資源簡介

§13.1 磁場 磁感線 學歷案
【課題與課時】
人教版高中物理必修第三冊（2019年版）P104--P108，第十三章 第1節 磁場 磁感線。（1課時）
【課標要求】
1.能列舉磁現象在生產生活中的應用。了解我國古代在磁現象方面的研究成果及其對人類文明的影響。關注與磁相關的現代技術發展。
例：判斷通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向，用磁感線描繪通電直導線和通電線圈周圍的磁場。
2.通過實驗，認識磁場。會用磁感線描述磁場。體會物理模型在探索自然規律中的作用。
編寫說明：抄錄自《普通高中物理課程標準》（2017年版2020年修訂）。
【學習目標】
1. 通過了解我國古代在磁現象方面的研究成果，列舉生活中的磁現象，來激發學生的愛國主義精神，鼓勵他們學習科學的熱情，關注生活與磁相關的現代技術。通過奧斯特實驗，學生完成“縱向作用”到“橫向作用”思維的轉變，并直觀地認識電流的磁效應。
2.通過在磁體對電流的作用和電流之間發生相互作用實驗，學生能觀察分析說出磁體對通電導線和電流間相互作用的特點。通過對比電場提出磁場概念，知道場的概念是法拉第提出的，并在教師引導下認識到磁場也是一種物質及其基本特性。
3. 通過模擬磁感線形狀的實驗，學生對磁場的認識從感性認識過度到理性認識。通過對比電場引發學生思考，從而引入磁感線的定義，討論、總結磁感線的特點。通過模擬實驗對學生進行變抽象為形象的方法論教育，也能讓學生體會磁感線圖像的對稱美。
4. 結合磁感線分布的演示實驗，再次分析總結，直線電流的方向跟它的磁感線的方向之間的關系用安培定則判斷。通過初中學會判斷通電螺線管的磁場方向，學生能聯系環形電流磁場的判斷方法。通過對比發現通電螺線管外部磁場與條形磁體外部磁場一致，從而聯想到條形磁體內部的磁場情況，可以讓學生加深磁感線是封閉曲線的認識。
【評價任務】
1.完成評價1和評價2。
2.能認真觀察實驗并說出實驗現象，完成評價3。
3.在認真觀察實驗基礎上，通過對比電場，引入磁感線的定義，并討論、總結磁感線的特點，完成評價4。
4. 通過分析實驗和邏輯對比，能用安培定則判斷磁場方向，完成評價5。
學習提醒：通過評價任務，明確本節內容有幾個任務需要完成，每個任務要怎樣完成，完成以后的檢測評價內容是什么，同時明確針對目標的評價標準，有效引導自己學習。
【資源與建議】
1. 本節內容包括磁場和磁感線兩部分。在初中知識的基礎上進一步揭示了電現象和磁現象之間的聯系,通過事物之間的內在聯系進行更深刻的思考,并進一步強化“場”的研究方法。
2. 本節有大量的物理學史內容,體現了重要的科學思想方法,是豐富的科學方法和人文教育結合的好素材。可以結合演示實驗,對初中知識復習概括并從科學與人文兩個角度提升認識,為后續學習打下基礎。
3. 磁感線、幾種常見的磁場的磁感線分布是基本的重要知識,可以幫助了解物理模型在人類探索自然規律中的作用。由于磁感線的分布不是平面的,而是空間的,通過演示實驗和分組實驗來加深認識。教學中應培養自己的空間想象力,形成經典物理的物質觀、運動觀和相互作用觀等物理觀念,并能用這些觀念解釋自然現象和解決實際問題。
學習提醒：在開始本節課學習之前，先認真閱讀以上資源與建議，明確這節課內容的出處、知識的前后聯系、學習的路徑、學習的重難點及突破的途徑，為順利完成以下學習內容作好準備。
【學習過程】
學習任務一：電和磁的聯系。
1. 說說我國古代在磁現象方面的研究成果，并舉例說明磁現象在生活、生產中的應用。
2.磁體有兩個磁極，同名磁極 ，異名磁極 。
自然界中存在著兩種電荷，同種電荷 ，異種電荷 。
既然他們的性質相似，那他們之間存在著某種聯系嗎？
3.探究實驗一：演示奧斯特實驗
⑴ 把一條導線南北方向平行放置在磁針上方，給導線通電，觀察磁針的變化，說明了什么？
⑵ 把導線南北方向平行放置磁針下方，再給導線通電，觀察磁針的變化，說明了什么？
⑶ 改變電流方向再重復以上實驗。
⑷ 分析實驗現象，總結實驗結論：
4.做一做：
⑴ 評價1：首次發現電流的磁效應，揭示電與磁存在聯系的物理學家是（　　）
A．法拉第 B．奧斯特 C．安培 D．洛倫茲
⑵ 評價2：在做奧斯特實驗時，下列操作中現象最明顯的是（　　）
A．沿導線方向放置磁針，使小磁針在導線的延長線上
B．垂直導線方向放置磁針，使小磁針在導線的正下方
C．導線沿南北方向放置在小磁針的正上方
D．導線沿東西方向放置在小磁針的正上方
..................................................................................................
1．評價任務
（1）學生是否了解我國古代在磁現象方面的研究成果，能否舉例說明磁現象在生活、生產中的應用。
（2）學生知道奧斯特發現電流磁效應的歷史背景，并通過演示實驗直觀認識電流的磁效應，既能體會探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感，又能打破思維定勢，從科學和人文兩個角度提升認識。
（3）完成評價1和評價2。
2.評價標準（最高）
（1）通過了解我國古代在磁現象方面的研究成果及其對人類文明的影響，來激發學生的愛國主義精神，鼓勵他們學習科學的熱情。引導學生關注實際生活，并能列舉磁現象在生產生活中的應用。
（2）通過奧斯特實驗，學生完成“縱向作用”到“橫向作用”思維的轉變，并直觀地認識電流的磁效應。
（3）評價1和評價2回答正確。
答案：評價1：B 評價2： C
..................................................................................................
學習任務二：磁場。
5.探究實驗二：演示磁體對電流的作用
⑴ 按照圖示組裝好裝置。學生猜想導線是否會發生擺動以及向哪個方向擺動。然后在導線中通電流，觀察導線的變化，說明了什么道理？
⑵ 結論：導線產生運動，說明磁體對通電導線會產生 的作用。
6.探究實驗三：演示電流之間發生相互作用。
⑴ 如圖所示，兩條平行直導線，當通以相同方向的電流，觀察到什么現象？說明什么道理？
⑵ 若通以相反方向電流時，觀察到什么現象？說明什么？
⑶ 結論： 。
7.探究實驗四：用陰極射線管演示磁體對電流（電子的定向移動）的作用
⑴ 思考：不接觸的電荷之間的相互作用是通過電場發生的,磁體與磁體之間、磁體與通電導線之間、通電導線與通電導線之間也沒有接觸,它們是如何實現相互作用的呢
⑵ 展示磁懸浮地球儀
思考：如何判斷磁懸浮地球儀的底座的周圍是否存在磁場。
⑶歸納總結：磁場是客觀存在的 ,最基本的特性是對放入其中的磁體、通電導線產生 的作用。
8做一做：
評價3：下列說法中正確的是（　　）
A. 磁場的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無則無
B. 磁場是客觀存在的一種物質
C. 磁場的基本性質是對處于其中的磁體或通電導體有力的作用
D. 磁體與磁體之間的相互作用是通過磁場發生的，而磁體與通電導體之間以及通電導體與通電導體之間的相互作用不是通過磁場發生的
..................................................................................................
1．評價任務
（1）觀察探究實驗二和探究實驗三的現象。
（2）在探究實驗四中提出磁場的概念，并認識磁場。
（3）完成評價3。
2.評價標準（表現性評價）
（1）在磁體對電流的作用和電流之間發生相互作用實驗中，學生能仔細觀察物理現象，并能分析通過觀察導線的變化，說出磁體對通電導線產生力的作用，以及電流間相互作用的特點評價等級為A;在小組成員或其他人的幫助下完成的，評價等級為B；無法完成或結論不正確的，評價等級為C。
（2）在探究實驗四中能對比電場說出磁場，知道場的概念是法拉第提出的，并在教師引導下認識到磁場也是一種物質及其基本特性，評價等級為A;在小組成員或其他人的幫助下完成的，評價等級為B；無法完成或結論不正確的，評價等級為C。
（3）完成評價3。
答案：評價3：BC
..................................................................................................
學習任務三：磁感線
9.回顧初中知識：
⑴ 磁體有兩個 。
⑵ 可以描述磁場。
⑶ 磁場中小磁針N極的方向表示 。
10.實驗探究五：條形磁體、蹄形磁體等的細鐵屑分布
⑴ 在玻璃板下放一根條形磁體（蹄形磁體等）,再在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，輕敲玻璃板,學生觀察實驗現象,并在紙上畫出圖樣。
⑵ 將小磁針放在磁體周圍,記錄小磁針N極指向。
⑶ 學生討論、總結:在磁體的兩極,細鐵屑分布 ,磁感線 ,磁場 。
⑷ 學生討論：磁感線是真實存在的嗎 沒有磁感線的地方表示那里沒有磁場存在嗎
結論： 。
11.實驗探究六：演示通電直導線周圍磁場中細鐵屑的分布
⑴ 討論：對比實驗探究五和六，討論磁感線是否閉合曲線。
⑵ 結論：磁感線是 曲線,在磁體的外部是從 極出來,進入 極,在磁體內部則由 極回到 極,形成閉合曲線。磁感線不 也不 。每一點的切線方向都與該點的 方向一致。
⑶ 討論：對比電場線和磁感線的共同點和區別。
12.做一做：
評價4：下列關于磁感線的說法正確的是(　　)
A．磁感線可以形象地描述磁場的強弱與方向
B．磁感線總是從磁鐵的N極發出，到S極終止
C．磁感線就是細鐵屑在磁鐵周圍排列的曲線，沒有細鐵屑的地方就沒有磁感線
D．沿磁感線的方向磁場逐漸減弱
..................................................................................................
1．評價任務
（1）觀察探究實驗五和探究實驗六的現象，總結磁感線的特點。
（2）完成評價4。
2.評價標準（表現性評價）
（1）通過探究實驗五和探究實驗六，學生的認識從對小磁針在磁場中靜止時的感性認識過度到理性認識。通過對比電場引發學生思考，從而引入磁感線的定義，通過模擬磁感線形狀的實驗，討論、總結磁感線的特點，評價等級為A;在小組成員或其他人的幫助下完成的，評價等級為B；無法完成或結論不正確的，評價等級為C。
（2）完成評價4。
答案：評價4：A
..................................................................................................
學習任務四：安培定則
13.觀察通電直導線周圍產生的磁場與電流方向有何關系？（B表示磁感線）
⑴ 實驗現象：磁感線是在導線周圍的 ，通電導線 磁感線所在平面。
⑵ 結論：判斷磁感線與電流之間的方向關系的方法。
安培定則：用 握住導線，讓 所指的方向與電流方向 ，
所指的方向就是磁感線 。
⑶ 復習：初中如何判斷通電螺線管的磁場方向？
⑷ 討論：如何判斷環形電流的磁場方向？
⑸ 結論：環形電流的磁場和通電螺線管的磁場都可以用另一種形式的安培定則判定：讓 與環形（或螺線管） 的方向一致，
所指的方向就是環形導線（或螺線管）軸線上磁場的方向。
⑹ 思考：通電螺線管外部磁場與什么磁體的外部磁場一致？
14.科學漫步：安培分子電流的假說
⑴ 分子電流假說：安培認為，在原子、分子等物質微粒的內部，存在著一種環形電流，即 電流。分子電流使每個物質微粒都成為微小的 ，它的兩側相當于兩個 。
⑵ 分子電流假說意義：能夠解釋 以及 現象，解釋磁現象的電本質。
15.做一做：
評價5：如圖所示，當圓環通有順時針方向的電流I時，環中點A處的磁場方向是（　　）
A．沿著紙面向上 B．沿著紙面向下
C．垂直紙面向里 D．垂直紙面向外
..................................................................................................
1．評價任務
（1）結合磁感線分布的演示實驗，分析總結安培定則。
（2）通過初中學習的通電螺線管的磁場方向判定，推理出環形電流的磁場方向判定。
（3）完成評價5。
2.評價標準（表現性評價）
（1）結合磁感線分布的演示實驗，再次分析總結，直線電流的方向跟它的磁感線的方向之間的關系用安培定則判斷，學生在教師的引導下能畫出通電直導線周圍的磁感線的立體圖、俯視圖和正視圖，調動學生充分發揮空間想象力，對空間分布的磁感線有一個完整的認識，學生能獨立完成評價等級為A;在小組成員或其他人的幫助下完成的，評價等級為B；無法完成或結論不正確的，評價等級為C。
（2）通過初中學會判斷通電螺線管的磁場方向，學生能聯系到多個環形電流串聯就組成了通電螺線管，可以用另一種形式的安培定則判定。通過對比發現通電螺線管外部磁場與條形磁體外部磁場一致，從而聯想到條形磁體內部的磁場情況，可以讓學生加深磁感線是封閉曲線的認識。學生能獨立完成評價等級為A;在小組成員或其他人的幫助下完成的，評價等級為B；無法完成或結論不正確的，評價等級為C。
（3）完成評價5。
答案：評價5：C
..................................................................................................
課后作業
【練習與應用】（教材第108頁）中第4、5、7題。
【檢測與作業】---分層檢測
溫馨提示：必做題--A組和B組 選做題--C組
A組：夯實基礎題
1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)（學習目標1－3）
(1) 安培首次發現電流的磁效應，揭示電與磁存在聯系。 ( )
(2) 磁場看不見、摸不著，因此磁場是人們假想的，實際并不存在。 ( )
(3) 在磁場中，小磁針S極的受力方向就是該點磁場方向。 ( )
(4) 用磁感線描述磁場時，沒有磁感線的地方就沒有磁場。 ( )
(5) 磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的。 ( )
(6) 磁感線不同于電場線，磁感線可以相交。 ( )
(7) 磁場的方向就是小磁針北極受力方向。 ( )
(8) 磁感線是為描述磁場而虛擬的，實際不存在。 ( )
2. （2021.6·廣東）關于磁感線，下列說法正確的是（　　）（學習目標3）
A 磁感線可以相交
B. 磁感線是客觀存在的
C. 磁感線較密的地方，表示該處磁場較弱
D. 磁感線上每一點的切線方向都跟這點的磁場方向一致
B組：鞏固技能題
3.如圖所示，a、b是直線電流的磁場，c、d是環形電流的磁場，e、f是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向。（學習目標4）
C組：拓展創新題
4. （多選）如圖，能自由轉動的小磁針水平放置在桌面上.當有一束帶電粒子沿與磁針指向平行的方向從小磁針上方水平飛過時，所能觀察到的現象是（　　）（學習目標1、4）
A. 小磁針不動 B. 若是正電荷飛過，小磁針會發生偏轉
C. 若是負電荷飛過，小磁針會發生偏轉D. 若是一根通電導線，小磁針會發生偏轉
【檢測與作業】---分層檢測答案
1.思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)（學習目標1－3）
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)√
2.D
3.
4. BCD
【評價標準】：能正確完成必做題，能獨立對各題進行解釋。
分層評價：能正確完成所有必答題，并能流利的解釋，評價等級為A;結果正確達到3個以上，評價等級為B;結果正確2個及以上評價等級為C。
總體評價 本節課過程性評價等級中共獲得 個A級， 個B級； 本節課結果評價為 級。 根據表現選擇一下，給自己：
【學后反思】
1.完善思維導圖，梳理本節課學習的知識內容：
2.梳理本節課的物理思想和方法:
3.小結在學習中需要求助的困惑與分享自己如何學會的經驗：

展開更多......

收起↑