第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步 第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量教學(xué)內(nèi)容分析《磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》必修課程必修3模塊中“磁場(chǎng)與電磁波初步”主題下的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：了解磁感應(yīng)強(qiáng)度，會(huì)用磁感線(xiàn)描述磁場(chǎng)。知道磁通量。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)解讀》對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀為：知道磁場(chǎng)有強(qiáng)弱，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度是用于描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，有大小和方向。知道磁通量是描述磁感線(xiàn)通過(guò)某一面條數(shù)多少的物理量，通過(guò)該面磁感線(xiàn)越多，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，即磁感線(xiàn)越密，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大。磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度概念，可以將磁場(chǎng)和電場(chǎng)進(jìn)行類(lèi)比，啟發(fā)學(xué)生回憶電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法，利用相同的方法引入電流元含義和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。教材用電流元所受磁場(chǎng)力和電流元的比值定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，符合中學(xué)生的認(rèn)知水平，進(jìn)一步深化用物理量之比定義新概念的思維方法。磁通量是學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)，比較抽象，學(xué)生理解其物理意義比較困難，隨著后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)有一個(gè)循序漸進(jìn)的理解過(guò)程。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立，理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義。學(xué)情分析學(xué)生在靜電場(chǎng)部分學(xué)習(xí)了在電場(chǎng)中引入試探電荷，通過(guò)研究試探電荷受到的靜電力與試探電荷電量的關(guān)系定義了電場(chǎng)強(qiáng)度概念，磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入可類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，分析小磁針受力特點(diǎn)不可測(cè)量，而載流導(dǎo)線(xiàn)受力容易測(cè)量，研究載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的力的變化特點(diǎn)，定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B為載流導(dǎo)線(xiàn)受到的力F與電流元IL的比值。中學(xué)生喜歡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，熱愛(ài)親自動(dòng)手操作，課前要準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將概念建立在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析上，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。教學(xué)目標(biāo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、類(lèi)比和分析，尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)通過(guò)比值定義物理量的方法。學(xué)生理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義和定義式，知道其方向和單位。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義及條件、磁通量含義教學(xué)難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立、對(duì)磁通量物理意義的理解教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、啟發(fā)式教學(xué)、合作與探究教學(xué)過(guò)程引入新課演示實(shí)驗(yàn)：磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向用自制電磁鐵（五寸長(zhǎng)的鐵釘，繞上漆包線(xiàn)）吸引大頭針，改變電流大小，吸引大頭針的多少不同，說(shuō)明磁性的強(qiáng)弱不同。用小磁針檢驗(yàn)電磁鐵極性，說(shuō)明不同位置磁場(chǎng)的方向不同，小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)榇艌?chǎng)的方向。復(fù)習(xí)類(lèi)比電場(chǎng)→試探電荷→檢驗(yàn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱→電場(chǎng)強(qiáng)度。新課學(xué)習(xí)檢驗(yàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，選什么作為研究對(duì)象呢？討論小磁針還是通電導(dǎo)線(xiàn)，因N極不能單獨(dú)存在，不可能測(cè)量N極受力大小，確認(rèn)選用很短一段通電導(dǎo)線(xiàn)，但引入的通電導(dǎo)線(xiàn)不能影響原來(lái)的磁場(chǎng)分布。在物理學(xué)中，把很短的一段通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流I與導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L的乘積叫作電流元（模型法）。實(shí)驗(yàn)探究（先由學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得出定性結(jié)果，然乎由教師演示得出半定量結(jié)果。）（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懲妼?dǎo)線(xiàn)受力的因素可能是什么？（2）猜想：影響通電導(dǎo)線(xiàn)受力的因素可能是什么？（磁場(chǎng)強(qiáng)弱、電流大小、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度及擺放角度）（3）知識(shí)準(zhǔn)備：用控制變量法，只改變一個(gè)因素，研究其對(duì)導(dǎo)線(xiàn)受磁場(chǎng)力的影響。蹄形磁鐵兩極之間較小范圍內(nèi)，可認(rèn)為磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向處處相同，即勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)懸線(xiàn)擺角很小時(shí)，偏移距離d可以表示磁場(chǎng)力F的大?。ㄞD(zhuǎn)化法）。線(xiàn)圈平衡時(shí)，受力如圖：F=mgtanθ，當(dāng)θ很小時(shí)，有tanθ≈sinθ=eq\f(d,l)F=mgeq\f(d,l)∝d。通過(guò)增加條形磁鐵的數(shù)量改變通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度，保持通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)力最大。通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行，磁場(chǎng)力為零。（4）實(shí)驗(yàn)器材：蹄形磁鐵五塊，線(xiàn)圈（帶輕質(zhì)柔軟導(dǎo)線(xiàn)）、滑動(dòng)變阻器、電流表、電源、導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、鐵架臺(tái)（底座上帶有刻度尺的木槽）等。（5）實(shí)驗(yàn)步驟：①按圖連接實(shí)驗(yàn)裝置②保持磁場(chǎng)和直導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度不變，改變電流大小，逐個(gè)記錄導(dǎo)線(xiàn)的偏移距離d（通過(guò)木槽旁的刻度尺讀?。㊣/A00.040.080.120.160.20d/cm00.450.801.201.551.95借助數(shù)表軟件，作出d-I圖像。結(jié)論：通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受力的大小F與導(dǎo)線(xiàn)中的電流I成正比。③保持磁場(chǎng)和導(dǎo)線(xiàn)中的電流不變（I=0.04A），改變磁場(chǎng)中的那一部分通電直導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，逐個(gè)記錄導(dǎo)線(xiàn)的偏移距離d。L012345d/cm00.400.751.151.501.85借助數(shù)表軟件，作出d-L圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受力大小F與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度L成正比。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受力的大小與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度L、導(dǎo)線(xiàn)中的電流I成正比，用公示表示為F=ILB。（由F=ILB得出B=eq\f(F,IL)，建立磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念）磁感應(yīng)強(qiáng)度B物理意義：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。定義：電流元IL受到的最大磁場(chǎng)力F與電流元IL的比值叫作磁感應(yīng)強(qiáng)度（比值定義法）定義式：B=eq\f(F,IL)（通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直）單位：特斯拉，符號(hào)T，1T=1N/（A·m）方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，物理學(xué)中把小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱(chēng)為磁場(chǎng)的方向。了解一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)用用原實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)蹄形磁鐵兩極之間不同位置磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，保持電流大小、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度一定，偏移距離d越大，即磁場(chǎng)力越大，表明該處的磁場(chǎng)越強(qiáng)?？偨Y(jié)反思本節(jié)課，你有什么收獲？磁場(chǎng)——電場(chǎng)電流元IL——檢驗(yàn)電荷q↓受力↓受力磁感應(yīng)強(qiáng)度B——電場(chǎng)強(qiáng)度EB=eq\f(F,IL)——E=eq\f(F,q)板書(shū)設(shè)計(jì)§13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量電流元：IL通電導(dǎo)線(xiàn)受力：導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度一定，F(xiàn)∝IF∝IL電流大小一定，F(xiàn)∝L磁感應(yīng)強(qiáng)度：定義：電流元IL受到的磁場(chǎng)力F與電流元IL的比值表達(dá)式B=eq\f(F,IL)單位：特斯拉1T=1N/（A·m）方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向教學(xué)反思本節(jié)課以生動(dòng)有趣的演示實(shí)驗(yàn)，采用類(lèi)比引入新課，與本課題密切相關(guān)。激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生去觀察、分析和思考，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到磁場(chǎng)有強(qiáng)弱和方向。類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度的建立過(guò)程，使學(xué)生明確找出描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量是本節(jié)課的主要任務(wù)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生去思考。在這節(jié)課中，結(jié)合教學(xué)運(yùn)用了觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、推理、演