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視頻標簽：磁感應強度
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理選修3-1第三章第2節《磁感應強度》河南省 - 洛陽
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《磁感應強度》教學設計
一、教材分析
《磁感應強度》是人教版選修3-2第三章第2節；電磁學是高中物理的主干知識；而磁場和電場一樣都是電磁學的核心內容；磁感應強度是對磁場強弱的定量描述，是學習“磁場對通電導線的作用，磁場對帶電粒子的作用”一個重要的基礎。
二、學情分析
1、學生已有的認知水平和能力基礎 （1）知道電場強度的定義及特點 （2）知道磁場有強弱和方向
（3）對類比法、比值定義法、控制變量法等物理方法比較熟悉 2、學生可能遇到的困難和問題 （1）電流元的理解
（2）實驗操作過程，細節容易導致實驗數據誤差較大 （3）如何進行探究，并總結結論
三、教學目標
1、知識與技能
（1）理解磁感應強度的定義，知道其大小、方向、定義式和單位。 （2）會用磁感應強度的定義式進行有關計算。 2、過程與方法
（1）通過類比，實驗和分析，尋找描述磁場強弱的物理量——磁感應強度。 （2）進一步體會通過比值法定義物理量的方法。 （3）進一步在實驗中體會控制變量法。 3、情感態度與價值觀
（1）關注物理與生活相互聯系，在生活中的實際應用。
（2）發展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅
四、重難點分析
教學重點：（1）理解磁感應強度的定義
（2）應用磁感應強度的定義式進行有關計算 教學難點：(1）磁感應強度概念的建立
（2）探究影響通電導線在磁場中受力的因素
五、教學過程
環節一、引入新課，提出磁感應強度概念
2
引導學生思考以下問題：
提問： 生活當中的磁現象讓我們認識磁場有強弱和方向，我們如何來進行描述呢？在研究電場的時候我們是如何描述的呢？
回答：我們研究電場中的檢驗電荷的受力情況，確定了一個叫做電場強度的物理量，用來描述電場的強弱。
研究磁場的強弱和方向我們引入一個新的物理量——磁感應強度 環節二、實驗探究，磁感應強度的方向
把很多可以轉動的小磁針，放入磁場中讓同學們觀察，小磁針靜止時，它的指向也就確定了。物理學中把小磁針N極所指的方向規定為該點的磁感應強度方向。
環節三、實驗探究，影響通電導線受力的因素
巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，實驗室中的小磁鐵卻只能吸起幾枚鐵釘
提問：1、磁場有強弱之分，如何來描述磁場的強弱呢？ 2、磁感應強度的大小能否從小磁針受力情況來研究，為什么？
回答：不行，因為小磁針N極不能單獨存在，至少到目前還沒有單N極，單S極，所有不可能測定N極受力的大小。那怎么
辦呢？讓學生繼續思考，轉換思維那么只能從電流在磁場中受力的角度試著去探究 提問：2、能不能用一段通電導線來檢驗磁場的強弱呢? 定性分析實驗設計一：
把學生分成四人一小組，探究影響通電導線 受力的因素。
同學們小組分析實驗現象得出： 1、導線擺放角度 2、電流的大小 3、通電導線的長度
4、磁場的強弱 ——— 這些因素有關系。
提問：受力既然和這幾個因素有關，那我們能不能同時讓這幾個量變化來一起研究呢？——引導學生使用控制變量法。
實驗中導體棒受力同擺放角度有關，但垂直擺放受力最大，實驗效果也很明顯，讓學生接下來的探究每次方向都要垂直放置。 定性分析實驗設計二、
學生實驗操作：先用相同的磁鐵做1、2兩組實驗
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1、保持導線通電部分長度L不變，改變電路中電流I大小，觀察力F的變化 2、保持電路中的電流I大小不變，改變導線通電部分長度L，觀察力F的變化
3、保持電路中的電流I大小和導線通電部分長度L不變，加小磁片增強磁鐵的磁性，觀察力F的變化 在誤差允許的范圍內：
1、L一定的情況下，I越大F越大 2、I一定的情況下，L越大F越大 3、I、L一定的情況下，磁場越強F越大
提問： F既然和這些因素有關，是不是最簡單的正比關系呢？我們還需要定量的實驗進行研究。
定量分析演示實驗：
先介紹實驗儀器，上下磁鐵產生豎直方向的磁場，豎直的線框下面的一段在磁場當中，通電后，線框受力偏轉，指針指示的刻度就表示磁場對線框的作用力大小。
先保持電流一定，連接兩端接線柱，接入磁場中通電長度最大，Ｆ指在第三格，如果Ｆ與Ｌ成正比，改變長度大小，Ｆ應該成比例變化。再保持長度不變，減小電流，若Ｆ與Ｉ成正比，F也應該成比例變化。 定量實驗結論：
在導線和磁場垂直的情況下，通電導線受到的力F大小與導線中的電流I成正比，與導線長度L成正比。用公式表示為F=I L B 環節四、歸納總結，提出磁感應強度的定義式
提問： 公式當中B是比例系數，同一磁場中，不管I、L如何改變，B總是不變的，如果是在非勻強磁場中我們怎樣研究磁場中某點的磁感應強度？
選擇模型：很短的一段通電導線
這里給同學們介紹一下電流元：在物理學中，我們把很短的一段通電導線中電流大小I和導線長度L的乘積稱為電流元
思考：為什么選擇很短的？這里采用設問方式（沒有必要加大難度）
蹄形磁鐵U形內部的磁場可以看做勻強磁場，因為要檢測磁場中某點的磁感應強度的大小，研究較長的一段導線受力情況推知一小段電流元的受力情況，也代表磁場某點的情況。由于電流元不可能單獨存在，只能在電路中存在，所以我們選一段相對較短導線，盡量采用勻強磁場。電流元是理想化的模型。 引導：通過對實驗的引申和推廣使同學們了解比值 F/ＩＬ是磁場中各點的位置函數。換句話說，在非勻強磁場中比值是因點而異的，某一確定的位置比值不變。引導學生類比電場強度的方法，歸納用F與IL的比值反映不同位置磁場的強弱程度，即磁感應強度的概念。 定義磁感應強度
（1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線， 所受的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL
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的比值叫磁感應強度，用字母B表示。
（2）比值定義法：當B與I垂直時，B=F/IL B由磁場本身決定，與電流元無關。 （3）物理意義：描述磁場強弱和方向
（4）單位：國際單位制，特斯拉，簡稱特，符號T
（5） B是矢量，既有大小又有方向，運算遵循平行四邊形定則 了解特斯拉和一些磁場的磁感應強度
特斯拉(Nikola Tesla，1856～1943)，美國電氣工程師。他一生致力于交流電的研究，是讓交流電進入實用領域的主要推動者
環節五：多媒體展示一些磁場的磁感應強度
多媒體展示教材內容“一些磁場的磁感應強度”，使學生知道地磁場及自然界中各種磁源磁場的強弱數量級。并簡單介紹可以使用磁傳感器探測周圍的磁場強弱。
人體器官內的磁場 10
－13
～10－9
地磁場在地面附近的平均值
5×10－
5 我國研制的作為α磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場
0.134 6 電動機或變壓器鐵芯中的磁場
0.8～1.7
環節六：反饋總結提高認識
最后讓學生比較E與B定義的異同，進行歸納總結，提高認識。如果課時時間足夠，補充兩道例題。 【例題1】磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流強度是2.5 A，導線長1 cm，它受到的磁場力為5×10-2 N，則這個位置的磁感應強度是多大？
【例題2】接上題，如果把通電導線中的電流強度增大到5 A時，這一點的磁感應強度應是多大？該通電導線受到的磁場力是多大？
11
NTAm
5
六、板書設計
第二節 磁感應強度
１、磁感應強度是矢量。磁場的方向：磁針靜止時N極所指的方向為該處磁場的方向。 ２、定義式：
條件：電流和磁場方向垂直。
３、物理意義：描述磁場強弱和方向的物理量。 ４、單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是T。 1T＝1N／A•m
七、作業布置1.課后題2、3題 2.配套鞏固作業題 八、教學反思
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