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視頻標簽：磁感應強度
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中《物理》選修3-1第三章第2節《磁感應強度》廣東省 - 江門
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高中物理 選修3-1 第三章第2節 磁感應強度
一、教材分析
《磁感應強度》是人教版選修3-1第三章第2節的內容。電磁學是高中物理的主干知識，而磁場和電場一樣都是電磁學的核心內容。磁感應強度是磁場強弱的定量描述，是后續學習“磁場對通電導線作用，磁場對帶電粒子作用”的一個重要基礎。
二、學情分析
本節課內容對學生來說比較抽象，但學生通過日常生活經驗對磁場強弱已具有一定的感性認識，且在研究電場時，已經學習了一個叫做電場強度的物理量，用來描述電場的強弱，因此本節采用類比的方法引出表示磁場強度和方向的物理量——磁感應強度。又因為磁場對磁體和通電導體的作用力要比電場對電荷的作用力復雜，學生較難理解到位，所以本節課要做好影響磁場力大小因素的幾個演示實驗，通過實驗探究、邏輯推理、對比分析等方法建立磁感應強度的概念。
三、教學目標
（一）知識與技能
1．理解磁感應強度這個概念的引入和建立過程。 2、掌握磁感應強度的方向和大小。 （二）過程與方法
通過觀察、類比（與電場強度的定義的類比）、實驗探究、邏輯推理等物理方法使學生理解和掌握磁感應強度的概念。
（三）情感態度與價值觀
通過課堂展示生活實例，增強學生學習的興趣和好奇心，培養學生探究物理現象的興趣，進一步體會控制變量法這一重要物理研究方法，提高綜合學習能力，培養科學素養。
四、重難點分析
磁感應強度概念的建立是重點同時也是難點。通過與電場強度類比，同時以實驗演示為基礎進行定性的分析，輔以邏輯推理，得出磁場對電流元的作用力與電流大小及導線長度的正比關系，引導學生得出磁感應強度的定義，從而突破難點。
五、教學流程
演示實驗引入磁場存在強弱、方向
啟發磁場的研究方法（類比電場）
探究磁場的方向
探究磁場的強弱
傳統實驗
定性探究
得出B的定義
理解B的含義 鞏固練習 總結提升
邏輯推理 加
深理解
六、教學過程
（一）導入新課
實驗1、講臺上有4塊大小形狀不一的磁鐵，請兩位挑戰者各挑選其中一塊磁鐵吸起講臺上的鉤碼，吸起鉤碼的數量最多即挑戰成功。
總結：通過比較，大家一起總結，不同磁鐵的磁性強弱不同。
我們這節課的任務就是尋找描述磁場強弱和方向的物理量。
提問：應該用哪個物理量來描述磁場的強弱和方向？ （二）探究1：磁場強弱和方向的研究方法
提問：如何研究磁場的強弱和方向？請同學們回憶，之前在學習電場的時候，是用哪個物理量來描述電場的 強弱和方向的？
引導 那么我們用相似的方法來尋找描述磁場強弱和方向的物理量，同學們試著猜一下？
（三）探究2：磁感應強度方向
提問：在電場中我們用試探電荷在電場中某位置的受力方向來判斷該位置電場方向。那么磁場對什么物體會
產
生力的作用？該如何確定某點磁場方向呢？
實驗2、在投影儀中放入一個磁鐵，在磁鐵周圍就存在磁場，把小磁鐵放進去，看看觀察小磁針N極S極所指 的方向，移動小磁針到其他位置，觀察小磁針指向有沒有發生變化？
總結：在物理學中，把小磁針靜止時北極受力的方向或北極所指的方向規定為該點磁感應強度的方向，簡稱磁場方向。
（四）探究3：磁感應強度大小
提問：怎樣定義磁感應強度的大小呢？我們是否可以依舊采用小磁針？
選擇模型：在磁場中垂直放置一段很短的通電導線
在物理學中，我們把很短的一段通電導線中電流大小I和導線長度L的乘積稱為電流元 思考：為什么選擇很短的？為什么要在磁場垂直放置（設問但不馬上回答）？
學生分組討論：
思考：通電導線在磁場中的受力與那些因素有關？
學生回答:磁場強弱、電流大小、導線長短、導線與磁場的擺放角度。
學生分組討論:設計實驗驗證通電導線受力與這些物理量之間的關系，大膽猜想，發散思維。 啟發學生:當一個物理量與多個物理量都有關系時，采用控制變量法去逐一分析。
探究通電導線在勻強磁場中的受力與擺放角度的關系
實驗3、在勻強磁場中，保持導體棒長度不變，通過的電流大小不變，將導體棒與磁場方向垂直放置，通電，觀察導體棒是否滾動，斷開開關，將導體棒平行于磁場方向放置，通電，觀察導體棒是否滾動，斷開開關，實驗結束。
總結：導體棒垂直于磁場方向時，受到磁場的作用力最大，導體棒平行于磁場方向時，受到磁場的作用力最小，為零。其他角度受到的磁場作用力介于兩者之間。所以在接下來的探究實驗中，我們保持通電導線垂直于磁場
方向，改變其他物理量，使得磁場的作用力效果明顯（同時解釋了之前講到電流元那里的設為“為什么要在磁場中垂直放置通電導線？”）。
【傳統實驗定性演示】由教師演示，觀察現象，得出結論，學生總結
實驗4：保持導線有效長度不變，改變電流的大小。調節滑動變阻器，觀察現象。 總結：當磁場和導線長度L不變的情況下，電流I越大，偏角越大，F越大。 實驗5：保持電流不變，改變導線在磁場中的有效長度，觀察現象。
總結：當磁場和電流大小I不變的情況下，導線長度L越長，偏角越大，F越大。
=F
k
IL即邏輯推理
實驗研究說明：
通電導線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流I成正比，又 與I和L的乘積IL成正比，即： 說明：（1）k為比例系數，與I和L無關
（2）磁場中同一點，k值相同； 磁場中不同點，k值一般不同；
思考: 比值 有何物理意義？
（五）定義磁感應強度
1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線， 所受的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫做通電導線所在處的磁感應強度，用字母B表示。
2） 定義式：F
BIL
（比值法） 3） 單位：特斯拉，簡稱特，符號T
強調：磁感應強度是矢量，方向與該點磁場方向相同。
特別提醒：磁感應強度與電流元受力情況無關，與其放置方向無關，與電流元大小 無關，僅由磁場本身性質決定。
（六）了解特斯拉和一些磁場的磁感應強度
特斯拉(Nikola Tesla，1856～1943)，美國電氣工程師。他一生致力于交流電的研究，是讓交流電進入實用領域的主要推動者
人體器官內的磁場 10－
13～10－
9
地磁場在地面附近的平均值
5×10－
5 我國研制的作為α磁譜儀核心部件的大型永磁體中心的磁場
0.134 6 電動機或變壓器鐵芯中的磁場
0.8～1.7
（七）將課前的知識框架補充完整
七、能力突破
1、（單選）下列關于磁感應強度的說法，正確的是( )
A．因為F
B=
IL
，所以磁場中某處磁感應強度的大小與放在該處的導線所受磁場力F的大小成正比， 與其長度和電流的乘積IL的大小成反比。
B．磁場的磁感應強度取決于磁場本身，與通電導線受的磁場力、導線的長度及電流的大小等均無關。 C．通電導線在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應強度一定為零。 D．垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應強度的方向 本題設計意圖：強調以下兩點
（1）磁感應強度的方向和小磁針N極受力方向相同，但絕非電流的受力方向
11
N
TAmFILF
IL
（2）磁場中某點磁感應強度的大小和方向是確定的，和小磁針，電流的存在與否無關，而是由磁場本身決定的。 2、（多選）下列說法中正確的是( )
A．電場強度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同 B．磁感應強度的方向與電流元所受磁場力的方向相同
C．把一個試探電荷放在電場中的某點，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱
D．把一小段通電導線放在磁場中某處，它所受的磁場力與該小段通電導線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁 場的強弱
本題設計意圖：理解磁感應強度和電場強度的區別
八、課堂小結
九、作業
1、《課本》P85 第2題 2、《三維設計》P67
板書設計
§ 3.2 磁感應強度
一、 方向：
小磁針靜止時N極的指向 二、 大小：
1、 定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受到的安培力F跟電流I和導線長度L乘積IL的比
值，叫做通電導線所在處的磁感應強度。
2、 定義式：F
BIL
（比值法） 3、 單位：特斯拉，T，N
1T=1Am
強調：磁感應強度是矢量
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