備課人
學科
物理
課題
磁場 磁感線
教學內(nèi)容分析
本節(jié)內(nèi)容包括磁場和磁感線兩部分。教科書在初中知識的基礎上進一步揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，引導學生對事物之間的內(nèi)在聯(lián)系有更深刻的思考，并進一步強化“場”的研究方法。
本節(jié)有大量的物理學史內(nèi)容，體現(xiàn)了重要的科學思想方法，是豐富的科學方法和人文教育結(jié)合的好素材?？梢越Y(jié)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(xù)學習打下基礎。
磁感線、幾種常見的磁場的磁感線分布是基本的重要知識，有助于學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，應該通過演示實驗來加深認識，有條件的情況下可以讓學生分組實驗。教學中應注意培養(yǎng)學生的空間想象力，使學生形成經(jīng)典物理的物質(zhì)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(xiàn)象和解決實際問題。
學情分析
學生在初中物理的學習中已經(jīng)對磁現(xiàn)象有了簡單的定性了解，但缺少定量的研究。通過高中物理對引力場、靜電場的學習，學生對場的概念也有了進一步的認識。特別是通過定量研究靜電場，學生對研究相關問題已經(jīng)有了一定的體會。但由于磁場和電磁感應部分的內(nèi)容與電場存在一定的區(qū)別，學生還需要教師加以不斷地引導。
具體到本節(jié)課，學生對磁現(xiàn)象已經(jīng)有所了解，但對電流在磁場中的受力分析、利用安培定則分析直線電流、環(huán)形電流等周圍的磁場分布特點、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基礎，引導學生逐步進行分析。
教學目標
1、了解磁現(xiàn)象。了解電和磁的聯(lián)系，了解電流磁效應的發(fā)現(xiàn)過程。體會奧斯特發(fā)現(xiàn)的重要意義，體會探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感。
2、知道磁場的基本特性。知道磁感線，知道幾種常見磁場磁感線的空間分布情況。體會如何使用形象化的手段描述物理現(xiàn)象。
3、會應用安培定則判斷通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向。
4、了解安培分子電流假說。
教學
重難點
教學重點：
磁感線、幾種常見的磁場的磁感線分布。
教學難點：
磁感線、幾種常見的磁場的磁感線分布。
教學過程
教學環(huán)節(jié)
教師活動
學生活動
設計意圖
新課導入
【講述】我國春秋戰(zhàn)國時期的一些著作已有關于磁石的記載和描述。東漢學者王充在《論衡》一書中描述的“司南”,被公認為最早的磁性指南工具。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。12世紀初，我國已將指南針用于航海，宋俑持羅盤者就記錄了這個科技史實。目前，青島磁懸浮列車時速620km/h。
【提問】你是否感受到，凡是用到電的地方，幾乎都有磁現(xiàn)象相伴隨？你知道電和磁有怎樣的聯(lián)系嗎？
了解我國古代對磁現(xiàn)象的認識和應用，了解磁磁現(xiàn)象在我國現(xiàn)代科技發(fā)展中的應用。
思考。
從我國古代、現(xiàn)代在磁現(xiàn)象的研究和利用方面入手，銜接學生以往學過的知識。
將磁現(xiàn)象與以往學過的電現(xiàn)象加以對比，引出主題。
環(huán)節(jié)一
電和磁
的聯(lián)系
【提問】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？
【講述】直到19世紀初很多著名的科學家——如庫侖、安培、托馬斯.楊都認為電與磁是互不相關的兩回事。
【講述】在18世紀和19世紀之交人們發(fā)現(xiàn)，自然界各種運動之間存在著相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化，這種思想在哲學界和科學界逐漸形成，也影響了奧斯特。
【講述】丹麥科學家奧斯特堅信電和磁存在某種聯(lián)系，并開始不懈的探索。由于受當時一些錯誤觀點影響，奧斯特做了很多實驗都以失敗告終。1820年4月，在一次講課中，他偶然的把一根導線放在一個指南針的上方，通電時，磁針轉(zhuǎn)動了?！状伟l(fā)現(xiàn)了電和磁的聯(lián)系。
【提問】奧斯特實驗說明了什么？
【播放視頻】奧斯特實驗。
→奧斯特是第一個發(fā)現(xiàn)了電和磁有聯(lián)系的人。它的這個發(fā)現(xiàn)震動了整個科學界，推動了電磁學的研究。
對比電和磁的相似之處，進行思考。
了解相關物理學史。
了解相關物理學史。
了解相關物理學史。
思考并回答：
說明電流對磁體會產(chǎn)生力的作用，電流具有磁效應。
觀看視頻，了解奧斯特實驗的重要意義。
將磁現(xiàn)象與以往學過的電現(xiàn)象加以對比，引出主題。
介紹相關物理學史，幫助學生了解人類認識和研究磁現(xiàn)象的歷程。
介紹奧斯特實驗，引出電流周圍存在磁場的現(xiàn)象，為后續(xù)的研究打下基礎。
環(huán)節(jié)二
磁場
【講述】奧斯特實驗之后，安培等人又做了很多實驗研究。他們發(fā)現(xiàn)，不僅通電導線對磁體有作用力，磁體對通電導線也有作用力。
【播放視頻】探究磁體對通電導線的作用力。
【提問】既然電流有磁效應，那么電流和電流之間是否也存在著相互作用力呢？
【播放視頻】平行通電直導線之間的相互作用。
【提問】磁體與磁體、通電導線對磁體、磁體對通電導體、任意兩條通電導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？
【講述】磁場是磁體或電流周圍周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。
【提問】磁場的基本性質(zhì)是什么？
【提問】磁場的方向是怎樣規(guī)定的？
了解相關物理學史，并觀看視頻。
思考并回答：
兩個通電導線周圍都存在磁場，所以會有相互作用。
觀看視頻。
回顧初中學過的知識并作答：
正像電荷間相互作用通過電場發(fā)生，磁體和磁體之間，磁體和通電導體之間，以及通電導體和通電導體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。
回顧初中學過的知識。
回顧初中學過的是：
基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流會產(chǎn)生力的作用。
回顧初中學過的是：
規(guī)定小磁針靜止時N極的指向為該點的磁場方向。
在奧斯特實驗現(xiàn)象的基礎上，進一步引出磁場對通電導線的作用力，為不斷深入研究電流在磁場中的受力，分析安培力做鋪墊。
由前面分析的磁現(xiàn)象入手，提出問題，引出磁場的概念。
環(huán)節(jié)三
磁感線
【提問】我們?nèi)绾涡蜗蟮拿枋龃艌瞿兀?br>【播放視頻】模擬磁感應線。
【講述】正像在電場中我們用電場線形象地描述電場一樣，在磁場中，我們用磁感線來描述磁場。在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線。
【播放視頻】條形磁鐵的磁感線；蹄形磁鐵的磁感線。
【提問】磁感線有何特點？
磁感線是假想的曲線；
磁場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的強弱；
磁感線上每一點的切線方向即為該點的磁場的方向。
【提問】地球是一個巨大的磁體。地球周圍空間存在的磁場叫地磁場。地磁場有何特點呢？
回顧用電場線描述電場的方法，并作答：
用類似電場線的方法描述磁場。
觀看視頻。
了解磁感線的引入方法。
觀看視頻，了解條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布特點。
對比電場線，思考、領會磁感線的特點。
回顧關于地磁場的知識，并分析作答：
①地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。
②地磁場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，地磁場強度相等，且方向水平。
對比描述電場的方法，引出利用磁感線形象描述磁場的方法。
明確磁感線的概念，對條形磁鐵、蹄形磁鐵的磁感線分布進行回顧，進而引出對磁感線特點的分析。
回顧地磁場的特點，并對地磁場中磁感線分布進行說明。
環(huán)節(jié)四
電流的磁場
【提問】電流周圍的磁感線分布有何特點？怎樣判斷電流周圍磁場的方向？
→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線垂直的平面上。實驗表明，改變電流的方向，各點的磁場方向都變成相反的方向。
【播放視頻】直線電流的磁場。
【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系？
【講述】安培定則：用右手握住導線，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）
【練習】直線電流的磁感線。
【練習】環(huán)形電流的磁感線。
【播放視頻】環(huán)形電流的磁感線實驗模擬；環(huán)形電流的磁感線動畫模擬。
【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)形導線軸線上磁場的方向。
【播放視頻】通電螺線管的磁感線實驗模擬；通電螺線管的磁感線動畫模擬。
【提問】電流的磁場有什么用途？
思考、領會直線電流的磁場分布特點。
觀看視頻。
觀察并思考關系。
領會安培定則的內(nèi)容。
練習用安培定則判斷直線電流的磁感線。
練習用安培定則判斷環(huán)形電流的磁感線。
結(jié)合上述分析，領會安培定則的第二種使用方法。
觀看視頻，練習用安培定則判斷通電螺線管的磁感線。
思考并回答：
電磁起重機、電動機……
提出新的問題，對直線電流的磁場進行研究，并由此引出安培定則。
對不同視圖下的直線電流進行分析，幫助學生更準確地掌握這部分內(nèi)容。
在直線電流的基礎上進一步研究環(huán)形電流的磁感線，并再得到安培定則的第二種使用方法。
在環(huán)形電流的基礎上，再對通電螺線管的磁場分布進行研究，呼應了初中物理課的學習內(nèi)容，也要注意與初中教學中的不同之處。
環(huán)節(jié)五
安培
分子電流
假說
【提問】磁現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢？
【講述】分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個分子都成為一個微小的磁體。
【講述】安培分子電流假說對一些磁現(xiàn)象的解釋：
【講述】安培分子電流假說意義：
①成功的解釋了磁化現(xiàn)象和磁體消磁現(xiàn)象；
②安培分子電流假說揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系；
③磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的。
說明：安培提出分子電流假說時，人們還不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構、電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的說法，所以稱為假說。如今，“假說”已成為真理。
【隨堂練習】
思考。
結(jié)合安培定則，理解安培的分子環(huán)流假說。
領會用分子電流假說對磁現(xiàn)象的解釋。
了解分子電流假說的意義。
練習鞏固本節(jié)知識點。
對磁現(xiàn)象的本質(zhì)提問，引發(fā)學生思考。
在對環(huán)形電流的磁場分布進行研究的基礎上，介紹安培的分子電流假說，幫助學生從微觀角度理解磁現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)原因。
課堂總結(jié)
一、磁場：
1、基本性質(zhì)
2、方向
二、電和磁的聯(lián)系：
1、奧斯特實驗
2、磁場對電流的作用力
三、磁感線：
1、特性
2、地磁場的磁感線分布
3、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管的磁感線分布
4、安培定則
四、安培分子電流假說
板書設計
§13.1磁場 磁感線
1、奧斯特實驗：電流的磁效應
2、電流間的相互作用力：同向相吸，反向相斥
3、磁場：
①基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流會產(chǎn)生力的作用。
②方向：規(guī)定小磁針靜止時N極的指向為該點的磁場方向。
4、磁感線：
①特點：假想，閉合，不交不切，疏密反應磁場強弱，每一點的切線方向即為該點的磁場的方向。
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：
5、安培分子電流假說
作業(yè)設計
1、梳理本節(jié)知識點。
2、教材P108“練習與應用”。
教學反思與評價

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