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人教版高中《物理》选修3-1第三章第2节《磁感应强度》河南省 - 洛阳

视频标签:磁感应强度

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视频课题:人教版高中《物理》选修3-1第三章第2节《磁感应强度》河南省 - 洛阳

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人教版高中《物理》选修3-1第三章第2节《磁感应强度》河南省 - 洛阳市教学设计

3.2 磁感应强度

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 教学过程
  • 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
探究磁感应强度的方向
演示实验一: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。
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。
改进实验
013
 
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  
电流大小不变
L 200 400
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 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,比值总是不变。
(2)在不同的磁场中,I、L不变,比值不同。
总结现象:是由磁场本身决定的,表示磁场强弱。
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                         
  • 课堂小结
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
  1. 磁感应强度的大小
通电导线在磁场中受到的磁场力的大小,既与导线的长度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
总结与归纳:
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 T1
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

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