度与价值观】

关注与磁相关的现代技术的发展状况与趋势，有将科学服务于人类的意识。

二、教学重点、难点

【重点】

理解磁感应强度的意义，知道磁通量与磁感应强度的关系

【难点】

1、磁感应强度概念的建立；

2、磁通量大小的影响因素及磁通量的正负。

原因：

1、学生尚未学习电流所受安培力，无法用F=BIL给出磁感应强度定义式，使得学生无

法对磁感应强度与电场强度进行公式上的比较；

2、学生空间想象能力不足，无法抽象出磁通量大小的影响因素尤其是角度，另外学生

尚未接触面矢量，故对磁通量的正负较难理解。

突破：

1、用演示实验和有关磁感线的基本知识层层设问的方法建立磁感应强度的概念；

2、水流模拟磁感线实验解决磁通量大小影响因素问题，通过强调面具有正面和反

面，加深对磁通量正负的理解。

三、教法、学法

教法：演示实验、启发、类比、探究实验

学法：观察分析、类比推理、归纳总结

四、教学流程及操作

依据本节教材的编排，依据学生的认识规律，我设计了下面的教学流程和相应的具体操作：

教学流程：

演示实验导入新课→层层设问，课件演示得磁感应强度定义→小实验体会身边才磁场及特斯拉单位的大小→匀强磁场定义→磁通量定义→实验探究磁通量大小的影响因素→得φ、B、S关系→深层理解磁通量的概念→例题训练→课堂小结→作业布置

五、教学用具

条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、水盆、水杯、线圈、水

六、教学步骤

1.演示实验引入新课

实验一：感受不同的磁铁吸引起重物的情况

结论：磁场有强弱。

实验二：磁场中小磁针位置不同，指向不同；

结论：磁场有方向。

提出问题：怎样描述磁场的强弱和方向？

学生回答：磁感线。

继续提问：

（1）如何用磁感线描述磁场的强弱和方向？

切线方向：磁场方向（小磁针静止时北极的指向）

疏密：磁场强弱

（2）电场除了用电场线描述外，还可用哪个量来描述？

既然电场的强弱和方向可用电场强度来描述，那么类似磁场的强弱和方向也可用一个物理量来描述，这个量就是磁感应强度。

【设计意图】

感受磁场的方向和大小，激发学生学习的兴趣。用类比的方法，让学生学会知识的迁移。

2磁感应强度

（1）教师演示，规定磁感应强度的方向

磁场中小磁针位置不同，指向不同

让学生思考：磁感应强度的方向是怎样的呢？

（2）层层设问，定义磁感应强度的大小

提出问题：我们知道磁感线的疏密表示磁场的强弱，那么磁感线的哪一项指标可以直观的表示疏密呢？（引导学生说出磁感线条数）

继续提问：只数磁感线条数可以吗？（稍停）

抛出关键问题：

①条数相同就意味着磁感应强度相同吗？若穿过两个面的磁感线条数相

同，但两个面的面积不同，我们还能说B相同吗？（课件演示）结论：要数单位面积的条数。

②穿过的条数相同，面积也相同，但S

⊥B,S2不⊥B,B相同吗？（课件

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演示疏密情况）

结论：为了有可比性，我们应数垂直于单位面积的磁感线条数，即B⊥S。【设计意图】

由于磁感应强度概念的抽象性，如果让学生直接去探究，大部分学生可能无从下手。所以教师可以采取问题启发的方式，层层设问，降低难度。这样设计问题符合学生的认知规律，同时还锻炼了学生的逻辑推理能力，提高他们的学习兴趣，加深他们对磁感应强度的认识，提高学生的科学素养。

（3）通过传感器，感受磁场的数量级及特斯拉单位的大小

我们的周围存在着不同的磁场，利用磁传感器测一测身边磁场的磁感应强度的大小

【设计意图】由于磁场本身的抽象性，大部分学生对磁场的强弱没有概念，对磁感应强度的单位特斯拉没有深刻的认识，只是知道磁感应强度的单位是特斯拉，这样设计是想让学生对磁场的数量级有一个感性的认识，同时感受一下特斯拉单位的大小。

（4）匀强磁场定义: 磁感应强度处处相同（大小和方向）

（5）磁感应强度的叠加

例1.某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0×l0-5T，竖直分量向下，且大小是4.0×10-5T，则地磁场磁感应强度的大小为__________，方向为_________________ 【设计意图】

通过磁感应强度的叠加，使学生再次感受矢量和标量的区别，更深入的认识磁感应强度这个物理量。

3.磁通量

（1）联系实际生活，得出定义

电磁学研究和磁技术应用中只考虑穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数是不够的，还要关心总条数，我们就把磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量。

（2）实验探究，得出决定磁通量的因素

【实验探究】淋浴花洒，水流模拟磁感线，线圈模拟平面

改变线圈倾斜程度，喷水方式不变，线圈面积不变，穿过线圈平面的水流条数发生改变；

结论：磁通量大小不仅与B、S有关，还与B与S夹角有关，且垂直时最大，平行时为零。

【设计意图】

演示实验降低学生空间想象的难度，为φ的表达式做好铺垫。

（3）【分析讨论】结合磁感应强度定义，得出磁通量表达式。

①表达式：匀强磁场中φ=BS（B⊥S）

【提出问题】B与S不垂直呢？（课件演示）

作S的投影S n，使S n⊥B,则φ=BS n

②单位：1wb=1T·m2