高二物理《幾種常見的磁場》教案
高二物理《幾種常見的磁場》教案
教案是教師為順利而有效地開展教學(xué)活動，根據(jù)教學(xué)大綱 和教科書要求及學(xué)生的實(shí)際情況，以課時(shí)或課題為單位，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)步驟、教學(xué)方法等進(jìn)行的具體設(shè)計(jì)和安排的一種實(shí)用性教學(xué)文書。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高二物理《幾種常見的磁場》教案，希望對大家有所幫助!
高二物理《幾種常見的磁場》教案
選修3-1第三章3.3幾種常見的磁場
一、教材分析
磁場的概念比較抽象，應(yīng)對幾種常見的磁場使學(xué)生加以了解認(rèn)識，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對后面的磁場力的分析至關(guān)重要。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道什么叫磁感線。
2.知道幾種常見的磁場(條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況
3.會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
4.知道安培分子電流假說，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象
5.理解勻強(qiáng)磁場的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場
6.理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
(二)過程與方法
通過實(shí)驗(yàn)和學(xué)生動手(運(yùn)用安培定則)、類比的方法加深對本節(jié)基礎(chǔ)知識的認(rèn)識。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力.
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
1.會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2.正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
四、學(xué)情分析
磁場概念比較抽象，學(xué)生對此難以理解，但前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過了電場，可采用類比的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。
五、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)演示法，講授法
六、課前準(zhǔn)備：
演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過程：
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景引入、展示目標(biāo)
要點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
[啟發(fā)學(xué)生思考]電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢?
[學(xué)生答]磁場可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課
(老師)類比電場線可以很好地描述電場強(qiáng)度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向
(三)合作探究、精講點(diǎn)播
【板書】1.磁感線
(1)磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。
(2)特點(diǎn)：
A、磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內(nèi)部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認(rèn)識。同時(shí)與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
?、趨^(qū)別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。
2.幾種常見的磁場
【演示】
?、儆描F屑模擬磁感線的演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
?、谟猛队捌鹨徽故?條形磁鐵(圖1)、蹄形磁鐵(圖2)、通電直導(dǎo)線(圖3)、通電環(huán)形電流(圖4)、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵) (圖5)、
(1)條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況(圖1、圖2)
(2)電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導(dǎo)學(xué)生分析歸納的基礎(chǔ)上得出
a直線電流周圍的磁感線：是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上.(圖3)
b直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
②環(huán)形電流的磁場
a環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直(圖4)。
[教師引導(dǎo)學(xué)生得]
b環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向.
?、弁娐菥€管的磁場.
a通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當(dāng)于南極，一端相當(dāng)于北極;內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線(圖5)
b通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關(guān)系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內(nèi)部磁感線的方向).
?、垭娏鞔艌?和天然磁鐵相比)的特點(diǎn)：磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強(qiáng)弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān)，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個(gè)非?；镜膬?nèi)容，不掌握好，對后面的學(xué)習(xí)有很大影響。
3.安培分子電流假說
(1)安培分子電流假說
對分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則，以便學(xué)生更容易理解“它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極”，這句話;并應(yīng)強(qiáng)調(diào)“這兩個(gè)磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨(dú)的N極或S極存在的道理。
(2)安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機(jī)做好磁化和退磁的演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的.
4.勻強(qiáng)磁場
(1)勻強(qiáng)磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
(2)兩種情形的勻強(qiáng)磁場：即距離很近的兩個(gè)異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個(gè)平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場P87圖3.3-7，圖3.3-8。
5.磁通量
(1)定義： 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個(gè)面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表達(dá)式：φ=BS
【注意】①對于磁通量的計(jì)算要注意條件，即B是勻強(qiáng)磁場或可視為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
?、诖磐渴菢?biāo)量，但有正、負(fù)之分，可舉特例說明。
(3)單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb 1Wb = 1T•m2
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義(磁通密度):即B =φ/S
上式表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位(磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種單位)。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/A•m
(三)小結(jié)：對本節(jié)各知識點(diǎn)做簡要的小結(jié)。
(四)反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測
1.如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右.試判定電源的正負(fù)極.
解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b，根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負(fù)極.
注意：不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當(dāng)于條形磁鐵的南極，關(guān)鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.
2.如圖所示，當(dāng)線圈中通以電流時(shí)，小磁針的北極指向讀者.學(xué)生確定電流方向.
答案：電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
九、板書設(shè)計(jì)
磁感線：人為畫出，可形象描述磁場
幾種常見的磁場：安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。
勻強(qiáng)磁場：磁場中各處電場強(qiáng)度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。
磁通量：B與S的乘積，單位是韋伯，也叫磁通密度。
十、教學(xué)反思
本節(jié)內(nèi)容與本章第一節(jié)內(nèi)容聯(lián)系較大可先復(fù)習(xí)第一節(jié)知識后進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過程中加入對應(yīng)習(xí)題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片等使學(xué)生具有形象感。
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