教案：磁感应强度

2 磁感应强度

教学设计

整体设计

教学分析

磁感应强度是磁场一章的重要概念，在本节课的学习中，学生再次体会用比值定义物理量的方法，而且由于定义磁感应强度涉及的物理量有三个：磁场对导线的作用力、电流、导线长度，还要注意定义的条件：导线和磁场垂直，所以难度更大，教学要求更高。

教学目标

1．理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。

2．能用磁感应强度的定义式进行有关计算。

3．通过观察、类比(与电场强度的定义的类比)，使学生理解和掌握磁感应强度的概念。

4．培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。

教学重点难点

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。通过与电场强度的定义的类比，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。

教学方法与手段

首先通过实验让学生观察了解磁场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，然后利用理论推导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。

课前准备

教学媒体

电磁铁、蹄形磁铁、导体棒、电源、导线等

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。

教学过程

导入新课

[事件1]

教学任务：演示实验，导入新课

师生活动：

PPT展示巨大的电磁铁起重机吊起重物的图片，利用磁场的一些有趣图片等，激发学生的兴趣、求知欲。

【演示】

学生观察实验现象：把一段通电导体棒放在电磁铁产生的磁场中，改变电磁铁中的电流，

可以看到，同一通电导体棒受力不同，引导学生在观察现象的基础上思考：这一现象说明了什么问题？

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：为了表征磁场的强弱和方向，我们引入一个新的物理量：磁感应强度。

推进新课

[事件2]

教学任务：磁感应强度的方向。

师生活动：

【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。

放在磁场中的小磁针

在电场中，我们用电场强度表示电场的强弱和方向，在磁场中我们用磁感应强度表示磁场的强弱和方向。所以，磁感应强度是一个矢量，磁场中某点磁感应强度的方向，就是该处磁场的方向，也就是小磁针的N极在此处受磁场力的方向。

磁感应强度是矢量，不但有大小，而且有方向，其方向即为该处磁场方向。

[事件3]

教学任务：明确研究对象，建立电流元概念

师生活动：

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，我们可以用类比的方法研究磁场的性质。研究对象的选取问题。

学生讨论：能否选取小磁针为研究对象，通过磁场对小磁针的作用力来研究磁场的性质？

参考结论：因为磁场对小磁针的两个磁极均有力的作用，且总是等大反向，不易于测量和分析。

磁场还对哪些对象有力的作用？

学生发散思维寻找答案：电流。

现在我们需要通过磁场对电流的作用力，来了解磁场的性质。

选取电流作为研究对象存在哪些不足？

学生讨论：电流形状、磁场分布、各部分在磁场中位置不同导致受力情况不同，等等类比点电荷概念抽象电流元：为了研究问题的方便，常常选取较短的一段电流进行研究，在这段电流上电流不弯曲、磁场强弱相同，电流各部分所受磁场力也相同。这个用来选作研究对象的一小段电流称为电流元。

[事件4]

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：

问题：磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关呢？

学生提出猜想后，教师通过实验检验。

【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。

下面我们就研究导线跟磁场垂直时，磁场对电流的作用力跟电流大小和导线长度的关系。

【演示】

磁场对电流的作用力跟电流大小的关系。

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对电流的作用力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流大小由外部电路控制。

先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，观察电流大小不同的情况下，磁场对电流的作用力的大小。

结论：电流越大，磁场对电流的作用力越大；电流越小，磁场对电流的作用力越小。

【演示】

磁场对电流的作用力跟导线长度的关系。

在上述实验装置中，保持电流不变，改变在磁场中导线通电部分的长度，观察导线长度不同的情况下，磁场对电流的作用力的大小。

结论：磁场中的导线越长，磁场对电流的作用力越大；磁场中的导线越短，磁场对电流的作用力越小。

[事件4]

教学任务：理论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：

引导学生通过推导，从理论上说明上述实验结论，并进一步得出磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的定量关系。

结论：磁场对电流的作用力跟电流大小成正比，跟导线长度成正比，即F ∝IL ，引入比例系数B ，写成等式为：F ＝BIL 。

[事件5]

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。

提问： 电场强度是如何定义的？其定义式是什么？

[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷电

荷量的比值来定义的，其定义式为E ＝F q

。 讨论与交流：根据描述电场强弱和方向的方法，讨论表示磁场强弱的物理量磁感应强度的定义方法。

学生会考虑根据小磁针受力定义磁感应强度，引导学生考虑到小磁针静止时所受合力为