《磁場磁感線磁感應強度》復習課教學設計一、教材分析本部分教材重視磁場、磁感應強度概念的建構過程。初中已經講過磁現象，如磁體、磁極、磁極間的相互作用，本單元沒有重復這些內容。因為前面已經講了電場、電路，所以本單元從電和磁的聯系入手。通過對比電和磁的相似性，讓學生把電和磁聯系起來。在展現科學家對電磁學方向的探索過程時，既有物理思想的導引，又指出過程的曲折。當時人們見到的力都沿著物體連線的方向。受這個觀念的局限，奧斯特在尋找電和磁的聯系時，總是把磁針放在通電導線的延長線上，結果實驗均以失敗告終。教材通過通電導線對磁體的作用力、磁體對通電導線的作用力、通電導線之間的作用力，引出問題“這些相互作用是怎樣發生的”,類比電荷的相互作用是通過電場發生的，給出這些相互作用是通過磁場發生的這一結論小磁針在磁場中受力，用鐵屑替代小磁針，通過演示實驗顯示常見磁場的分布。觀察條形磁體和通電直導線周圍細鐵屑的分布情況，了解抽象的磁感線。在研究電場時，通過分析檢驗電荷在電場中的受力情況引入電場強度這個物理量，用它來描述電場的強弱和方向。可以用類似的方法，找出表示磁場強弱和方向的物理量。為研究空間某點的磁場，可以考慮在該處放一段很短的通電導線，分析它受到的力。通過探究影響通電導線受力的因素，給出磁感應強度的定義。教材重視電磁感應現象發現的歷史。物理學研究自然界各種最基本的運動形態，從某種意義上說，物理學的歷史就是尋找不同自然現象之間的聯系、追求統一解釋的歷史。牛頓創建牛頓力學理論(牛頓運動定律、萬有引力定律)解釋了天體的運動和地面上物體的運動。長期以來，電和磁一直被人們認為是沒有聯系的兩個自然現象。奧斯特、法拉第等科學家在“自然力統一”思想的影響下，發現了“電生磁”和“磁生電”,打開了電與磁聯系的大門。經過麥克斯韋的進一步研究，建立了電磁理論，統一解釋了各種電磁現象。二、學情分析學生在初中已經接觸過磁現象和磁場的相關知識，對磁相互作用有了初步認識。在以往學習中經歷過質點、點電荷、電場線等物理模型的建構過程，他們已經具備選用恰當的模型解決問題的經驗，能將簡單的實際問題轉化為物理模型、并用來分析常見的物理問題，獲得解釋和結論。但是很多磁現象是比較抽象的，大部分學生知道電與磁之間是有聯系的，但是不能用一種普遍聯系的觀點來看待電與磁的關系。“場”是一個十分抽象的概念，理解“場是一種物質”是從了解建構物理模型的抽象思維過程，到上升“描述事物本質屬性”的高度，因而存在一定困難。三、核心素養目標（一）物理觀念1.了解磁現象，知道磁場的基本特性，形成磁場的物質觀。2.知道磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間均能通過磁場發生相互作用，形成較為全面的相互作用觀。3.知道磁感線和幾種常見磁場磁感線的空間分布。4.知道磁感應強度的定義、勻強磁場的特點。（二）科學思維1.從歷史上尋找電磁的聯系及從磁場的研究過程中獲得智慧啟迪，養成證據意識，提升創新、質疑能力。2.通過電場和磁場的類比學習，感受科學推理的思維過程。3.通過體會用磁感線形象地描述磁場的過程，感受物理模型建構的作用和意義。4.在建立磁感應強度概念的過程中經歷類比靜電場、尋找探測物電流元、通過比值法定量描述磁場強弱的過程，體會學習類比法、理想化模型、微元法、比值定義法等科學研究方法（三）科學探究在明確了探究影響通電導線受力的因素這一實驗目的和實驗基本思路后，能夠提出較具體的實驗方案并完成實驗，記錄好實驗數據并選擇合適的方法進行數據處理，基于數據處理的結果得出結論并作出解釋，積極與同學進行交流并評估與反思。（四）科學態度與責任1.通過重新體驗“奧斯特電流磁效應”實驗，體會探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感，發揚不怕困難、迎難而上的科學精神。2.通過相關物理學史內容了解科學、技術對社會發展的影響，激發社會責任感。3.在本節課的學習過程中對磁場的科學實質及類比法等科學研究方法有更深入的認識。4.通過閱讀材料或其他方式了解中國古代在磁的研究及相關技術使用方面的情況，理解科學技術、社會與環境(STSE)的關系，激發學習和研究物理的好奇心和求知欲。四、評價任務（一）知識掌握度評價目標：評估學生對磁場基本概念、性質、原理及應用的掌握情況。評價方式：課堂小測驗：通過選擇題、填空題等形式，即時檢測學生對本節課關鍵知識點的理解程度。課后作業：布置與磁場相關的練習題或案例分析，要求學生獨立完成，以鞏固課堂所學并檢驗理解深度。期末/章節測試：在更大范圍內測試學生對磁場知識的整體掌握情況，包括但不限于基本概念、公式應用、實驗原理等。（二）實驗操作能力評價目標：評估學生在實驗操作中應用磁場知識的能力，以及觀察、記錄和分析實驗現象的能力。評價方式：實驗報告：要求學生撰寫詳細的實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、數據記錄、結果分析及結論。教師根據報告的完整性、準確性及邏輯性進行評價。實驗演示：選取部分學生進行實驗演示，觀察其在實驗操作中的熟練程度、安全意識及問題解決能力。同伴評價：在實驗小組內實施同伴評價，鼓勵學生相互觀察、學習并指出優點與不足。（三）問題解決能力評價目標：評估學生運用磁場知識解決實際問題的能力，以及邏輯思維和創新能力。評價方式：案例分析：提供與磁場相關的實際案例或問題，要求學生進行分析并給出解決方案。教師根據學生分析問題的角度、深度及解決方案的合理性進行評價。小組討論：組織小組討論活動，圍繞磁場相關主題展開深入交流。教師觀察學生在討論中的參與度、表達能力及團隊協作能力。創意項目：鼓勵學生結合磁場知識設計創意項目，如制作簡易的磁性玩具、展示磁場應用的模型等。教師根據項目的新穎性、實用性及學生的展示表現進行評價。（四）學習態度與習慣評價目標：評估學生對磁場課程的學習態度、興趣及學習習慣。評價方式：課堂參與度：觀察學生在課堂上的表現，包括提問、回答、討論等環節的參與度。作業完成情況：檢查學生作業的提交情況、完成質量及是否按時提交。自我反思：要求學生撰寫學習反思日志，總結自己在磁場課程學習中的收獲、困惑及改進計劃。教師通過閱讀反思日志了解學生的學習態度和自我認知情況。（五）綜合評價目標：綜合以上各項評價結果，形成對學生學習成效的全面評價。評價方式：等級評定：根據各項評價活動的得分情況，為學生評定等級（如優秀、良好、中等、及格、不及格）。反饋與建議：向學生提供個性化的反饋意見，指出其在學習中的優點與不足，并提出具體的改進建議。同時，鼓勵學生進行自我反思和總結，明確未來的學習方向和目標。五、學習活動（一）情境引入晉朝時，有一位足智多謀的名將，叫馬隆。一次馬隆率領3000多兵士，和1萬多羌兵發生了大規模的戰斗，由于敵眾我寡，硬拼肯定是不行的，他便把軍隊布置在一個險要道口上。在了解當地地理情況時，他偵察到附近有一座磁性很強的磁鐵礦，于是心生一計。馬隆命令士兵到山里挖來許多磁石，并全部壘在險要道口的兩邊。在雙方打了四五個回合后，由于晉軍寡不敵眾，紛紛向堆滿磁石的險要道口逃去。羌軍認為機不可失，便緊緊追趕，但到了那狹窄的山道口，穿著鐵鎧甲的羌兵一個個像著了魔，身不由己，被磁鐵吸住了，怎么也掙脫不開。此時晉軍撥馬而回，直殺得羌兵尸橫遍地，血流成河。這一仗，馬隆巧用磁鐵礦石，吸住敵軍兵器，使敵方以為晉等使用了妖術，得以以弱勝強，說明在軍事斗爭中要善于利用環境條件為我所用，出奇制勝。1820年4月，在一次講課中，奧斯特偶然的把一根導線放在一個指南針的上方，通電時，磁針轉動了。奧斯特：同學們！同學們！磁針轉動了！說明通電導線的周圍產生了磁場！我找到…找到了電和磁的聯系！奧斯特是第一個發現了電和磁有聯系的人。它的這個發現震動了整個科學界，推動了電磁學的研究。奧斯特實驗之后，安培等人又做了很多實驗研究。他們發現，不僅通電導線對磁體有作用力，磁體對通電導線也有作用力。磁體與磁體、通電導線對磁體、磁體對通電導體、任意兩條通電導線之間都有力的作用，這些作用力的產生都不需要直接接觸。那么，這些相互作用是怎樣發生的？（二）磁場磁感應強度——對磁場的定量描述正像電荷間相互作用通過電場發生，磁體和磁體之間，磁體和通電導體之間，以及通電導體和通電導體之間的相互作用都是通過磁場發生的。1.磁場：磁體或電流周圍周圍空間存在的一種特殊物質。2.基本性質：對放入其中的磁體或電流會產生力的作用。3.磁場的方向：小磁針靜止時N極的指向。巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，通過電磁力的作用列車也可以懸浮起來，而小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘——磁場有強弱之分。那么，我們怎樣定量地描述磁場的強弱呢？首先，類比電場強度方向，對磁場方向進行規定：小磁針靜止時N極所指的方向為該點的磁場的方向。類比電場強度的大小借助試探電荷來測量，提出問題：能否用測量N極受力的大小來確定磁場的強弱？學生回答：不能。因為N極不能單獨存在。小磁針靜止時所受的合力為零，因而不能用測量N極受力的大小來確定磁場的強弱。繼而引導學生思考：磁場除對磁體有作用力外，還對誰有作用力？學生回答：通電導體。教師：能否用很小一段通電導體來檢驗磁場的強弱？并引入電流元的概念：電流元：很短的一段通電導線中的電流I與導線長度L的乘積IL。引導學生思考：通電導線所受到的磁場力與什么有關呢？學生回答：磁場、放置位置、電流大小、磁場中導線長度。教師演示實驗：1.保持導體長度L不變，改變電流的大小現象：電流I增大，導線擺動的角度增大；電流I減小，導線擺動的角度減小。2.保持電流I不變，改變導線的長度現象：通電導線L變長，導線擺動的角度增大；通電導線L變短，導線擺動的角度減小。精確的實驗表明：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，即與I和L的乘積IL成正比。F=BIL。式中B與導線的長度和電流的大小都沒有關系。但是，在不同情況下，B的值是不同的:即使是同樣的I、l,在不同的磁場中，或在非均勻磁場的不同位置，一般說來，導線受的力也是不一樣的。看來，B正是我們要尋找的能表征磁場強弱的物理量——磁感應強(magneticinduction)。為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環形電流I引起的．在下列四個圖中，正確表示安培假設中環形電流方向的是

(

)【答案】B【解析】地磁場是從地球的南極附近出來，進入地球的北極附近，除兩極外地表上空的磁場都具有向北的磁場分量，由安培定則，環形電流外部磁場方向向北，可知，B正確．A圖地表上空磁場方向向南，A錯誤．C、D在地表上空產生的磁場方向是東西方向，C、D錯誤．（三）磁感線正像在電場中我們用電場線形象地描述電場一樣，在磁場中，我們用磁感線來描述磁場。在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線。分別展示平面磁感線演示版、立體磁感線演示板和學生制作的立體磁感線模型，由平面到立體的幫助學生建立磁感線模型。磁感線特點：1.磁感線是假想的曲線；2.磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線，磁體外部由N極到S極，內部由S極到N極；3.磁感線不相交、不相切；4.磁感線的疏密表示磁場的強弱；5.磁感線上每一點的切線方向即為該點的磁場的方向。勻強磁場：1.定義：強弱、方向處處相同的磁場2.特點：磁感線是一組間隔相同的平行直線3.常見的勻強磁場:例題：如圖甲所示，虛線框內有勻強磁場，1和2為垂直磁場方向放置的兩個圓環，分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環的磁通量；如圖乙所示，兩同心圓環A和B處在同一平面內，B的半徑小于A的半徑。一條形磁鐵的軸線與圓環平面垂直，則穿過兩圓環的磁通量大小為ΦA與ΦB，則有（）A．Φ1>Φ2

ΦA>ΦB

B．Φ1=Φ2

ΦA<ΦBC．Φ1<Φ2

ΦA=ΦB

D．無法比較【答案】B【解析】對于圖甲，只有圓環1內有磁場，由環1與環2構成的環內沒有磁場，所以環1和環2的磁通量是相等的，即Φ1=Φ2；對于圖乙，根據磁感線的分布情況可知，磁鐵內部穿過環面的磁感線方向向上，外部磁感線方向向下。由于磁感線是閉合曲線，磁鐵內部的磁感線條數等于磁鐵外部磁感線的總條數，而磁鐵外部磁感線分布在無限大的空間，所以穿過環面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵內部向上的磁感線抵消一部分，B的面積小，抵消較小，則磁通量較大，所以ΦB>ΦA；故選B（四）課堂小結六、作業設計1.結合地理知識，查閱相關資料，了解地磁場的特點。2.探究通電導體間的相互作用。3.了解磁的應用和意義。從生產生活中的各種應用，讓學生明白當前信息化時代，幾乎每一個領域的高科技應用，都離不開法拉第發現的電磁感應。每一項科學技術從產生到發展再到成熟的過程，都會受到時代背景、科技水平的制約和影響，很可能要經歷漫長的時間，學生要學習科學家們不懈努力追求的精神?？萍嫉膭撔屡c發展推動時代的進程，讓學生從中感受到科學發展的艱難與魅力。4.完成學案。隨堂練習1.關于磁場、磁感線的描述，下列說法中正確的是()A.磁場的基本性質是對處于其中