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視頻課題：第五屆全國高中物理教師微課模擬講課視頻（無生課堂）《磁感應(yīng)強(qiáng)度》南寧

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第五屆全國高中物理教師微課模擬講課視頻（無生課堂）《磁感應(yīng)強(qiáng)度》南寧市第三中學(xué)高中物理

磁感應(yīng)強(qiáng)度
廣西南寧市第三中學(xué) 韋清漓
一．              說教材
1．地位、作用與特點
物理作為一門科學(xué)性學(xué)科，是以實驗為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。直觀、明顯的實驗現(xiàn)象、合理、簡潔的實驗步驟能很好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，方便學(xué)生理解和學(xué)習(xí)物理概念與物理規(guī)律，提高學(xué)習(xí)興趣。
在高中物理人教版選修3-1第三章第二節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度》這節(jié)課的教學(xué)中，我通過設(shè)計和改進(jìn)實驗，讓通電導(dǎo)線在磁場中的受力這一現(xiàn)象變得更明顯而直觀，并通過精確測量的實驗裝置，讓學(xué)生能夠清楚地理解物理現(xiàn)象中存在的規(guī)律。
本節(jié)課之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場的基本知識，了解磁場的基本特點和電流的磁效應(yīng)，這節(jié)課的內(nèi)容就是承接上一節(jié)課，討論如何描述磁場。
2.教學(xué)目標(biāo)
本節(jié)課的重點是引導(dǎo)學(xué)生尋找描述磁場的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。但磁場看不見也摸不著，如何直觀地觀察到磁場中的現(xiàn)象，進(jìn)而用比值法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，是這節(jié)課必須要突破的難點。
根據(jù)課標(biāo)與學(xué)生情況，我定下了這樣的教學(xué)目標(biāo)。
（1）基礎(chǔ)知識和基本技能：通過類比與分析，得到磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道其大小和方向，進(jìn)一步體會定義法定義物理量的科學(xué)方法
（2）基本方法：讓學(xué)生通過科學(xué)探究過程，樹立科學(xué)探究意識，掌握科學(xué)探究方法。如歸納總結(jié)、類比、控制變量、觀察法等。
（3）學(xué)科思維：通過科學(xué)實驗鍛煉學(xué)生抽象概括、歸納總結(jié)、邏輯推理的科學(xué)能力。
（4）科學(xué)精神：通過探究實驗培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新的精神，形成對科學(xué)的正確態(tài)度
3．重點與難點
（1）教學(xué)重點：引導(dǎo)學(xué)生尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。
（2）教學(xué)難點：用比值定義法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度。
二．說教法
為了更好地引導(dǎo)學(xué)生掌握新知，我所采取的教學(xué)方法是通過問題引導(dǎo)，類比遷移建構(gòu)知識體系，再通過實驗來使原來無法直接感受的磁場變得直觀，現(xiàn)象更為明顯，進(jìn)而通過總結(jié)、歸納等科學(xué)手段定義物理量，加深對概念的理解。
1．問題引導(dǎo)。通過對電場知識的復(fù)習(xí)讓學(xué)生從電場強(qiáng)度的定義類比描繪磁場的物理量的定義該如何入手。
2．實驗探究。在了解從電流所受電場力來研究磁場的前提下，針對磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小的教學(xué)過程，我準(zhǔn)備了四個實驗。
微型實驗了解磁場方向的特點，定性、半定量和定量實驗層層遞進(jìn)讓學(xué)生研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。
三．說創(chuàng)新
（一）微型實驗：磁鐵與小磁針。
在磁場方向的實驗中，我通過讓學(xué)生將小磁針放置在條形磁體的不同位置，觀察其受力方向；再改變磁極位置觀察磁場改變后小磁針受力方向變化的情況。
學(xué)生能很快與電場強(qiáng)度知識進(jìn)行類比，得到描述磁場方向的方法。
本節(jié)課的難點——磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義過程中，我以分組實驗的方式，讓學(xué)生親自動手，從定性到較為粗略的半定量、再到更為精確地定量實驗，層層深入來完成學(xué)生知識體系的構(gòu)建。
（二）創(chuàng)新實驗
1．電磁天平
【實驗?zāi)康摹?br /> （1）使學(xué)生初步認(rèn)識通電導(dǎo)線受力及其影響因素之間的關(guān)系
（2）使學(xué)生通過控制變量法完成實驗
【實驗裝置】

（1）實驗創(chuàng)新點：
這個實驗裝置比較簡單，在輕薄絕緣板上貼上銅片，并在銅片中點處引出第三個接點，通過單刀雙擲開關(guān)改變接入電路上的銅片長度。絕緣薄板通過細(xì)鐵絲搭在支架上，可以靈活轉(zhuǎn)動。可以通過小螺絲調(diào)節(jié)天平水平，使垂直于板上的指針停在刻度中央。
電磁天平的特點，在于實驗裝置簡潔、操作簡單、反應(yīng)靈敏。天平是學(xué)生熟悉的測量工具，指針偏轉(zhuǎn)的方向可以觀察電流受力的方向，指針偏轉(zhuǎn)的角度可以表示力的大小。電流的長度可以通過開關(guān)切換來完成。
現(xiàn)象直觀、明顯，能很快讓學(xué)生得到定性地結(jié)論，在具體教學(xué)中，很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（2）實驗步驟
A．保持B、L不變時，改變I的大小
B．保持I、L不變時，改變B的大小
C． 保持B、I不變時，改變L的大小
2．創(chuàng)新實驗2：彈簧秤測安培力
教材中對于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的探究止步于此，但如何從越大越大這樣的一個定性關(guān)系順利過渡到磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，我設(shè)計了這樣的一個半定量實驗。
【實驗?zāi)康摹?br /> （1）使學(xué)生初步認(rèn)識通電導(dǎo)線受力及其影響因素之間的關(guān)系
（2）使學(xué)生通過控制變量法完成實驗   
【實驗裝置】                 
 
（1）裝置特點：彈簧秤是學(xué)生熟悉的另一個測力工具。第二個創(chuàng)新實驗就是通過彈簧秤測量通電線圈在磁場中所受力的大小。實驗裝置由彈簧秤、固定在彈簧秤上的通電線圈、鐵架臺和控制電路構(gòu)成。線圈受到的磁場力由彈簧秤直接測量，滑動變阻器改變電流大小，改變線圈匝數(shù)可以改變電流的長度。
（2）創(chuàng)新點：實驗裝置簡單、操作快捷，現(xiàn)象直觀。讓學(xué)生能夠初步理解物理量之間存在的定量關(guān)系，并加強(qiáng)對控制變量法的使用和掌握。
【實驗方案】
A.保持B、L不變時，改變I的大小                
B.保持B、I不變時，改變L即線圈匝數(shù)
 
【數(shù)據(jù)處理】                   

	第一次	第二次	第三次
I	0.5A	0.75A	1.0A
F	0.06N	0.1N	0.14N

4、創(chuàng)新實驗3（可改成分組實驗）：定量測量電流在磁場中的作用力。
【實驗?zāi)康摹繙?zhǔn)確反映通電導(dǎo)線受力及其影響因素之間的關(guān)系
【實驗裝置】
   （1）實驗創(chuàng)新點：彈簧秤改為拉力傳感器，電流的測量由電流傳感器完成，實驗獲得的實驗數(shù)據(jù)通過電腦作圖來直觀展現(xiàn)給學(xué)生。精確測量電流在磁場中的受力大小與電流大小，數(shù)據(jù)直觀、嚴(yán)謹(jǐn)，非常有說服力。
實驗裝置可以改變電流與磁場的夾角。夾角的改變通過簡易的可旋轉(zhuǎn)底盤完成。底盤由一固定圓盤和另一疊放在其上方的可旋轉(zhuǎn)圓盤構(gòu)成。勻強(qiáng)磁場固定在可旋轉(zhuǎn)圓盤上，通過旋轉(zhuǎn)圓盤來改變電流與磁場的夾角。線圈中心與圓盤圓心共線，固定與底盤上的指針?biāo)�在直徑與線圈垂直，當(dāng)指針指在90°時，磁場方向與電流方向垂直。轉(zhuǎn)過一定角度時，指針?biāo)�指即為磁場方向與電流方向的夾角。
學(xué)生通過實驗可以直接觀察到電流與磁場垂直時受力最大，平行時受力為0。
不同角度處線圈受力的大小可通過傳感器直接導(dǎo)出，現(xiàn)象直觀、裝置簡便、數(shù)據(jù)精確，并能夠?qū)㈦娏髟诖艌鲋惺芰μ攸c完整呈現(xiàn)給學(xué)生，為下一節(jié)安培力的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
（2）實驗步驟：
①保持B和線圈匝數(shù)不變，改變電流大小
【實驗現(xiàn)象】

【數(shù)據(jù)處理】

 
②保持B，對比匝數(shù)之比為1:2的兩個線圈在相同磁場中F與I的圖象                      
 
 
③保持B、I、L不變，改變電流與磁場的夾角
【實驗現(xiàn)象】
 
 
四.實驗反思：本節(jié)課的實驗設(shè)計主要的創(chuàng)新點追求物理現(xiàn)象直觀、明顯，定性實驗和半定量實驗中讓學(xué)生能夠觀察到明顯的物理現(xiàn)象，鍛煉學(xué)生的觀察和總結(jié)歸納的能力。操作簡單的學(xué)生分組實驗，注重學(xué)生的科學(xué)體驗。
另外一個創(chuàng)新實驗，則追求簡練與精確，讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確觀察到物理量變化時存在關(guān)系，能夠根據(jù)問題導(dǎo)學(xué)時建立起知識體系，通過觀察、歸納理解定義法定義物理量的科學(xué)內(nèi)涵。并通過探究角度變化以及非勻強(qiáng)磁場中物理量的關(guān)系，使學(xué)生對定義的條件理解更為深刻，也能夠理解物理規(guī)律的規(guī)范性以及普遍性。
 

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