磁感应强度教学设计

3.2 磁感应强度

一、教材分析

磁场对磁极和电流的作用力远比电场对电荷的作用力复杂，磁感应强度在第三章起承上启下的作用，承接电场强度的学习；并为第四节课定量学习通电导线在磁场中的受力做好了铺垫。

二、学情分析

初中已经初步学习了磁场的相关概念，再加上学习过电场强度的定义，及方向的规定；通过对比学生很容易接受从受力角度探究磁感应强度的大小；但是用控制变量法设计实验需要老师引导学生完成，高二学生已经多次接触过比值定义式，但是学生理解磁感应强度的意义还有一定难度。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、知道磁感应强度方向、大小、定义式和单位

2、理解磁感应强度的物理意义

（二）过程与方法

1、进一步体会比值法定义物理量

2、通过演示实验、类比、分组讨论、分析总结，寻找描述磁场强弱和方向的物理量。

（三）情感、态度与价值观

1、体会物理规律的简洁美

2、培养学生敢于创新的科学探究精神

四、重点、难点

重点：磁感应强度的物理意义

难点：寻找描述磁场强弱和方向的物理量

五、教法、学法

教法：我借助与电场的类比，使学生深入认识物理现象之间的联系，同时辅以启发式教学，分组实验引导学生应用控制变量法，借助改进实验给出磁感应强度的定义，磁感应传感器检验磁感应强度加深学生对磁感应强度的认识，层层递进。

学法：学生通过猜想、实验探究、分析归纳，体验科学探究过程，在相互合作、共同探讨的过程中，给出定义。

六、教学过程

（一）新课导入

观看起重机视频，使学生对磁场强弱有感性的认识，引入磁感应强度。

（二）新课教学

一探究磁感应强度的方向

分组实验一：观察小磁针在条形磁铁周围的不同位置指向

现象：小磁针在磁铁周围的不同位置指向不同

物理学中规定：小磁针静止时N极所指的方向，为磁感应强度的方向，简称磁场方向。

二探究磁感应强度的大小

教师引导：请回顾一下电场强度的大小是如何定义的？

学生回答：在电场中放置一个试探电荷q，试探电荷在电场中受到电场力F，F/q就表示电场强度的大小。

教师再引导：也从受力的角度来探究磁感应强度的大小，引导学生观察小磁针和通电导线在磁场中的受力。

教师问：小磁针和通电导线哪一个更便于实验操作？

学生回答：通电导线。

老师解惑：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，而通电直导线可以改变电流大小和在磁场中的长度，因此我从通电导线所受磁场力探究磁感应强度的大小，给学生指出明确的探究方向。

教师鼓励学生大胆猜想：通电导体所受的磁场力可能与哪些量有关？

学生提出：电流的大小、导线的长度、磁场强弱、导线与磁场方向有关（需要引导）教师问：多个因素存在时，常用的实验方法？

学生答：控制变量法。

教师引导：用控制变量法设计实验

（1）保持磁场和导线长度不变，改变电流大小。

（2）保持磁场和电流大小不变，改变导线有效长度。

学生分组实验

教师问：分组提问第一步和第二步实验现象

教师总结现象：通过实验验证猜想，但是仍然没有得出磁感应强度的定义式。

三改进实验

1实验设计

保持通电导线与磁场方向垂直

通电导线长度不变

I F

结论

2实验步骤：

（1）电源、电流表、开关、滑动变阻器、

线圈串联。 （2）拉力传感器固定在铁架台上、线圈系上棉线挂在拉力传感器下方离匀强磁场不

宜太近。

（3）拉力传感器和电流传感器连入计算机端口。

（4）通电导线长度不变，线圈接入200匝，打开通用软件先传感器清零，设置采集10个点， 每秒采集1个点，闭合开关采集数据，改变滑动变阻器，使电流整数倍扩大。

（5）保持电流不变，改变线圈匝数。 （6）实验完毕，停止采集，断开开关。 3实验注意事项：

（1）矩形线圈保持竖直；使通电导线受磁场力竖直向下。 （2）线圈下端离磁铁上端一定高度，避免通电后吸到一起。

（3）滑动变阻器均匀改变，实验设置每秒采集1个点，共收集10个点。 （4）每次测量时矩形线圈相对磁铁的位置保持不变。 4归纳实验

通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小，既与导线中的电流I 成正比，也与导线的长度L 成正比，，即与I 和L 的乘积成正比，用公式表示为F ∝IL ，即

F

IL

为常数。 教师：换磁感应强度不同磁铁重复上面的实验。 对比现象：

(1)在同一磁场中，不管I 、L 如何改变，比值F

IL 总是不变。

(2)在不同的磁场中，I 、L 不变，比值F

IL 不同。

总结现象：F

IL

是由磁场本身决定的，表示磁场强弱。

五 演示磁感应传感器检验磁感应强度

教师总结：进一步证明磁感应强度是有磁场本身决定 （三）例题：

磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，导线长L=1cm ，电流强度I=2.5A ，若它所受的磁场力F=0.05N （1）求这个位置的磁感应强度B 多大？

（2）若导线中电流强度变为5A ，这个位置的磁感应强度B 多大？该通电导线受到的磁场力多大？

（四）布置作业

1、课后习题1、

2、3题 2、课后探究

搜索探究磁感应强度定义式的其他方法 （五）课堂小结

电流大小不变 L 200匝 400匝 F 结论

1、磁感应强度的方向

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2、磁感应强度的大小

通电导线与磁场垂直时所受的磁场力的大小，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即B＝F

IL

3、物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。

4、单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T。

1 T＝1

N A·m

八、教学反思

课本实验弊端：

实验是定性的结论，没有用定量的测量值该实验的原理是当导线通电时，导线摆起一个角度，通过摆动角度的大小比较受力的大小。但是蹄形磁铁磁场弱，导体棒通电后偏角太小，且不稳定，不便于比较安培力大小，无法完成定量研究。

改进实验：

实验器材：学生电源（12V）、开关、滑动变阻器（0-50欧姆）、200匝线圈两个、拉力传感器、电流传感器、计算机、匀强磁场

改进点：

1、蹄形磁铁换成强磁铁，增大磁场强度

2、导体棒换成线圈，磁场中导线长度相当于线圈匝数与线框边长的乘积，线圈接入的匝数越多，处于磁场中的导线越长

3、用电流传感器测电流，保证通电时线圈受拉力向下，用拉力传感器测磁场力的大小，用计算机采集数据，增加可信度

优点：在本节课的教学中，使学生寻找描述磁场强弱的物理量是有难度的，需要引导学生利用控制变量的方法，通过实验探究--分析数据--归纳总结等步骤，将学生的思维逐步引向磁场强弱的物理意义。

不足点：在实验探究环节主要是在教师设计的框架下进行探究，学生对探究方向不明确，创新思维受制约