磁场备课讲座ppt课件

磁场备课讲座,1,磁感应强度 安培力、洛仑兹力 带电体在磁场的运动,说明：磁场及其特点与描述是本章 的基础，教学过程中要通过 具体现象与实例让学生理解 磁场的行为特征。,2, 注重渗透STS思想，联系生活实际。 注重物理实验，为学生形成物理概念、 掌握物理规律奠定坚实的基础。除了 常规的演示实验以外，需要开发一些 实验，如“验证环形电流的磁场”、“ 用 传感器研究磁场”、“用小磁针估测磁 感应强度”、“旋转的液体”等小实验， 这些实验基本上学生都可以自己做，很 简单但蕴含着重要的科学知识。,3, 注重知识的应用过程，培养分析和 解决问题的能力。如 “从安培力公 式推导洛伦兹力的公式”、“推导带 电粒子在匀速圆周运动中的半径公 式、周期公式”、“霍尔效应”等， 要让学生有充分的思考与空间。 注重学生的自主学习，引导学生积 极思考，拓展学生思维。控制变量 法、类比法、等效法、合成与分解 思想、微元法、整体与隔离法等。,4,第一单元： 磁现象和磁场 1课时 磁感应强度 1课时 几种常见的磁场 1课时 第二单元： 磁场对通电导线的作用 2课时 磁场对运动电荷的作 1课时 带电粒子在匀强磁场中的运动 2+1 课时 第三单元 全章整体复习 1+1 课时,5,6, 教材分析： 教材在背景材料方面介绍了人们对磁 现象的认识过程、我国古代对磁现象 的研究、指南针的发明和郑河下西洋 等知识。 教材详细的介绍了电流的磁效应的发 现过程，体现了物理思想（电与磁有 联系）和研究方法（奥斯特实验）。,7, 教学设计建议： 充分做好演示实验，重视学生直观经验的获得: 可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁 对铁钉的吸引、对铝等材料的不吸引)和生活生 产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门 吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。 重视在教学中渗透STS教育思想:理论联系实际、 拓宽知识面、培养创造能力、激发学习兴趣、提 高科学素养。 教法建议: 运用自主学习与合作学习的方式进行教 学。把学生分小组搜集素材，各组选派学生，由学 生主讲，然后师生交流与讨论，在讨论与过程形成 关于磁场的一些基本认识。,8, 教材分析：磁感应强度是描述磁场力 的属性的物理量，反映了磁场强弱， 是教学重点内容，也是学生学习的难 点。要求利用控制变量的方法研究物 理量的影响因素。 教学设计建议 注重探究方案的设计: 做好教材上的 演示实验，也可以让学生设计实验. 注重方法的渗透：比值定义法、取元 思想、控制变量法等。,9, 教法建议: 引导学生类比检验电荷引入电流 元，磁感应强度类比于电场强度，比值定义 磁感应强度。然后让学生通过实验，定性探 究影响通电导线受力的因素，结合物理学家 的精确实验，给出通电导线受力的表达式， 其中的比例系数正是表征磁场强弱的物理量 磁感应强度。,10, 磁感应强度的理解：根据实际情况与教 学内容的不断深入，要在教学的不同时 期逐步深化磁感应强度的理解，让学生 对磁感应强度的认识不断升华。,11,12,13,说明：上述7道习题从七个不同侧面 分别就磁感应强度的定义、 大小、单位、方向、叠加和 测量几个方面检测学生对磁 感应强度的认识与理解程度。,14, 教材分析：对于常见磁场磁感线分布以及 磁通量作一些了解。磁感强度是矢量，空 间某点的磁场的叠加遵循平行四边形法则。 教学设计建议： 认识几种常见磁场：条形磁铁、蹄形磁铁、 直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场 以及匀强磁场。 磁感线的特点与性质：磁场中某点，磁感 线的切线方向就是该点的磁场方向；磁感 线疏密表示了磁场的强度；磁感应线是闭 合曲线；磁感线永不相交。,15, 磁感线的认识：学生课堂实验：在一块硬纸板的下 面放两块磁铁，并且让它们的S极相对。纸板上面 撒一些细的铁粉末。观察会发生什么现象？（铁的 粉末会自动排列起来，形成一串串曲线的样子。） 并进一步引入磁感线的概念。 利用传感器进行研究: （a）研究地磁场：可以利用传感器对着不同的方向， 测量并记录各个方向地磁场的大小。磁传感器探头 指向磁铁（被测磁场）S 极，即传感器指向与磁感 线方向相同时，测量值呈正值；当磁传感器探头指 向磁铁（被测磁场）N 极，即传感器指向与磁感线 方向相反时，测量值呈负值。测量显示当传感器测 量端指向北的时候，测量值最大，指向南的时候， 测量值最小，说明地理北极为 S 极，地理南极为 N 极。,16,（b）利用磁传感器和位移传感器，研究磁传感器与通电螺线 管之间的相对位置与磁感应强度之间的关系。推拉磁传 感器在通电螺线管中运动，由位移传感器读出位置变化， 可在实验中作出螺线管不同位置的磁感强度曲线。 （c）利用磁传感器和电流传感器，研究磁感应强度与电流之 间的关系。实验中，可以发现“电流磁感强度图线”是 过原点的直线，说明通电螺线管内的磁感强度与螺线管中 的电流呈正比关系。 安培分子电流假说的教学:应结合环形电流产生的磁场的知识 及安培定则进行讲解，以便学生更容易理解“它的两侧相当 于两个磁极”这句话，使他们了解磁极为什么不能以单独的 N 极或 S 极存在的道理。可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、 充磁机做好磁化和退磁的演示实验，加深学生的印象。举生 活中的例子说明，比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。,17, 通过教学在不同教学阶段让学生逐渐 理解磁感线特点,18,说明：上述5例从不同侧面来理解磁感线。,19, 教材分析：通过控制变量的方法探究安培力 的方向，得出左手定则，通过磁感应强度的 定义得出安培力的计算公式，进而拓展到磁 场对通电线圈的作用效果，使大家认识磁电 式电流表的工作原理。通过本节的学习，应 会用公式 F = BIL 解答有关问题、知道左手 定则的内容，并会用它解答有关问题，知道 磁电式电流表的工作原理。,20, 教学设计建议：,21,说明：要求能够对蹄形磁铁周围磁场分布要有比较清 楚的认识。对称分割直线电流。,说明：电流的磁场与磁场对电流的作用两者要分清， 左、右手要分清。,22,说明：理解地磁场分布， 需要空间想象能力的支撑。,例3在地球赤道附近，一条由东向西方向放置的 导线，当通以由东向西方向的电流时，导线受到 地磁场作用力的方向如何？（竖直向下）,例4在图示电路中，导线ab受到安培力的方向如何？ （垂直ab向右上方，与竖直方向成角）,说明：要求学生能够识别题中电 流方向与 ab 垂直的，空间 关系要分清。,23,例5按图示放置的螺线管和矩形线圈，通以图示 方向的电流时，如果把螺线管固定，矩形线圈可 以自由运动，那么矩形线圈将如何运动？ （矩形线圈受到螺线管的斥力作用，故向右摆动）,说明：可以借助于等效法进行判断与分析。环形电流 等效为小磁针，通电螺线管等效为条形磁针。,24,例6如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂 在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心 且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的 电流后，判断线圈如何运动？ （线圈受到安培力的合力水平向左，线圈向左摆 动）,说明：可以利用等效法，也可以利用“微元法” 进行分析与研究。,25,说明：通过转换研究对象，利用牛顿第三定律进行分 析与研究。, 关于磁电式电流表:建议结合实物和理论分析引导 学生弄清其结构和工作原理。 安培力的求解方法可以从公式 F = BIl、通电体在 磁场的中平衡、等效、微元法等方面进行训练与 练习，让学生掌握求解安培力的方法。,26, 案例：安培力大小的探究方案,27,矢量的分解与合成方法应用研究： 利用矢量的分解与合成研究安培力， 应用与练习题一般只需要运用 F = ILB 即可,28, 教材分析：通过学习磁场对运动电荷的 作用力（洛伦兹力），知道洛伦兹力是 安培力的微观表现，会推导公式 F = qvB， 并会用此公式解答有关问题，会用左手 定则解答有关带电粒子在磁场中受力方 向的问题，并知道电视机显象管的工作 原理。 教学设计建议： 注重探究：从宏观到微观 洛伦兹力 与安培力的关系。,29, 认识洛伦兹力的几个重要抓手：洛伦兹 力的概念、大小、方向；洛伦兹力的特 点；洛伦兹力与安培力的关系；电场与 磁场对电荷作用的区别；带电体在磁场 中的受力分析等。 仔细分析：电视显像管的工作原理。在 条件允许的情况下，可让学生观察显像 管的实物，认清偏转线圈的位置、形状， 然后运用安培定则和左手定则说明从电 子枪射出的电子束是怎样在洛伦兹力的 作用下发生偏转的。如果有可能的话， 对比一下“显像管”与 “示波管”的差异。,30, 通过实例理解洛仑兹力的分析与运用,例1一个长螺线管中通有恒定直流电，把一个带 电粒子（不计粒子重力）沿着管轴线射入管中， 粒子在管中做什么运动？ （匀速直线运动）,说明：了解通电螺线管内部的磁场分布情况 的基础，分析带电粒子在磁场中的受力情 况，从而判断粒子的运动。,31,说明：电子在通电直导线产生的磁场中运动，无论直 导线中的电流方向如何，电子的运动速度都是和 磁感应强度的方向是垂直的本题运动电荷带负 电，所以四指应指向其运动速度方向的反方向 磁感应强度方向、粒子的速度方向中任意一个反 向，都会导致洛伦兹力反向，如果两个都反向， 则洛伦兹力方向保持不变,32,说明：分别判定空穴和自由电子所受的洛 伦兹力的方向，由于四指指电流方向， 都向右，所以洛伦兹力方向都向上，它 们都将向上偏转。p型半导体中空穴多， 上极板的电势高；n型半导体中自由电子 多，上极板电势低。,33,说明：涉及洛伦兹力做的功，实际上只是 它的一个分力对带电小球 A 所做的正功， 它的另一个分力同时做了等量的负功， 所以洛伦兹力做的总功为零。,34,说明：小球在运动过程中只有重力做功，机械能 是守恒的，随着速度的增加，洛伦兹力随之 增大，是一个变力，但是小球在斜面方向上 的合力是恒力，所以小球做匀加速运动，故 本题可以用匀变速运动来处理；当速度达到 一定值时，小球对斜面的压力为零，以后小 球将离开斜面在空中运动，所以本题的位移 是小球在斜面运动的最大位移,35,说明：根据带电粒子在匀强磁场中所 受的洛伦兹力的规律可知，不论 粒子以怎样的速度进入磁场，如 果它受到洛伦兹力，则该力必与 磁场的方向垂直。第一种情况下，洛伦兹力沿负z轴方向， 故 B 的方向在 xOy 平面内，第二种情况下，洛伦兹力沿 x 轴正方向，故 B 的方向在 yOz 平面内，而同时在两个平面 内的一定是沿y轴方向，在第一或第二种情况下用左手定则， 可判定B的方向是沿 y 轴负方向。,36, 教材分析：本节是本章的重点。本节学习 带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动规律， 应学会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速 圆周运动的半径公式、周期公式，并会用 它们解答有关问题。质谱仪是带电粒子在 匀强磁场中的圆周运动的应用实例，它可 以用来测定粒子的比荷。课本介绍了回旋 加速器，通过学习应了解回它的基本构造 和加速原理，知道加速器的基本用途。,37, 教学设计建议： 课时安排建议：作为本章核心内容，教 学过程中要作为重点来抓。建议分为 2 课时，第1课时，学习带电粒子在匀强磁 场中的匀速圆周运动基本知识及简单应 用，第2课时，学习质谱仪、回旋加速器 等重要应用类问题。如果课时允许可以 再加一节，学习带电粒子在复合场的运动 情况，通过一些典型案例分析，让学生掌 握分析与处理这类问题的方法。,38, 教学方法建议：重点是要求学生自主学 习与合作学习，让学生在课堂上进行充 分的讨论。如好用洛伦兹力演示仪观察 运动电子在磁场中的偏转的实验。每项 观察之前，先进行讨论，根据洛伦兹力 的知识预测电子束的径迹，然后观察， 检验大家的预测。对于带电粒子在匀强 磁场中做匀速圆周运动的情况，提出问 题，引导学生思考、讨论，进行理论分 析，最后得出结论。质谱仪和回旋加速 器是带电粒子在磁场中运动的具体应用， 仍然以学生自己分析为主，注重培养学生 解决实际问题的能力。,39, 课内外习题或课外知识介绍中，与带电粒 子在磁场中运动相关的问题有以下一些， 有些是在后面学习中逐渐遇到，教师要 引导学生进行比较和整理：质谱仪、回 旋加速器、速度选择器、磁流体发电、 磁偏转、磁聚焦、电磁泵、电磁流量计、 测定导电液体的电阻、霍尔效应等。,40, 多解问题：,说明：由于带电粒子带电性的不确定性 造成多解。,41,说明：由于磁场方向的不确定性造成多解,说明：由于临界状态不唯一性造成多解,42,说明：由于运动方向不确定性造成多解,说明：由于运动的重复性造成多解,43,说明：由于运动轨迹的变化引起多解,44,说明：由于空间位置关系的不确定性 造成多解,45,注重学生科学素养的培养 发展学生创新实践能力 注重科学研究方法的渗透 发展学生科学思维能力 注重自主探究学习的训练 发展学生终身学习能力,46,Thank you!,47,