高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：3.2 磁感应强度(2).pdf

教学设计(二)

整体设计

教学分析

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。

教学目标

1．通过实验、类比分析，寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。

2．进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

3．知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。

4．培养学生探究物理现象的兴趣，提高学习能力。

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

首先通过观看视频，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，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。

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。

教学过程

导入新课

[事件1]

教学任务：观察视频，导入新课

学情分析：学生初中已学习过电磁铁的有关知识，了解电磁铁的简单应用，利用他们熟悉的知识，生活中电磁铁的应用的有关例子，激发他们的好奇心，引入本节学习的重点内容。

师生活动：

播放两个视频：磁悬浮列车简单原理，巨大的电磁铁起重机吊起重物

PPT展示磁悬浮列车和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。

【分组实验】 学生自己动手操作并观察实验现象：如图，通电电磁铁吸引别针，改变电磁铁中电流的大小，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

磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。怎样的物理量能够起到这样的作用呢？

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

。 我们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。

推进新课

[事件2]

教学任务：磁感应强度的方向。

学情分析：通过初中的学习，学生已了解电流周围存在磁场、磁铁周围存在磁场，为了形象地描述磁场，在物理学中，把小磁针静止时北极所指的方向定为那点的磁场方向。

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。

电场和磁场都是客观存在的。电场有强弱和方向，磁场也有强弱和方向。

思考，电场强度的方向是如何规定的？对研究磁感应强度的方向有何启发？

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。小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用，因此，磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。

在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向，即磁感应强度的方向。

[事件3]

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。

学情分析：学生已深信磁场有强弱和方向，前面的学习了解了磁感应强度的方向即为磁场的方向，且用小磁针N极受力方向可确定磁场方向，但如何确定磁感应强度的大小是一个难点问题。

师生活动：

教师通过设问启发学生思考，降低问题解决的难度。

问题1：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，磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？

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，即无法定义磁感应强度的大小。

问题2：那如何研究磁感应强度的大小呢？

磁场对磁极有力的作用，磁场对通电电流也有力的作用。

无法从小磁针受力的情况研究磁感应强度的大小，转换一下思维，是否可从电流在磁场中受力的角度去研究？

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。

问题3：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：磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向有关

磁场对电流的作用力跟电流的大小有关

磁场对电流的作用力跟导线的长度有关

磁场对电流的作用力跟磁场强度有关

等等。

通过分组实验学生亲自动手检验。

实验前让学生明白：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。

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。

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，电流由外部电路控制。

在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素

【分组实验】启发学生学会应用控制变量法。

(1)保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。