高中化學《磁感應強度》的教案

時間：2021-09-02 15:48:36 化學教案我要投稿

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高中化學《磁感應強度》的教案

　　一、教學任務分析

高中化學《磁感應強度》的教案

　　本設計是在已有的有關磁場知識的基礎上，進一步地描述磁場。本設計的內容是以后學習電磁感應的基礎，也是電磁學的核心內容之一。本設計從定量角度加深對磁場的認識，同時通過建立磁感應強度的概念，認識研究“場”的性質的方法。

　　在學習本設計內容前，學生需要知道磁場對電流的作用，知道用比值定義物理量的方法，并對DIS的使用有所了解。

　　根據實例分析，引入磁感應強度的概念。通過將磁感應強度與電場強度的類比進一步認識用比值定義物理量的方法。

　　根據實例分析，得出磁通量的概念。

　　運用DIS探究通電螺線管的內部磁感應強度的分布，感受真實磁場的強弱分布。

　　本設計的教學強調學生參與，強調實驗（特別是DIS實驗）的作用，充分應用類比、比值定義等科學方法，在實驗觀察的基礎上，通過師生、生生間的交流討論、分析推理，從定量角度進一步認識磁場的性質。

　　二、教學目標

　　1、知識與技能

　　（1）理解磁感應強度。

　　（2）理解磁通量。

　　（3）知道磁感應強度與磁通量之間的關系。

　　2、過程與方法

　　（1）通過本設計內容的學習，感受類比、猜測、分析、歸納和比值定義等科學方法的應用。

　　（2）通過“研究通電螺線管磁感應強度”實驗，認識實驗在探究物理規律中的重要作用。

　　3、情感、態度與價值觀

　　（1）通過DIS研究通電螺線管的磁感應強度實驗，感悟現代技術在物理測量中的優越性。

　　（2）通過認識磁感應強度和磁通量在技術中的作用，感悟科學對社會發展的重要意義。

　　三、教學重點與難點

　　教學重點：磁感應強度的概念。

　　教學難點：運用DIS研究通電螺線管的磁感應強度的探究實驗。

　　四、教學資源：

　　1、器材：

　　學生實驗：“研究通電螺線管磁感應強度”實驗所需要的DIS實驗裝置，包括：電腦、數據采集器、磁傳感器、學生電源、螺線管、刻度尺。

　　演示實驗：磁感線模擬裝置，包括：淋浴花灑、線圈、水盆、水源。

　　2、視頻：有關生物磁現象的視頻。

　　五、教學設計思路

　　本設計的內容包括三個方面：一是磁感應強度，二是磁通量，三是研究通電螺線管的磁感應強度的探究實驗。

　　本設計的基本思路是：通過實例分析引入磁感應強度的概念，結合已有的描述電場的知識將磁感應強度與電場強度進行類比，認識比值法定義物理量的方法；在此基礎上引出磁通量的概念，知道磁通量和磁感應強度間的關系；運用DIS完成研究通電螺線管的磁感應強度的探究實驗。

　　本設計要突出的重點是：磁感應強度的概念。方法是：以生物磁現象為切入點，引出磁感應強度的概念；結合已有的定義電場強度的知識，運用類比、比值定義的方法導出磁感應強度的定義。并通過實例的討論、分析加深對這些概念的理解。

　　本設計要突破的難點是：運用DIS研究通電螺線管的磁感應強度的探究實驗。方法是：以小組合作、師生互動為基礎，運用DIS專用軟件完成本實驗。

　　本設計要求學生進行主動參與，主動交流與互動，強調科學方法的應用，在類比的過程中提升認識水平。

　　完成本設計的內容約需1課時。

　　六、教學流程

　　1、教學流程圖

　　2．教學流程圖說明

　　情景Ｉ播放視頻，設問1

　　播放關于生物磁現象的視頻，通過“設問1”引出本設計的重點：磁感應強度。

　　活動I 討論交流，設問2

　　回顧描述電場性質的方法，引導學生將電場強度與磁感應強度進行類比，通過討論、交流得到磁感應強度的定義。

　　活動II 觀察2 設問3

　　觀察磁感線的分布，建立磁感線的疏密、方向與磁感應強度間的聯系。

　　情景II 觀察3，設問4

　　演示磁感線模擬實驗，通過調節水量，改變接水盆橫截面大小和改變接水盆傾斜程度等方式模擬出影響磁通量大小的因素，得到勻強磁場的概念，揭示磁通量與磁感應強度的`關系。

　　活動III 學生實驗

　　以小組為單位，做利用DIS設備通電螺線管的磁感應強度的探究實驗，讓學生在交流、合作中，動手完成實驗，了解通電螺線管內部的磁場分布，鞏固所學知識，感悟現代技術在物理測量中的優越性。

　　活動IV 觀察4

　　了解某些磁場的數量級，認識磁感應強度和磁通量在技術中的應用，感悟科學對社會發展的重要意義。

　　3．教學主要環節

　　本設計課可分為四個主要的教學環節。

　　第一環節，啟發學生回憶電場的有關知識，將磁場與電場類比，磁感應強度與電場強度類比，磁感線與電場線類比，安培力與電場力類比等。有意識地、恰當地應用類比這一方法，充分發揮知識遷移的作用。

　　第二環節，通過磁感線模擬實驗，得到影響磁通量大小的因素，得出勻強磁場的概念，揭示磁通量與磁感應強度的關系，為后一階段電磁感應現象的學習打下基礎。

　　第三環節，通過學生DIS實驗鞏固所學知識，感悟現代技術在物理測量中的優越性。

　　第四環節，通過實例介紹認識磁感應強度和磁通量在技術中的應用，感悟科學對社會發展的重要意義。

　　七、教案示例

　　1．情景引人

　　家養的鴿子可以從離家幾十、幾百甚至上千公里的地方飛回家里；燕子等候鳥每年都在春秋兩季分別從南方飛回北方，又從北方飛到南方；一些海龜從棲息的海灣游出幾百、幾千公里后又能回到原來的棲息處。它們是如何辨別方向的？大量的和長期的觀察研究表明，這些生物從原居處遠行后再回到原居處，的確是與地球磁場有關，當科學家在這些生物周圍加上額外的較強磁場時，它們辨別方向的本領就受到了影響。由此可知，磁場是有強弱的，如何表述磁場的強弱呢？

　　2．建立磁感應強度概念

　　為了表征磁場的強弱和方向，我們引入一個新的物理量：磁感應強度。

　　電場強度是描述電場力的特性的物理量，磁感應強度就是描述磁場力特性的物理量。

　　精確的實驗表明，在同一磁場，垂直磁場方向放置的一小段通電直導線。當電流加倍，其他條件不變時，通電導線受到的磁場力也加倍；當通電導線長度加倍時，其他條件不變時，它受到的磁場力也加倍。對于磁場中某處來說，通電導線在該處受的磁場力F與通電電流強度I與導線長度L乘積的比值是一個恒量，它與電流強度和導線長度的大小均無關。在磁場中不同位置，這個比值可能各不相同，因此，這個比值反映了磁場的強弱。

　　放在電場中某點的檢驗電荷所受到的電場力與其電量的比值是不變的恒量。它反映電場性質，命名為電場強度。

　　在磁場中某處垂直于磁場方向的通電直導線，受到的磁場力F，跟通電電流強度和導線長度的乘積IL的比值叫做該處的磁感應強度B。

　　在國際單位制中，B的單位是T（特斯拉）。

　　磁感應強度是矢量，它的方向即該點的磁場方向，即經過該點的磁感線的切線方向，即小磁針N極在該處的指向。

　　設計學生討論的問題：

　　檢驗某處有無電場存在，可以用什么方法？檢驗某處有無磁場存在，可以用什么方法？

　　如果通電導線不受磁場力，該處是否一定不存在磁場，磁感應強度一定為零嗎？

　　3．磁感應強度與磁通量

　　設計學生討論的問題：

　　各點電場強度方向、大小均相同的電場叫什么電場？這種電場電場線的分布有什么特點？

　　什么叫做勻強磁場，怎樣用磁感線描述勻強磁場？

　　對于某范圍內的磁場，其磁感應強度的大小和方向均相同，則該范圍內的磁場叫做勻強磁場。勻強磁場的磁感線間距相同、方向一致。