資源簡(jiǎn)介

磁場(chǎng) 磁感線 教學(xué)設(shè)計(jì)
課 題 磁場(chǎng) 磁感線
課時(shí)安排 1 課前準(zhǔn)備 PPT，條形磁鐵空間演示器
教材內(nèi)容 分析 本節(jié)內(nèi)容包括磁場(chǎng)和磁感線兩部分。教科書在初中知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)事物之間的內(nèi)在聯(lián)系有更深刻的思考，并進(jìn)一步強(qiáng)化“場(chǎng)”的研究方法。 本節(jié)有大量的物理學(xué)史內(nèi)容，體現(xiàn)了重要的科學(xué)思想方法，是豐富的科學(xué)方法和人文教育結(jié)合的好素材?？梢越Y(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)初中知識(shí)復(fù)習(xí)概括并從科學(xué)與人文兩個(gè)角度提升認(rèn)識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 磁感線、幾種常見的磁場(chǎng)的磁感線分布是基本的重要知識(shí)，有助于學(xué)生了解物理模型在人類探索自然規(guī)律中的作用。由于磁感線的分布不是平面的，而是空間的，應(yīng)該通過演示實(shí)驗(yàn)來加深認(rèn)識(shí)。教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，使學(xué)生形成經(jīng)典物理的物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀和相互作用觀等物理觀念，并能用這些觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題。
設(shè)計(jì)理念 利用教學(xué)通2.0在課堂上展示上教材內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)緊扣教材不脫節(jié)。同時(shí)利用實(shí)驗(yàn)視頻和動(dòng)畫視頻、圖片和PPT展示磁場(chǎng)的空間分布，同時(shí)通過以上多種方式學(xué)會(huì)學(xué)生利用安培定則判斷磁場(chǎng)的方向。
學(xué)情分析 學(xué)生在初中物理的學(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)磁現(xiàn)象有了簡(jiǎn)單的定性了解，但缺少定量的研究。通過高中物理對(duì)引力場(chǎng)、靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)場(chǎng)的概念也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。特別是通過定量研究靜電場(chǎng)，學(xué)生對(duì)研究相關(guān)問題已經(jīng)有了一定的體會(huì)。但由于磁場(chǎng)和電磁感應(yīng)部分的內(nèi)容與電場(chǎng)存在一定的區(qū)別，學(xué)生還需要教師加以不斷地引導(dǎo)。 具體到本節(jié)課，學(xué)生對(duì)磁現(xiàn)象已經(jīng)有所了解，但對(duì)電流在磁場(chǎng)中的受力分析、利用安培定則分析直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管等周圍的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)、分子電流假說等內(nèi)容還沒有接觸過。這就需要教師基于以往的知識(shí)基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生逐步進(jìn)行分析。
教學(xué)目標(biāo) 1、了解磁現(xiàn)象。了解電和磁的聯(lián)系，了解電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程。體會(huì)奧斯特發(fā)現(xiàn)的重要意義，體會(huì)探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感。 2、知道磁場(chǎng)的基本特性。知道磁感線，知道幾種常見磁場(chǎng)磁感線的空間分布情況。體會(huì)如何使用形象化的手段描述物理現(xiàn)象。 3、會(huì)應(yīng)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向。 4、了解安培分子電流假說。
教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)： 磁感線、幾種常見的磁場(chǎng)的磁感線分布。 教學(xué)難點(diǎn)： 磁感線、幾種常見的磁場(chǎng)的磁感線分布。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)（一） 師生活動(dòng) 新課引入：播放視頻片斷-科幻電影中“萬磁王”控制金屬的場(chǎng)面 【生】觀看視頻 【師提問】電影中萬磁王利用超能力控制金屬，現(xiàn)實(shí)中有沒有方法控制金屬？ 【生】學(xué)生思考后回答：磁鐵
設(shè)計(jì)意圖 利用視頻引起學(xué)生的注意，進(jìn)入上課狀態(tài)，并引出本節(jié)課的內(nèi)容：磁場(chǎng)。
教學(xué)環(huán)節(jié)（二） 師生活動(dòng) 【師提問】我們?nèi)绾涡蜗蟮拿枋龃艌?chǎng)呢？ 【生】回顧用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的方法，并作答： 用類似電場(chǎng)線的方法描述磁場(chǎng)。 【播放視頻】模擬磁感應(yīng)線。 【生】觀看視頻。 【師講述】正像在電場(chǎng)中我們用電場(chǎng)線形象地描述電場(chǎng)一樣，在磁場(chǎng)中，我們用磁感線來描述磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)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)度方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線。 【播放視頻】條形磁鐵的磁感線。 【生】觀看視頻，了解條形磁鐵的空間磁感線分布特點(diǎn)。 【師提問】磁感線有何特點(diǎn)？ 磁感線是假想的曲線； 磁場(chǎng)中的任何一條磁感線都是閉合曲線，磁體外部由N極到S極，內(nèi)部由S極到N極； 磁感線不相交、不相切； 磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱； 磁感線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向。 【生】對(duì)比電場(chǎng)線，思考、領(lǐng)會(huì)磁感線的特點(diǎn)。
設(shè)計(jì)意圖 通過視頻的學(xué)習(xí)，明確磁感線的概念，對(duì)條形磁鐵的磁感線空間分布特點(diǎn)，進(jìn)而引出對(duì)磁感線特點(diǎn)的分析。
教學(xué)環(huán)節(jié)（三） 師生活動(dòng) 【師講述】人們很早就發(fā)現(xiàn)電和磁有很多相似的特征：自然界中的磁體總存在著兩個(gè)磁極，自然界中同樣存在著兩種電荷。同名磁極或同種電荷相互排斥，異名磁極或異種電荷相互吸引。這種相似性是否意味著電和磁之間有某種聯(lián)系呢？ 【生】對(duì)比電和磁的相似之處，進(jìn)行思考。 【師講述】直到19世紀(jì)初很多著名的科學(xué)家——如庫侖、安培、托馬斯.楊都認(rèn)為電與磁是互不相關(guān)的兩回事。 【生】了解相關(guān)物理學(xué)史。 【師講述】在18世紀(jì)和19世紀(jì)之交人們發(fā)現(xiàn)，自然界各種運(yùn)動(dòng)之間存在著相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化，這種思想在哲學(xué)界和科學(xué)界逐漸形成，也影響了奧斯特。 【生】了解相關(guān)物理學(xué)史。 【師講述】丹麥科學(xué)家奧斯特堅(jiān)信電和磁存在某種聯(lián)系，并開始不懈的探索。由于受當(dāng)時(shí)一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)影響，奧斯特做了很多實(shí)驗(yàn)都以失敗告終。1820年4月，在一次講課中，他偶然的把一根導(dǎo)線放在一個(gè)指南針的上方，通電時(shí)，磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了?！状伟l(fā)現(xiàn)了電和磁的聯(lián)系。 【師提問】奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了什么？ 【生】思考并回答： 說明電流對(duì)磁體會(huì)產(chǎn)生力的作用，電流具有磁效應(yīng)。 【師播放視頻】奧斯特實(shí)驗(yàn)。 →奧斯特是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電和磁有聯(lián)系的人。它的這個(gè)發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，推動(dòng)了電磁學(xué)的研究。 【生】觀看視頻，了解奧斯特實(shí)驗(yàn)的重要意義。
設(shè)計(jì)意圖 將磁現(xiàn)象與以往學(xué)過的電現(xiàn)象加以對(duì)比，引出主題。 用教學(xué)通2.0展示教材介紹相關(guān)物理學(xué)史，幫助學(xué)生了解人類認(rèn)識(shí)和研究磁現(xiàn)象的歷程。讓學(xué)生關(guān)注課本，注意課本內(nèi)容。 用視頻介紹奧斯特實(shí)驗(yàn)，引出電流周圍存在磁場(chǎng)的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生興趣為后續(xù)的研究打下基礎(chǔ)。
教學(xué)環(huán)節(jié)（四） 師生活動(dòng) 【師講述】奧斯特實(shí)驗(yàn)之后，安培等人又做了很多實(shí)驗(yàn)研究。他們發(fā)現(xiàn)，不僅通電導(dǎo)線對(duì)磁體有作用力，磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有作用力。 【播放視頻】探究磁體對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。 【生】了解相關(guān)物理學(xué)史，并觀看視頻。 【師提問】既然電流有磁效應(yīng)，那么電流和電流之間是否也存在著相互作用力呢？ 【生】思考并回答： 兩個(gè)通電導(dǎo)線周圍都存在磁場(chǎng)，所以會(huì)有相互作用。 【播放視頻】平行通電直導(dǎo)線之間的相互作用。 【生】觀看視頻。 【師提問】磁體與磁體、通電導(dǎo)線對(duì)磁體、磁體對(duì)通電導(dǎo)體、任意兩條通電導(dǎo)線之間都有力的作用，這些作用力的產(chǎn)生都不需要直接接觸。那么，這些相互作用是怎樣發(fā)生的？ 【生】回顧初中學(xué)過的知識(shí)并作答： 正像電荷間相互作用通過電場(chǎng)發(fā)生，磁體和磁體之間，磁體和通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的。 【師講述】磁場(chǎng)是磁體或電流周圍周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。 【生】回顧初中學(xué)過的知識(shí)。 【師提問】磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？ 【生】回顧初中學(xué)過的是： 基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流會(huì)產(chǎn)生力的作用。 【師提問】磁場(chǎng)的方向是怎樣規(guī)定的？ 【生】回顧初中學(xué)過的是： 規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
設(shè)計(jì)意圖 利用視頻讓學(xué)生在了解奧斯特實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引出磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，為不斷深入研究電流在磁場(chǎng)中的受力，分析安培力做鋪墊。
教學(xué)環(huán)節(jié) （五） 師生活動(dòng) 【師提問】電流周圍的磁感線分布有何特點(diǎn)？怎樣判斷電流周圍磁場(chǎng)的方向？ →直線電流的磁感線是一圈圈的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。實(shí)驗(yàn)表明，改變電流的方向，各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都變成相反的方向。 【生】思考、領(lǐng)會(huì)直線電流的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)。 【播放視頻】直線電流的磁場(chǎng)。 【生】觀看視頻。 【師提問】觀察直線電流的磁感線方向和電流方向，思考它們之間有何關(guān)系？ 【生】觀察并思考關(guān)系。 【師講述】安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。（也叫右手螺旋定則） 【生】領(lǐng)會(huì)安培定則的內(nèi)容。 【練習(xí)】直線電流的磁感線。 【生】練習(xí)用安培定則判斷環(huán)形電流的磁感線。 【練習(xí)】環(huán)形電流的磁感線。 【生】練習(xí)用安培定則判斷環(huán)形電流的磁感線。 【播放視頻】環(huán)形電流的磁感線實(shí)驗(yàn)?zāi)M；環(huán)形電流的磁感線動(dòng)畫模擬。 【師講述】安培定則二（也叫右手螺旋定則）：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)線軸線上磁場(chǎng)的方向。 【生】結(jié)合上述分析，領(lǐng)會(huì)安培定則的第二種使用方法。 【播放視頻】通電螺線管的磁感線實(shí)驗(yàn)?zāi)M；通電螺線管的磁感線動(dòng)畫模擬。 【生】觀看視頻，練習(xí)用安培定則判斷通電螺線管的磁感線。 【師提問】電流的磁場(chǎng)有什么用途？ 【生】思考并回答： 電磁起重機(jī)、電動(dòng)機(jī)……
設(shè)計(jì)意圖 利用視頻對(duì)不同視圖下的直線電流進(jìn)行分析，幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地掌握直電流周圍的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)，同時(shí)在直線電流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究環(huán)形電流的磁感線，并再得到安培定則的第二種使用方法。最后在環(huán)形電流的基礎(chǔ)上，再對(duì)通電螺線管的磁場(chǎng)分布進(jìn)行研究，呼應(yīng)了初中物理課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也要注意與初中教學(xué)中的不同之處。
教學(xué)環(huán)節(jié) （六） 師生活動(dòng) 【師提問】地球是一個(gè)巨大的磁體。地球周圍空間存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)有何特點(diǎn)呢？ 【生】回顧關(guān)于地磁場(chǎng)的知識(shí)，并分析作答： ①地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。 ②地磁場(chǎng)的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，與地表面并不平行。 ③在赤道平面上，到地心等距離的各點(diǎn)，地磁場(chǎng)強(qiáng)度相等，且方向水平。
設(shè)計(jì)意圖
板書設(shè)計(jì) §13.1磁場(chǎng) 磁感線 1、奧斯特實(shí)驗(yàn)：電流的磁效應(yīng) 2、電流間的相互作用力：同向相吸，反向相斥 3、磁場(chǎng)： ①基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流會(huì)產(chǎn)生力的作用。 ②方向：規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 4、磁感線： ①特點(diǎn)：假想，閉合，不交不切，疏密反應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)弱，每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向。 ②安培定則 ③直線電流的磁感線分布： ④環(huán)形電流、通電螺線管的磁感線分布：
教學(xué)反思 磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)是高中物理學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，空間分布大多數(shù)學(xué)生比較難理解，需要多借助課件和視頻幫助學(xué)生加以理解。

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