高二物理《磁感应强度》教学设计

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高二物理《磁感应强度》教学设计

高二物理《磁感应强度》教学设计

一、  设计理念

1.      美国教育家杜威的教育思想,突出了探究与创新的精神,注重“生活”和“经验”。

2.      新课程理念注重提高全体学生的科学素养和自主学习能力,注重过程与方法。

因此,本节教学设计从学生的生活经验出发,在教师的主导下,在学生已有的知识经验基础上进行探究性学习,通过总结、积累、反思、建构经验,充分发挥学生的主体作用,从而培养学生把社会生活实际情境中的具体问题演变成抽象理论的能力,培养学生将所学到的理论知识用于解决实际问题的能力。

二、教材分析

从教材的地位来看,《磁感应强度》是人民教育出版社2010年出版的《物理(选修3-1)》(普通高中课程标准试验教材)第三章“磁场”中第二节的内容,主要内容围绕磁感应强度概念的定义过程展开,是学生在学完磁现象和磁场后对磁场的进一步研究,是安培力和洛伦兹力研究的基础,具有承前启后的作用;同时,如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量也是全章教学的一个难点,定义概念过程中,始终贯穿着物理学的思想和方法。故属重点章节。

三、学情分析

高二的学生在《电场强度》一节中已经学习了比值定义电场强度的方法,在初中和本章第一节的学习中已经知道了磁场的基本特性,而且学生也从初中到高中的物理学习中也掌握了应用控制变量法解决问题的能力,这些都有利于学生建立磁感应强度这一概念。但是由于磁场看不见、摸不着,以及磁场对导线作用力难以定量测量,从而形成教学难点。

结合本节课学情、学生特点,以及新课标的要求,我制定出以下教学目标。

四、教学目标

1.知识与技能:

①知道磁感应强度的定义,知道其方向、大小、定义式和单位。

②通过分组实验和演示实验,锻炼学生的实验技能。

2.过程与方法:

①通过实验、类比和分析,经历寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度的过程。

②进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

3.情感、态度、价值观

体验物理概念定义的过程,培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。

五、重点、难点

依据上述三个教学目标,以及学生在学习过程中的实际情况,确定磁感应强度的概念为本节的重点,本节的难点是磁感应强度概念的建立过程和理解。

六、教法、学法

为了突出重点、化解难点,结合本节课的内容特点,本着提高学生自主学习能力的目的,可采用以下教法、学法。

本节课主要采用问题驱动、启发式为主的教学方法,并配合演示法、实验法等方法,利用多媒体作为辅助手段,使学生在丰富的感性认识基础上达到掌握知识,发展能力的目的。其中演示实验我巧妙设计,购买了钕铁硼强磁体提供强磁场,利用弹簧秤测量出了安培力的大小,并利用Excel处理数据,让学生非常直观的感受到了磁感应强度的探究过程。

学法上,要让他们通过观察现象、分组讨论、分析归纳、最后思考等方式实现自主探究式学习。

这种方法充分体现了教师主导,学生主体的新课程理念。

七、教学过程

导课:

生活中很多的物体都具有磁性,门吸(防止门被风吹)、蹄形磁铁(实验室中常用到)、电磁铁(很多电气设备中常用到),这些物体能够吸引其他物体,演示:左手拿蹄形磁体,右手拿铁钉,当蹄形磁体靠近铁钉时,我们注意观察,吸上去了,在铁钉被吸上去的一瞬间,这两个物体有没有接触?(生:没有)。那他们之间的力是靠什么来传递的?(生:磁场)。磁性物质周围都存在磁场。

师:磁场的基本特性是什么?

生:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。

师:很好。我们在学习磁场之前还学习过哪种场?

生:电场。

师:电场和磁场有很多相似的地方,因此我们可以将电场和磁场进行类比!

我们可以根据这个物理规律可以建立一个新的物理量来描述磁场的特性,这个物理量本可以叫磁场强度,但历史上磁场强度已经描述其他物理量了,所以这个地方我们就把这个物理量称为磁感应强度。

新课:

这节课我们就来研究一下这个物理量。

§3.2 磁感应强度(板书)

通过上节课的学习,我们知道地球也是一个大的磁体,我们看一下投影中反映出了地球的磁场分布情况,磁南极在地理的北极附近,磁北极在地理的南极附近,不完全重合,有一个磁偏角。我们生活中有一个物品,古代航海中常用到的和这个有联系,我国的四大发明之一——指南针!指南针是用来干什么的?定向的工具。它为什么能定方向?根据地磁场定方向,那就说明磁场有方向。

那第一个问题,我们就通过实验来探究一下磁场的方向。

一、       探究磁感应强度的方向(板书)

大家桌上都放着一个条形磁铁和蹄形磁体,再加上一组小磁针,小组分工,首先摆一张纸,再把磁铁放在纸上,在磁铁的不同位置摆上一个小磁针,观察N极的指向,并记录,看看指向是否相同。然后在相同的位置依次摆放4个不同的小磁针,观察N极的指向,并记录,看看指向是否相同。(小磁针红色为N极,不放心的话用条形磁铁检验一下)

学生回答、展示。

归纳总结:

1.磁场中不同位置小磁针N极的指向不同,说明磁场有方向。

2.不同小磁针在同一磁场中同一位置的指向相同,说明磁场中某一位置的方向是固定的。

结论:物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向。简称磁场方向。

所以,以后我们要是想知道磁场中某一个点磁场的方向怎么办?在该点放一个小磁针,等它稳定以后找一下N极的指向就行了。

磁场除了有方向,还有大小、强弱之分,磁场看不见,我们生活当中更直观的是对磁体磁性强弱的认识。我们刚才做实验的时候用到了条形磁铁,还用到了蹄形磁体,那么我再给一个磁铁,我带了一个小的圆柱形的磁铁,我们实验室或家里还有一些常用工具,我带了三个:……我提供这些东西,同学们能否想办法比较一下这三块磁铁磁性的强弱,大家独立思考一下,想想办法,想出来上来给大家演示一下。

学生演示。

我们通过这样的实验,只能大概的比较磁性的强弱。具体强多少不知道,所以我们要通过更加细致的实验来讨论一下磁感应强度的大小。

二、  探究磁感应强度的大小(板书)

检验工具:

我们不用小磁针,因为小磁针N极和S极放不开,我们不能通过测量小磁针N极的受力去确定磁感应强度的大小。

怎么办?磁场除了对磁体有作用力,还对通电导线有作用力,我们就来用通电导线检验一下磁场的强弱。我们用的是检验电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL。但要使导线中有电流,就要把它连到电源上,所以孤立的电流元是不存在的,实际上仍要使用相当长的通电导线。

猜想:通电导线所受的磁场力与什么因素有关呢?

磁场强弱   通电电流   导体长度

实验方法:控制变量法

设计方案:如图,利用钕铁硼强磁体提供强磁场,将通电线圈放入磁场中,利用弹簧秤测量安培力的大小。

实验器材:学生电源,电键1个,钕铁硼强磁体2个,弹簧秤1个,安培表1个、滑动变阻器、铁架台1个(配两个铁夹)、线圈3个、细线若干。

实验步骤:

步骤1:保持磁场和通电导线的长度不变,改变电流的大小。

步骤2:保持磁场和导线中的电流不变,改变通电导线的长度。

实验结论:

分析了很多实验事实后,人们认识到,通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小F∝I,F∝L,F∝IL,故F=ILB

B正是我们寻找的表征磁场强弱的物理量:磁感应强度。

即B = F / IL,单位:特斯拉

类比总结,比值定义:

教学反思:本节课的教学设计有两大亮点,一是采取了类比的方法,在学生已有的对电场强度学习的基础上研究磁感应强度。二是巧妙的设计了演示实验,购买了钕铁硼强磁体提供强磁场,利用弹簧秤测量出了安培力的大小,并利用Excel处理数据,让学生非常直观的感受到了磁感应强度的探究过程。


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