13.2磁感应强度 磁通量 教学设计-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（表格式）

课题：《磁感应强度 磁通量》教学设计
部别： 高中 年级： 高一 班级： 组别： 物理 教师：
日期：202 年 月 日 第 节
一、课标要求与解读
【课标要求】
理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉,会用磁感应强度的定义式进行有关计算;会用公式F=IlB解答有关问题.
知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法;通过演示实验,分析总结,获取知识.
通过引入磁通量概念,使学生体会描述磁场规律的另一重要方法.学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
【课标解读】
1.理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉.
2.会用磁感应强度的定义式进行有关计算.
3.会用公式F=IlB解答有关问题.
4.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场.
5.知道磁通量的定义,知道Φ=BS的适用条件,会利用公式进行简单计算。
二、教学内容与分析
【教材分析】
第一节中讲的是磁场及其磁感线的基本知识,而这一节将从定量的角度来描述磁场.磁感应强度是本章的重点内容,也是学习电磁感应的基础,电磁学的核心内容之一,本节内容在教材上具有承上启下的作用,既是前面所学知识的巩固和深化,又为后续内容的学习做出了铺垫,所以学好本节内容十分重要。
【学情分析】
学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识,且在研究电场时,已经学习确定了一个叫作电场强度的物理量,用来描述电场的强弱.与此类比引出表示磁场强弱和方向的物理量。
三、核心素养
物理观念：培养学生形成相互作用观念。
科学思维：通过实验探究磁场的规律，激发学习兴趣，增强求知的欲望，培养逻辑思维能力及表述能力。
科学探究：让学生利用控制变量法定性分析磁场力与电流大小、放入磁场中的导线的长度、磁场强度的关系。
科学态度与责任：相信客观存在与客观规律，经历合作探究过程，领略科学探究中的思想; 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
四、教学重点与难点
【教学重点】
磁感应强度的物理意义。
【教学难点】
寻找描述磁场强弱和方向的物理量和磁通量的概念。
五、教学方法
演示、讲授、讨论、练习
六、教学准备
多媒体课件
七、课时安排
1课时
八、教学过程
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 在研究电场时，我们通过分析检验电荷在电场中的受力情况引入了电场强度这个物理量，用它来描述电场的强弱和方向。 磁场也有强弱之分，巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁体却只能吸起几枚铁钉。 出示图片:电磁铁吸起成吨的钢铁和小磁体吸起几枚铁钉 那么我们怎样定量地描述磁场的强弱呢？ 观察图片体会磁场的强弱 引导学生发现磁场是有强弱的。
讲授新课 一、磁感应强度 1.磁感应强度的方向 小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向，即磁感应强度的方向。 思考1：磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究 参考答案：不能，因为N极不能单独存在，因而不可能测量N极受力的大小，也就不可能确定磁感应强度的大小了。 思考2：磁场不仅能对磁体有作用力，还对通电导体有作用力。能否用很小一段通电导体来检验磁场的强弱 参考答案：能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱，这样既可以知道导线中电流的大小，又能测量导线的长度，从而可以进行定量的研究。 2.电流元 在物理学中，把很短一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积 IL 叫作电流元。 ①理想模型：很短一段通电导线中的电流。 ②不存在孤立的电流元 要使导线中有电流，就要把它接到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。 ③可以用较长的通电导线来检验匀强磁场 如果要研究的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，我们也可以用比较长的通电导线进行实验，从结果中推知电流元的受力情况。 演示：探究影响通电导线受力的因素 实验器材 蹄形磁体、学生电源、导体棒、细线、导线、支架。 实验方法:控制变量法 实验步骤 1.将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向（由下向上）垂直。 2.保持通电导线的长度不变，探究磁场力与电流的关系。 （1）学生电源与1.4相连，改变电路中电流。 （2）有电流通过时，导线将摆动一定角度，观察电流增大时，导线摆动的角度的大小。 3. 保持磁场和导线中的电流不变，学生电源与2.3相连，导线摆动的角度的大小，探究磁场力与导线的长度的关系。 出示视频:探究影响通电导线受力的因素 现象：电流越大，导线的偏角_____。导线越长，导线的偏角_____。 答案:越大;越大 实验结论 电流越大，导线所受的磁场力 。导线越长，导线所受的磁场力——————。 答案:越大;越大 分析了很多实验事实后人们认识到，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度 L 成正比，又与导线中的电流 I 成正比，即与 I 和 L的乘积 IL 成正比，用公式表示就是F ＝ ILB 3.磁感应强度 （1）定义：在导线与磁场垂直的情况下，所受的磁场力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。 （2）磁感应强度的大小 （ B、L两者垂直） （3）单位：磁感应强度 B 的单位由 F、I 和 L 的单位决定。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是 T，即 （4）对磁感应强度的理解 ①B、L两者垂直，B为匀强磁场的磁感应强度；此时通电导线受到磁场力为最大； ②当B、L平行时导线受磁场作用力为零。 ③当B、L成任意角时，力F在最大值与0之间。 ④磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。 （5）磁感应强度的矢量性 磁感应强度的方向与该点磁场方向相同，即为该点小磁针N极受力方向或该点静止小磁针N极所指的向，不是该点电流元的受力方向。 注意：磁感应强度B是由磁场本身（场源和该点在场中的位置）决定，B与IL、F、磁针无关，不能认为B与F成正比而与IL成反比。 一些磁场的磁感应强度 人体器官内的磁场 10-13～10-9地磁场在地面附近的平均值 5×10-5我国研制的作为α磁谱仪核心部件的大型永磁体中心的磁场 0.1346电动机或变压器铁芯中的磁场 0.8 ～1.7电视机偏转线圈内的磁场 约0.1实验室使用的最强磁场 瞬时103恒定37中子星表面的磁场 106～108原子核表面的磁场 约1012
二、匀强磁场 1.磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示。 2.常见的匀强磁场 两个平行放置的异名永 磁体磁极间的匀强磁场 （1）距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场。 （2）通电螺线管内部的磁场 （3）两个平行放置的通电线圈之间的匀强磁场 两个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场。这种装置在电子仪器中常常用到。 出示图片:通电螺线管内部的磁场和两个平行放置的通电线圈之间的匀强磁场 三、磁通量 1. 磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。 思考讨论：在图中，S1 和S2 两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？ 如果在 S1和 S2处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大 2.磁通量 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S，我们把 B 与 S 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。 用字母 Φ 表示磁通量，则Φ ＝ BSΦ ＝ BS 2. 公式：在匀强磁场中，公式为Φ=BS⊥ 如图磁通量:Φ=BS⊥=B S′ 即：垂直于磁感应强度 B的方向的投影面积 S′与 B 的乘积表示磁通量。 说明：S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积。 当磁场B⊥S垂直，磁通量最大Φ=BS；当B与S不垂直，Φ课堂小结 1.小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向磁感应强度的方向。 2.电流元是理想模型：很短一段通电导线中的电流。 3.磁感应强度的大小： （ B、L两者垂直）。 4.磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。 5.在匀强磁场中，磁通量：Φ=BS⊥（S与磁场方向垂直的平面）。 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、磁感应强度 1.磁感应强度的方向 小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向。 2.电流元 理想模型：很短一段通电导线中的电流 3. 磁感应强度 （1）定义：在导线与磁场垂直的情况下，所受的磁场力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。 （2）磁感应强度的大小：（ B、L两者垂直）。 （3）单位：特斯拉，简称特，符号是 T。 二、匀强磁场 磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。 三、磁通量 在匀强磁场中，磁通量：Φ=BS⊥（S与磁场方向垂直的平面）。