13.1 磁场 磁感线 教学设计 （表格式）

磁场 磁感线 教学设计
课 题 磁场 磁感线
课时安排 1 课前准备 PPT，条形磁铁空间演示器
教材内容 分析 本节内容包括磁场和磁感线两部分。教科书在初中知识的基础上进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，引导学生对事物之间的内在联系有更深刻的思考，并进一步强化“场”的研究方法。 本节有大量的物理学史内容，体现了重要的科学思想方法，是丰富的科学方法和人文教育结合的好素材。可以结合演示实验，对初中知识复习概括并从科学与人文两个角度提升认识，为后续学习打下基础。 磁感线、几种常见的磁场的磁感线分布是基本的重要知识，有助于学生了解物理模型在人类探索自然规律中的作用。由于磁感线的分布不是平面的，而是空间的，应该通过演示实验来加深认识。教学中应注意培养学生的空间想象力，使学生形成经典物理的物质观、运动观和相互作用观等物理观念，并能用这些观念解释自然现象和解决实际问题。
设计理念 利用教学通2.0在课堂上展示上教材内容，实现教学紧扣教材不脱节。同时利用实验视频和动画视频、图片和PPT展示磁场的空间分布，同时通过以上多种方式学会学生利用安培定则判断磁场的方向。
学情分析 学生在初中物理的学习中已经对磁现象有了简单的定性了解，但缺少定量的研究。通过高中物理对引力场、静电场的学习，学生对场的概念也有了进一步的认识。特别是通过定量研究静电场，学生对研究相关问题已经有了一定的体会。但由于磁场和电磁感应部分的内容与电场存在一定的区别，学生还需要教师加以不断地引导。 具体到本节课，学生对磁现象已经有所了解，但对电流在磁场中的受力分析、利用安培定则分析直线电流、环形电流和通电螺线管等周围的磁场分布特点、分子电流假说等内容还没有接触过。这就需要教师基于以往的知识基础，引导学生逐步进行分析。
教学目标 1、了解磁现象。了解电和磁的联系，了解电流磁效应的发现过程。体会奥斯特发现的重要意义，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。 2、知道磁场的基本特性。知道磁感线，知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。 3、会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。 4、了解安培分子电流假说。
教学重难点 教学重点： 磁感线、几种常见的磁场的磁感线分布。 教学难点： 磁感线、几种常见的磁场的磁感线分布。
教学过程
教学环节（一） 师生活动 新课引入：播放视频片断-科幻电影中“万磁王”控制金属的场面 【生】观看视频 【师提问】电影中万磁王利用超能力控制金属，现实中有没有方法控制金属？ 【生】学生思考后回答：磁铁
设计意图 利用视频引起学生的注意，进入上课状态，并引出本节课的内容：磁场。
教学环节（二） 师生活动 【师提问】我们如何形象的描述磁场呢？ 【生】回顾用电场线描述电场的方法，并作答： 用类似电场线的方法描述磁场。 【播放视频】模拟磁感应线。 【生】观看视频。 【师讲述】正像在电场中我们用电场线形象地描述电场一样，在磁场中，我们用磁感线来描述磁场。在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 【播放视频】条形磁铁的磁感线。 【生】观看视频，了解条形磁铁的空间磁感线分布特点。 【师提问】磁感线有何特点？ 磁感线是假想的曲线； 磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，磁体外部由N极到S极，内部由S极到N极； 磁感线不相交、不相切； 磁感线的疏密表示磁场的强弱； 磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。 【生】对比电场线，思考、领会磁感线的特点。
设计意图 通过视频的学习，明确磁感线的概念，对条形磁铁的磁感线空间分布特点，进而引出对磁感线特点的分析。
教学环节（三） 师生活动 【师讲述】人们很早就发现电和磁有很多相似的特征：自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在着两种电荷。同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。这种相似性是否意味着电和磁之间有某种联系呢？ 【生】对比电和磁的相似之处，进行思考。 【师讲述】直到19世纪初很多著名的科学家——如库仑、安培、托马斯.杨都认为电与磁是互不相关的两回事。 【生】了解相关物理学史。 【师讲述】在18世纪和19世纪之交人们发现，自然界各种运动之间存在着相互联系和转化，这种思想在哲学界和科学界逐渐形成，也影响了奥斯特。 【生】了解相关物理学史。 【师讲述】丹麦科学家奥斯特坚信电和磁存在某种联系，并开始不懈的探索。由于受当时一些错误观点影响，奥斯特做了很多实验都以失败告终。1820年4月，在一次讲课中，他偶然的把一根导线放在一个指南针的上方，通电时，磁针转动了。——首次发现了电和磁的联系。 【师提问】奥斯特实验说明了什么？ 【生】思考并回答： 说明电流对磁体会产生力的作用，电流具有磁效应。 【师播放视频】奥斯特实验。 →奥斯特是第一个发现了电和磁有联系的人。它的这个发现震动了整个科学界，推动了电磁学的研究。 【生】观看视频，了解奥斯特实验的重要意义。
设计意图 将磁现象与以往学过的电现象加以对比，引出主题。 用教学通2.0展示教材介绍相关物理学史，帮助学生了解人类认识和研究磁现象的历程。让学生关注课本，注意课本内容。 用视频介绍奥斯特实验，引出电流周围存在磁场的现象，激发学生兴趣为后续的研究打下基础。
教学环节（四） 师生活动 【师讲述】奥斯特实验之后，安培等人又做了很多实验研究。他们发现，不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。 【播放视频】探究磁体对通电导线的作用力。 【生】了解相关物理学史，并观看视频。 【师提问】既然电流有磁效应，那么电流和电流之间是否也存在着相互作用力呢？ 【生】思考并回答： 两个通电导线周围都存在磁场，所以会有相互作用。 【播放视频】平行通电直导线之间的相互作用。 【生】观看视频。 【师提问】磁体与磁体、通电导线对磁体、磁体对通电导体、任意两条通电导线之间都有力的作用，这些作用力的产生都不需要直接接触。那么，这些相互作用是怎样发生的？ 【生】回顾初中学过的知识并作答： 正像电荷间相互作用通过电场发生，磁体和磁体之间，磁体和通电导体之间，以及通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。 【师讲述】磁场是磁体或电流周围周围空间存在的一种特殊物质。 【生】回顾初中学过的知识。 【师提问】磁场的基本性质是什么？ 【生】回顾初中学过的是： 基本性质：对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。 【师提问】磁场的方向是怎样规定的？ 【生】回顾初中学过的是： 规定小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。
设计意图 利用视频让学生在了解奥斯特实验现象的基础上，进一步引出磁场对通电导线的作用力，为不断深入研究电流在磁场中的受力，分析安培力做铺垫。
教学环节 （五） 师生活动 【师提问】电流周围的磁感线分布有何特点？怎样判断电流周围磁场的方向？ →直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。实验表明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向。 【生】思考、领会直线电流的磁场分布特点。 【播放视频】直线电流的磁场。 【生】观看视频。 【师提问】观察直线电流的磁感线方向和电流方向，思考它们之间有何关系？ 【生】观察并思考关系。 【师讲述】安培定则：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。（也叫右手螺旋定则） 【生】领会安培定则的内容。 【练习】直线电流的磁感线。 【生】练习用安培定则判断环形电流的磁感线。 【练习】环形电流的磁感线。 【生】练习用安培定则判断环形电流的磁感线。 【播放视频】环形电流的磁感线实验模拟；环形电流的磁感线动画模拟。 【师讲述】安培定则二（也叫右手螺旋定则）：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。 【生】结合上述分析，领会安培定则的第二种使用方法。 【播放视频】通电螺线管的磁感线实验模拟；通电螺线管的磁感线动画模拟。 【生】观看视频，练习用安培定则判断通电螺线管的磁感线。 【师提问】电流的磁场有什么用途？ 【生】思考并回答： 电磁起重机、电动机……
设计意图 利用视频对不同视图下的直线电流进行分析，帮助学生更准确地掌握直电流周围的磁场分布特点，同时在直线电流的基础上进一步研究环形电流的磁感线，并再得到安培定则的第二种使用方法。最后在环形电流的基础上，再对通电螺线管的磁场分布进行研究，呼应了初中物理课的学习内容，也要注意与初中教学中的不同之处。
教学环节 （六） 师生活动 【师提问】地球是一个巨大的磁体。地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁场有何特点呢？ 【生】回顾关于地磁场的知识，并分析作答： ①地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。 ②地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地表面并不平行。 ③在赤道平面上，到地心等距离的各点，地磁场强度相等，且方向水平。
设计意图
板书设计 §13.1磁场 磁感线 1、奥斯特实验：电流的磁效应 2、电流间的相互作用力：同向相吸，反向相斥 3、磁场： ①基本性质：对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。 ②方向：规定小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。 4、磁感线： ①特点：假想，闭合，不交不切，疏密反应磁场强弱，每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。 ②安培定则 ③直线电流的磁感线分布： ④环形电流、通电螺线管的磁感线分布：
教学反思 磁场的分布特点是高中物理学习的重难点，空间分布大多数学生比较难理解，需要多借助课件和视频帮助学生加以理解。