13.2《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》教學(xué)設(shè)計課題 13.2《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》學(xué)科物理年級 教材分析磁感應(yīng)強(qiáng)度，是電磁學(xué)的基本概念之一，是本章的重點(diǎn)，如何尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量更成為教學(xué)的難點(diǎn)。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容主要分兩課時，第一課時為“磁感應(yīng)強(qiáng)度”，第二課時為“磁通量”。磁感應(yīng)強(qiáng)度是學(xué)習(xí)“磁場對通電導(dǎo)線的作用，磁場對帶電粒子的作用”一個重要的基礎(chǔ)。也是以后學(xué)習(xí)電磁學(xué)中“電磁感應(yīng)”、“交流電”及“電磁場”的基石，同時磁場知識又在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技發(fā)展中有著廣泛的應(yīng)用。在學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的相關(guān)知識的過程中，我采用通過與電場強(qiáng)度的定義的類比、用定量實驗的方法，突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。學(xué)情分析1、學(xué)生已有的認(rèn)知水平和能力基礎(chǔ)：學(xué)生通過對“靜電場”的學(xué)習(xí)，已知道電場強(qiáng)度的定義，包括方向的規(guī)定、大小的計算公式等。學(xué)生對于比值法定義已有一定的認(rèn)識，結(jié)合初中所學(xué)的知識，對“磁場有關(guān)知識”有一定感性認(rèn)識基礎(chǔ)，通過上一節(jié)課的實驗，學(xué)生已經(jīng)意識到，在磁場中不同位置，磁場往往具有不同的方向和強(qiáng)弱。同時高二學(xué)生已經(jīng)具有一定的邏輯思維能力和質(zhì)疑、猜想和實驗探究的素養(yǎng)。掌握一定的科學(xué)方法和實驗技能。2、學(xué)生學(xué)習(xí)本課可能遇到的困難和問題：電流元的概念、如何進(jìn)行探究實驗并得出結(jié)論以及通電導(dǎo)線的擺放對其受力大小的影響。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)一、教學(xué)目標(biāo)1、知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位。2、能運(yùn)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算。3．知道勻強(qiáng)磁場的概念及特點(diǎn)。4．知道磁通量的概念，會計算磁通量的大小。二、核心素養(yǎng)物理觀念：通過掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，培養(yǎng)學(xué)生用物質(zhì)觀研究問題的觀念。科學(xué)思維：通過分析磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生用比值定義物理量的思維方法。科學(xué)探究：通過用控制變量法探究磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的過程，使學(xué)生理解科學(xué)探究的本質(zhì)．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過認(rèn)識磁通量的正負(fù)性，使學(xué)生養(yǎng)成用辯證唯物主義思考問題的意識和習(xí)慣。重點(diǎn)1、知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位；2、知道磁通量的概念，會計算磁通量的大小。難點(diǎn)1 、能運(yùn)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算；2、會計算磁通量的大小。 教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課一、學(xué)習(xí)目標(biāo)展示1．知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義及物理意義。2．理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、大小、定義式和單位。3．知道勻強(qiáng)磁場的概念及特點(diǎn)。4．知道磁通量的概念，會計算磁通量的大小。 二、情景引入巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘。磁場有強(qiáng)弱之分，那么我們怎樣定量地描述磁場的強(qiáng)弱呢？ 了解本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)生觀察圖片認(rèn)真思考 有目的的學(xué)習(xí) 為引入課題做鋪墊   講授新課【自學(xué)感知】一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．電流元：在物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度l的乘積Il 叫做電流元。2．探究影響通電導(dǎo)線受力的因素如圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵，并列放在桌上，可認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的。直導(dǎo)線的方向與磁場的方向（自上而下） 垂直．(1)實驗原理：有電流通過時，導(dǎo)線將擺動一定角度，通過擺動角度的大小可以比較導(dǎo)線受力的大小。電流的大小用電流表測量。分別接通“2、3”和“1、4”，可以改變導(dǎo)線通電部分的長度。(2) 實驗結(jié)論：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導(dǎo)線的長度l成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比。用公式表示就是：F=IBl3．磁感應(yīng)強(qiáng)度表征磁場強(qiáng)弱的物理量。大小等于在導(dǎo)線與磁場垂直的最簡單的情況下，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度l的乘積Il的比值。4．定義式：B＝F/Il。5．單位在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T,1 T＝。6、方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向就是該處小磁針靜止時N極所指的方向。二、勻強(qiáng)磁場1．定義磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相同，2．磁感線特點(diǎn)勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些間隔相等的平行直線。3、位置(1)距離很近的兩個平行異名磁極之間的磁場（除邊緣部分外）；(2)兩個平行放置較近的線圈通電時，其中間區(qū)域的磁場。三、磁通量1．定義勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B和與磁場方向垂直的平面面積S的乘積，即Φ＝BS。2．拓展：磁場與平面不垂直時，這個面在垂直于磁場方向的投影面積S′與B的乘積表示磁通量。3．單位：國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符合是Wb,1 Wb＝1T·m2。4．引申：在勻強(qiáng)磁場中B＝Φ/S，表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于穿過垂直磁場方向的單位面積的磁通量。四、地磁場地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，因此，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個交角，這就是地磁偏角。地磁偏角的數(shù)值在地球上的不同地點(diǎn)是不同的。地磁偏角在緩慢變化。在使用指南針確定南北方向時，只有將地磁偏角考慮在內(nèi)，才能得出準(zhǔn)確的結(jié)果。【探究解惑 】  探究一：對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解 1．公式B＝是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，是用比值法定義的，B的大小只決定于磁場本身的性質(zhì)，而與F、I、l均無關(guān)。該定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場，這時l應(yīng)很短很短，Il稱作“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“點(diǎn)電荷”。2．在定義式B＝中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置。因為導(dǎo)線放入磁場中的方向不同，所受磁場力也不相同。通電導(dǎo)線與磁場平行時，受磁場力為零，垂直時，受磁場力最大。3．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，運(yùn)算遵守平行四邊形定則。磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向：①小磁針靜止時N極指向——磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。②無論小磁針是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，其N極受力方向是磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。【例1】 (多選)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，以下說法中正確的是(　   )A．電流元IL在磁場中受力為F，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大于或等于B．磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，與電流元在此點(diǎn)的受力方向相同C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，與電流元IL在磁場中所受力F的大小無關(guān)D．在磁場中，小磁針N極的受力方向就是小磁針?biāo)幬恢玫拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向答案：　 ACD解析：當(dāng)磁場與直導(dǎo)線不垂直時有F<BIL，垂直時有F＝BIL，選項A對；電流元受到的磁場力與磁場方向垂直，選項B錯；磁感應(yīng)強(qiáng)度B由磁場本身決定，選項C對；小磁針N極的受力方向與小磁針?biāo)幬恢玫拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向相同，選項D對。【例2】(多選)一段直導(dǎo)線長為1 cm,通有5 A的電流,把它置于磁場中的某點(diǎn)時,受到的磁場力為0.1 N,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值可能為(　　)A.1 T B.0.5 T C.2 T D.2.5 T解析:當(dāng)I與B垂直時,由B= 可解得B=2 T,但題中未說明I與B垂直,故B的值可能大于或等于2 T。答案:CD 探究二：對磁通量的理解1．磁通量的計算(1)公式：Φ＝BS。適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②磁感線與平面垂直。 (2)若磁場與平面不垂直，用Φ＝BScos θ計算。式中Scos θ為平面S在垂直于磁場方向上的投影面積，也稱為“有效面積”(如圖所示)。(3)穿過某一面積的磁通量是由穿過該面的磁感線條數(shù)的多少決定，與匝數(shù)無關(guān)。2．磁通量的正負(fù)(1)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，當(dāng)磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，穿出時即為負(fù)值。(2)若磁感線沿兩個相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。3．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS。(2)當(dāng)B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S。(3)B和S同時變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1，但ΔΦ≠ΔB·ΔS。(4)當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180°時，磁通量的變化量的大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS，而不是ΔΦ＝0。【例3】如圖所示，AB是水平面上一個圓的直徑，在過AB的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線CD，已知CD∥AB。當(dāng)CD豎直向上平移時，電流磁場穿過圓面積的磁通量將(　　)A．逐漸增大　 B．逐漸減小 C．始終為0 D．不為0但保持不變答案:C解析:通電直導(dǎo)線產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，根據(jù)安培定則判斷可知：在AB的外側(cè)磁感線向下穿過線圈平面，在AB的里側(cè)磁感線向上穿過線圈平面，根據(jù)對稱性可知，穿過線框的磁感線的總條數(shù)為零，磁通量為零，CD豎直向上平移時，穿過這個圓面的磁通量始終為零，保持不變，故A、B、D錯誤，C正確。【例4】如圖所示,線圈平面與水平方向夾角θ=60°,磁感線豎直向下,線圈平面面積S=0.4 m2,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6 T,則:(1)穿過線圈的磁通量Φ為多少?把線圈以cd為軸順時針轉(zhuǎn)過120°角,則通過線圈磁通量的變化量為多少?(2)若θ=90°,穿過線圈的磁通量為多少?當(dāng)θ為多大時,穿過線圈的磁通量最大? 答案:(1)0.12 Wb　0.36 Wb　(2)0　θ=0° 解析:(1)線圈在垂直磁場方向上的投影面積 S⊥=Scos 60°=0.4× m2=0.2 m2穿過線圈的磁通量Φ1=BS⊥=0.6×0.2 Wb=0.12 Wb。線圈以cd為軸順時針方向轉(zhuǎn)過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直,但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反,故此時通過線圈的磁通量Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb。故磁通量的變化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-0.24-0.12| Wb=0.36 Wb。(2)θ=90°時,線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥=0,據(jù)Φ=BS⊥知,此時穿過線圈的磁通量為零。當(dāng)θ=0°時,線圈平面與磁場垂直,此時S⊥=S穿過線圈的磁通量最大。 學(xué)生閱讀課文，認(rèn)真研究，然后填空，對填不出的空重新看書理解并與同桌討論。  學(xué)生理解后記憶                      學(xué)生思考討論并回答         學(xué)生獨(dú)立完成解題過程       在教師的引導(dǎo)下學(xué)生分析。                           學(xué)生思考討論并在教師的引導(dǎo)下回答      學(xué)生練習(xí)   把讀書自學(xué)的機(jī)會還給學(xué)生。       鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力  幫助學(xué)生透徹理解規(guī)律的實質(zhì)。                   讓學(xué)生理解實際情形下所學(xué)知識是如何應(yīng)用的。    鍛煉學(xué)生的分析能力， 教師引導(dǎo)下的討論，注重學(xué)生的討論過程，淡化探究的結(jié)果，給學(xué)生成功的喜悅。 強(qiáng)化所學(xué)知識的應(yīng)用。課堂小結(jié)梳理自己本節(jié)所學(xué)知識。根據(jù)學(xué)生表述，查漏補(bǔ)缺， 板書設(shè)計13.2《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》一、磁感應(yīng)強(qiáng)度:1．電流元：2．探究影響通電導(dǎo)線受力的因素:(1)實驗原理：(2) 實驗結(jié)論：3．磁感應(yīng)強(qiáng)度4．定義式：B＝F/Il。5．單位:特斯拉6、方向：小磁針靜止時N極所指的方向。二、勻強(qiáng)磁場磁感線特點(diǎn):間隔相等的平行直線。三、磁通量1．定義:Φ＝BS。2．拓展：投影面積S′3．單位：韋伯4．引申：B＝Φ/S，單位面積的磁通量四、地磁場  教學(xué)反思  

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2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量

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