人教版高中物理 选修3-1 优秀教案《磁场》全章

第三章磁场

全章教学设计

全章教学内容分析

我们生活在磁的世界里，但是磁对我们来说，依然相当神秘。本章从磁现象和电流磁效应导入磁场，首先介绍了磁场的性质及描述，进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。最后介绍带电粒子在磁场中的运动。全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手，从实验中发现本质，从本质中体会应用”这一思路。

磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用，它不仅是磁场性质的重要体现，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，还是电磁感应动态分析的重要组成部分。在洛伦兹力公式的处理上，教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发，提出磁场对运动电荷有作用力的设想，然后用实验来验证，在此基础上引入洛伦兹力概念，并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。一般情况下，带电粒子在磁场中的运动比较复杂，它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动，旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。

课标要求

1．内容标准

(1)列举磁现象在生活和生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。

例1：观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

(2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。

例2：了解地磁场的分布、变化，及其对人类生活的影响。

(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

(4)通过实验认识安培力，会判断安培力的方向。会计算匀强磁场中安培力的大小。

例3：利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

例4：了解磁电式电表的结构和工作原理。

(5)通过实验认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。

例5：观察阴极射线在磁场中的偏转。

例6：了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

(6)认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。

2．活动建议

(1)用电磁继电器安装一个自动控制电路。

(2)观察电视显像管偏转线圈的结构，讨论控制电子束偏转的原理。

知识版块及知识结构

磁场的概念→磁场的描述→磁场对通电导线的作用力→磁场对运动电荷的作用力→带电粒子在匀强磁场中的运动

知识结构图

教学目标

1．知识与技能

(1)了解磁场，知道磁场的基本特性，知道磁感应强度和磁通量。

(2)知道磁感应强度、磁感线，会用磁感线描述磁场，会判断条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流及通电螺线管周围的磁场分布。

(3)了解磁现象在生活、生产中的应用，能运用有关磁场的知识解释日常生活中的磁现象。

(4)通过实验认识安培力，会判断安培力的方向，会计算匀强磁场中的安培力大小。

(5)通过实验认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力大小。

(6)了解电子束的偏转原理及其在科学技术中的应用。知道回旋加速器、质谱仪的工作原理和基本用途。

2．过程与方法

(1)通过对磁感线和磁场的学习，了解物理模型在物理学发展中的作用。

(2)通过“用细铁屑模拟磁体的磁场”“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。

(3)能在探究“磁场对电流的作用力”的过程中，掌握通过控制变量法进行实验探究的一般程序。

(4)运用“推理—假设—实验验证”的科学方法，归纳出带电粒子受磁场作用的规律和运动规律，认识科学的思维方法。

(5)通过做一些磁现象的探究小实验，培养自主探究的能力，通过了解磁场对粒子控制的实际应用了解现代粒子物理领域的发展现状。

3．情感态度与价值观

(1)领略磁现象的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲乐于探究磁现象的奥秘。

(2)了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，增强爱国主义情结。

(3)关注与磁相关的现代技术的发展与趋势，认识电磁现象的研究在社会发展中的作用，

有将科学服务于人类的意识。

学情分析

学生在初中学习和日常生活中对于磁现象已经有了粗浅的认识，在静电场的学习中也建立了“场”的基本观念，对于场的性质的研究方法及描述方法也积累了一定的经验。这些因素都为利用类比展开教学提供了条件。洛伦兹力及其公式的处理方法，有利于培养学生的逻辑推理能力。本章知识对学生的空间智能要求较高，学生对磁场、电流和作用力的空间方向关系可能产生困惑，对有关地磁场分布的问题也可能区分不清，教学中可以借助电脑三维动画突破难点。

教学要求与建议

1．通过实验丰富学生的感性认识，形成基本的物理概念。本章以演示实验为主，可以增加学生的参与成分，课内实验与课外实验研究相结合。

2．注意逻辑推理与类比方法相结合，在建构知识体系的同时渗透科学方法教育。磁场的性质和描述、磁感线等内容注意与电场知识类比处理，从安培力到洛伦兹力的推导注重逻辑推理。

3．注重粒子运动与控制的实际应用。本章教材中涉及速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、质谱仪、回旋加速器以及电视机显像管、云室、气泡室、霍尔元件等粒子运动控制仪器，加上前面接触过的示波器、直线加速器、静电复印机、密立根实验等，构成粒子运动与控制的应用体系，根据不同要求知道或理解这些仪器的基本原理，一方面巩固了电磁场的基本知识，同时也增加了对现代科学技术的了解。

4．注重教材内容的开放性，充分利用多媒体手段及教材内外的课程资源，为学生的自主学习和教学方式多样化创造条件。

5．注意化抽象为具体，帮助学生提高空间想象力，突破教学难点。

课时分配建议

1 磁现象和磁场

教学设计(一)

整体设计

教学分析

本节内容多为初中学过的知识，重点是电流的磁效应和磁场概念的形成，可以结合演示实验，对初中知识复习概括并从科学与人文两个角度提升认识，为后续学习打下基础。教材利用文本材料例如“指南针与郑和下西洋”说明我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响；通过“地球磁场与古地质学”，使学生了解“地磁异常”的现象。应该注意的是，本节内容蕴含了丰富的人文内涵。

教学目标

1．了解磁现象。了解电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义。