2019-2020年高中物理 《磁与现代科技》教案1 鲁科版选修3-1

2019-2020年高中物理磁与现代科技教案1鲁科版选修3-1【教学目的】（1）理解磁感应强度的定义，知道它是描述磁场强度的物理量（2）会对磁感应强度进行合成与分解（3）理解什么是磁通量，知道其与磁感应强度的关系，并能进行磁通量的计算，能初步判断磁通量的变化情况。【教学重点】理解磁感应强度的意义，知道磁通量与磁感应强度的关系【教学难点】由于还没有学习电流所受的安培力，还不能用F=IBL来给出磁感应强度的定义式，使得学生较难将磁感应强度与电场强度进行公式上的比较；由于高中学生不理解面矢量，所以对磁通量的正负、大小与哪些量有关这一点也较难理解。【教学媒体】【教学安排】【新课导入】（1）回顾安培定则的内容（2）归纳判定磁场方向的方法：通过小磁针的北极在该处的受力方向判定；通过小磁针静止时北极所指的方向来判定；通过磁感线在该处的切线方向来判定。（3）归纳判定磁场强弱的方法：磁感线密集的地方磁场强；小磁针受力强的地方磁场强。【新课内容】1. 磁感应强度：（1）在电场中我们用电场强度来表征电场的强弱和方向；在磁场中类似的，我们也用一个物理量来表示磁场的强弱和方向。这就是磁感应强度。用符号B表示。磁场强大的地方，磁感线密集，我们就说这里的磁感应强度比较大；反之，我们就说这里的磁感应强度比较小。小磁针北极静止时的指向，也就是磁感线在这一点的切线方向，就是磁感应强度B的方向。磁感应强度是个矢量。磁感应强度B的单位是特斯拉，符号为T。例1：书P113/2例2：试画出手册P114/4图中a、b两点的磁感应强度的方向，并判断a、b两点磁感应强度的大小。说出若将小磁针放在a点磁针的N极将指向哪里？若将小磁针放在b点，磁针的S极将指向哪里？其实，我们就是根据磁感应强度的大小来画磁感线的疏密的，阅读书P110/内容。感受一些磁感应强度的强弱对比。数据体现了T是一个很大的单位。以T为单位时，我们周围的各种磁场值都较小。如：地磁场只有10-T数量级。是比较弱的一种磁场。讨论：小磁针本来受地磁场作用而指向南北方向，为什么在奥斯忒实验中会发生偏转呢？你对此有何看法？（首先说明了电流有磁场；还说明了电流磁场与地磁场的方向不同还说明了电流磁场比地磁场的磁感应强度要大得多。）进一步思考：本实验中电流和小磁针要怎么放效果才好？（2）磁感应强度是个矢量，所以应该用平行四边形定则进行分解和合成。例3：书P113/1例4：手册P109/32. 磁通量：（1）阅读书Pill/磁通量的内容，我们在很多研究中要了解穿过某一面积的磁感线条数。我们把这一数值称为磁通量，磁通量用表示。请大家一起来判断一下磁通量与磁感应强度之间的决定关系。（学生讨论：磁感应强度是由磁场本身决定的，与线圈的放置与否无关。而线圈怎么放会影响到磁通量的大小。所以应该是线圈面积、磁感应强度和放置的角度一起决定了磁通量的大小。）（2）讨论：如果用公式表示二者的关系，那么公式是什么样的呢？答：（条件：）提问：如果B与S不垂直呢？（学生讨论可以将面积射影到与磁场垂直的平面上，也可以分解磁感应强度。）得出结论：，即磁通量等于磁感应强度与面积在磁感应强度垂直方向上的射影的乘积。正因为如此，磁感应强度等于单位面积上的磁通量，可表示为每平方米多少磁通量，所以其数值又叫磁通密度。例5：书P112/例题强调该公式适用于匀强磁场，若磁感应强度不均匀，就不能使用该公式。S应为在磁场中的有效面积。例6：手册P114/5磁通量的单位是韦伯，用符号Wb表示。磁通量与线圈的匝数无关。3）磁通量是标量，但有方向。任何面都有正面和背面，如果我们把磁感线从正面穿入、背面穿出叫做正磁通，那么从背面穿入正面穿出就叫做负磁通。但是磁通量的数值不能用平行四边形定则来进行合成和分解，只能用代数求和，所以磁通量是标量。例7：如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量Qa和Qb大小关系为：（）A.QaQbB.QaQbC.Qa=QbD.无法比较1. *磁与现代科技自行阅读为主。教师帮助学生归纳出主要介绍几条利用：1 利用电流的磁效应来吸引铁磁性物质的方式电磁铁、电磁继电器（书P105/信息窗）2 利用磁体的互相排斥磁悬浮列车3 利用电流的磁效应来记录信息录音磁带和磁卡、柱极体话筒的工作原理。4 磁与生物鱼类洄游与候鸟、人类医疗与磁石的运用。提出：有时我们也要避免磁场的产生。如电阻丝经常采用双线绕法以避免在电阻工作时产生强磁场。如书P107/迷你实验室中的内容。又如在飞机场或医院的某些科室都不能使用手机或其他强磁体。课后作业】课后反思】2019-2020年高中物理磁与现代科技教案2鲁科版选修3-1知识与技能1、知道磁现象在生产、生活中的应用.2、能运用有关磁场的知识解释日常生活中的磁现象.过程与方法关注与磁相关的现代技术发展.情感、态度与价值观1、了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，加强爱国主义教育.2、通过磁现象的应用的学习，培养将科学服务于人类的意识.【教学重、难点】教学重点磁现象在生产、生活中原理的应用。教学难点磁现象在生产、生活中原理的应用。【教学过程】情景导入磁铁让我们明白地球上具有一种特殊的力，和电一样，磁也是人磁看不到的、感觉不到的，可是它的影响力却处处可见。磁铁很容易被制造，用途也相当广泛，对于磁在我们生活中的应用，那更是处处存在着它的身影。下面我们来看一下磁对现代科技的影响。新课教学主体内容教师活动学生活动一、记录与磁差不多有电的地方就有磁，变压器（电磁感应），喇叭,磁悬浮列车，粒子加速器，电视显像管里控制电子束偏转的装置，电动机，发电机，通讯的电磁波（光波也是），话筒,引用学生熟电磁继电器总的概括一下主要就是利用电生磁，在让悉的材料分两个显示磁性的东西相互作用，或者是用电磁感应产生电，析.再利用电来作一些控制，总之就是电磁，磁电之间转化来转化去的相互作用。问题：那么用磁记录的原理是什么呢？录制时，磁带通过一块电磁铁录制磁头，磁头产生从原理角度的磁场随声音或影像信号而改变。当磁带以恒定的速度通过分析讨论.磁头时，变化的磁场将磁带上的磁粉层磁化，于是在磁带上学生可根就记录下与声音和影像相应的磁信号。据需要分组录咅駁头放夫器in!讨论磁在生活中的应用.迤讴/（alfei带移动力向播放录制内容时，磁带再次通过相冋的磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致。nil磁的新用途：磁被广泛应用于现代科学技术中，磁签到卡、磁信用卡、磁防盗卡、磁卡式车票，各类电表，磨床吸盘，恒磁和电磁起重吊头，物理探矿设备,电子计算机以及种类繁多的发电机,电动机等等,都要应用各种各样磁性材料磁悬浮列车已在一些国家中问世，由于它减少了车轮和地面之间的撞击因而行驶平稳,无空气污染。二、交通与磁磁悬浮列车有常导电磁铁吸引方式和超导电磁铁相斥方式两种形式。引导分析磁的应用.常导电磁铁吸引式是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁的导轨间保持1015mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆所受的重力平衡，从而使车体悬浮于导轨上运行；超导电磁铁相斥式是根据磁铁同极相斥的原理，利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间产生的相斥力使车体悬浮。举例：磁性材料的应用发电机、电动机、电冰箱中的密封磁条、微波炉中的磁控管、吸收外泄微波的吸波材料、收音机和电视机中的磁元件等。材料1：目前一般火车的速度只有每小时约几十公里到上百公里，在多方面采取一些改善措施后可以提高到每小时约100200公里或稍高一些。但是由于火车速度越高，火车车轮组织学生阅与铁轨之间的摩擦也越大，这就限制了火车速度的进一步提读材料.高。如果能够使火车从铁轨上浮起来，消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦，不就能很大地提高火车的速度吗？但是如何使火车从铁轨上浮起来呢？一般说来有两种可能的浮起方法。一种是气浮法，就是使火车向铁轨下的地面大量高速喷气而利用其反作用力把火车从铁轨道上浮起，但这样会激扬起大量尘土和产生很大噪声，都会对环境造成尘土和噪声污染而不能采用。另一种是磁浮法，就是利用火车与铁路轨道之间的磁作用力使火车从铁轨上浮起来，这样既不会场起尘土，也不会产生喷气噪声，因而是一种提高火车速度的好方法。材料2：我们通常看到的旅客列车，其动力装置都集中安装在牵引机车上，在牵引机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。动车组有两种牵引动力的分布方式，一种叫动力分散，一种叫动力集中。动力分散电动车组的优点是：动力装置分布在列车不同的位置上，能够实现较大的牵引力，编组灵活。由于采用动力制动的轮对多，制动效率高，且调速性能好，制动减速度大，适合用于限速区段较多的线路。另外，列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。动力分散的电动车组的缺点是：牵引力设备的数量多，总重量大。动力集中的电动车组也有其优点：动力装置集中安装在23节车上，检查维修比较方便，电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。动力集中布置的缺点是动车的轴重较大，对线路不利。小结：本节课我们学习了记录与磁、交通与磁的知识，重点要学会从原理的角度去认识磁在生活中的应用。【板书设计】第4节磁与现代科技一、记录与磁二、交通与磁【教学反思】本节重点为教师引导、学生自学内容，教师可以在学生自学的基础上对知识进行点拨引导、拓展、深化。