2022年磁感应强度教学设计A .pdf

名师精编优秀教案磁感应强度教学设计（一） 新课引入磁感应强度演示如下实验： 将一个粘有磁铁的塑料盖放在盛水的碗里，再放一个，学生观察发现，塑料盖吸到一起。提出：在不改动两个小瓶盖的前提下如何轻松的让两个小瓶盖自己分开？学生讨论，此时我将两个小瓶盖拿起， 放下一块较大的磁铁，再将两个小瓶盖放下，观察发现小瓶盖分开了。学生恍然大悟，大的磁铁产生的磁场强，对小磁铁排斥的力大，所以分开了。顺势引出描述磁场强弱的物理量磁感应强度B （二）磁感应强度的矢量性刚刚的实验中我们放了三个磁铁， 一个磁铁产生一个磁场那么就应该有三个磁场， 那么这三个场放一起， 在相同位置磁感应强度是加强还是减弱？演示：将两个瓶盖放入水面，瓶盖相互排斥，标号一。用另一个相同大小的碗放入大的磁铁，也放入两个相互排斥的瓶盖，两者对比，有大磁铁的碗中，瓶盖排斥得更远，标号二。将大的磁铁拿出，反面放入水里，两个瓶盖相吸标号三。标号一与二对比： 加入一个小磁铁间的排斥力加强了，磁铁磁感应强度增强了； 标号一标号三： 加入一个磁铁后小磁铁间由排斥到聚拢到一起了，受力方向发生变化；标号二与三对比：同样的磁铁改变方向后，物体受力相反。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页名师精编优秀教案得出：磁感应强度是矢量，具有方向与大小。如何确定其方向与大小？（三）磁感应强度B的方向提示: 联系电场，电有正负电荷，磁有NS极；电产生电场，磁产生磁场；电场强度 E描述电场的强弱，磁感应强度 B描述磁场的强度；E 具有方向和大小， B 也具有方向与大小。 E 的方向我们规定正电荷受力方向，那么类推 B的方向我们可不可以规定什么在磁场中的受力方向？学生提出：小磁针，通电导线等。演示如下实验：将打印的有条形磁铁磁场线的白纸固定在泡沫板上，将条形磁铁放入凹槽内， 此时，沿着某一电场线插上一圈小磁针，学生观察发现小磁针受力，发生偏转，N极指向与电场线方向一致。此时提出：为研究方便我们规定为小磁针N极的指向为磁感应强度的方向。对于学生提出的通过电流受力方向来定义磁感应强度的方向，我首先肯定学生的想法， 并介绍在很多大学的电磁学教材中就是通过电流元作用力来定义磁感应强度大小和方向的，只是中学阶段数学手段局限才采用比较直观的方法定义。（四）磁感应强度B的大小确定了方向那么如何确定大小？学生通过前面的类比，容易想到：1. 通过小磁针在磁场中的受力来研究。 2.通过通电导线在磁场中的受力来研究。对于 1 提出：同学们见过只有一极的磁铁吗？任何磁铁都有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页名师精编优秀教案两极，静止时，两极受力为零，不能测出小磁针的受力。类比 E，E 引入试探电荷，通过试探电荷受力情况来描述电场强度大小，那么磁场中可不可以也引入一个微小量通过它的受力来描述磁场强度？物理上我们将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，可以通过电流元的受力情况来描述磁感应强度。但要让电流元有电流就要把他接在电源上，这样孤立电流元不存在，与试探电荷一样是一个理想物理量。既然孤立电流元不存在，可不可以研究处于磁场中的通电导线的受力情况来研究B 的大小？这就是同学们提的第二个方案。 但同学们注意一个问题， 磁场中磁感应强度都相同吗？如果通电导线处在磁感应强度不同的地方，受力情况发生变化，不利于实验，所以应找磁感应强度均匀的磁铁进行实验。上节课我们通过铁灰来描述磁感线，得到如下现象。 现在结合本节课所学，我们是不是可以判断：吸引铁灰多磁感应强度大，吸引铁灰少磁感应强度小，吸引铁灰相同，均匀分布的磁感应强度应该相同。那么同学们找找，哪些磁铁符合我们的要求。选择 U型磁铁后，拿出实验器材，介绍装置：三块相同的U型磁铁，磁铁并列放置时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， 用两根细绳分别连接直导线两端，两绳的另一端相接并与力的传感器相连。将导线与一个滑动变阻器，电流表，开关相连，用生活中12v,1.5A 的路由器电源做实验电源。磁场中导线接电后受力，将摆动一个角度，我们通过力传感器，在电脑上读出导线所受的力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页名师精编优秀教案提问：电路中串联滑动变阻器的目的？（改变I ）三个蹄型磁铁的目的？（改变L）三个变量，如何探究？控制变量法。学生设计方案，画出表格：(1) 保持 L 不变，改变 I 三次，测定相应的三个力F。(2) 保持 I 不变，用三个相同的蹄形磁铁逐次并放，以改变受力部分导线的长度，测定相应的三个力F。(3) 保持 F不变，改变 L，记录 I 的大小。记录数据： (1) 保持 L 不变，改变 I 三次，测定相应的力F，记录数据。L/m 0.03 I/A 0.21 0.41 0.83 F/N 0.04 0.08 0.12 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页名师精编优秀教案（2）保持 I 不变，用三个相同的蹄形磁铁逐次并放，以改变受力部分导线的长度，测定相应的三个力F。 (3) 保持力不变，改变导线通电部分长度，记录电流的大小。得出数据，如何处理？同学提出分别作图描绘现象，可是每组三个数据， 数据太少误差较大。提出：能不能将三个表格联系分析？提示：我们设计实验， 是通过通电导线在磁场中受力情况来说明磁感应强度的，类比电场，通电导线IL 就相当于试探电荷q, 那么是不是可以将每组的IL 当做一个整体， 看 IL 与 F的关系。现在同学们分成四组， 1、2、3 组分别画三个表格的图，第四组，整理三个表格画出 IL 与 F的关系图。学生画图分析后，发现F 正比于 I ，F 正比于 L，F 一定时 I、L成反比，将小组 1、2、3 所得图汇总画图，得到结果和第4 组同学的一样。此时提出斜率就是我们要研究的B的大小，定义 BFIL。提问：I/A 0.36 L/m 0.03 0.06 0.09 F/N 0.08 0.16 0.24 F/N 0.06 L/m I/A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页名师精编优秀教案那可不可以说 F与 IL 比值越大，B越大？不能， B的大小是由电场本身决定的，这是 B的定义式，而非决定式。让学生同学们根据这个关系式推测一下B 的单位应该是什么？得出NAm后，提出：为了方便在国际单位制中磁感应强度的单位以一位工程师的名字命名， 特斯拉，简称特，国际符号是 T。 1 T1 NAm然后请同学们就实验得出的B的大小，在课本中P84找一找，我们所采用的磁铁的磁场强度属于哪个范围，为什么采用这个范围的？学生估算后发现， 其它的数量级要么太大，要么太小，不适合实验所用。然后向学生介绍人体感官内的磁场10 13109 地磁场在地面附近的平均值5105 我国研制的作为磁谱仪核心部件的大型永磁体中心的磁场0.134 6 电动机或变压器铁芯中的磁场0.81.7 电视机偏转线圈内的磁场约 0.1 实验室使用的最强磁场瞬 时103 恒定 37 中子星表面的磁场106108 原子核表面的磁场约 1012 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页名师精编优秀教案目前最强磁场人之间感受不到引力和斥力鲨鱼搁浅课堂小结。 。 。 。 。 。 。 。 。那请问同学们：如果我们改变电流方向会怎么样？改变磁极方向会怎么样？如果导线不是垂直放入的又会是什么样的？大家再看看老师这个实验，为什么磁铁转动起来了？请同学课下预习第四节通电导线在磁场中受到的力，对我所提问题作出猜想，下次上课，用实验验证你的猜想。并回答我的提问。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页