13.2 磁感应强度 磁通量 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

课题 13.2 磁感应强度 磁通量 课型 新授课、习题课 课时 2课时 学习目标 ①知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。 ②能运用磁感应强度的定义式进行有关计算。 ③知道匀强磁场的概念及特点。 ④知道磁通量的概念，会计算磁通量的大小。 学习重点 ①知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位； ②知道磁通量的概念，会计算磁通量的大小。 学习难点 ①能运用磁感应强度的定义式进行有关计算； ②磁通量的理解和计算。 学情分析 ①学生已有的认知水平和能力基础：学生通过对“静电场”的学习，已知道电场强度的定义，包括方向的规定、大小的计算公式等。学生对于比值法定义已有一定的认识，结合初中所学的知识，对“磁场有关知识”有一定感性认识基础，通过上一节课的实验，学生已经意识到，在磁场中不同位置，磁场往往具有不同的方向和强弱。同时高二学生已经具有一定的逻辑思维能力和质疑、猜想和实验探究的素养。掌握一定的科学方法和实验技能。 ②学生学习本课可能遇到的困难和问题：电流元的概念、如何进行探究实验并得出结论以及通电导线的摆放对其受力大小的影响。 核心知识 物理观念：通过掌握磁感应强度的概念，培养学生用物质观研究问题的观念。 科学思维：通过分析磁感应强度的定义和特点，培养学生用比值定义物理量的思维方法。 科学探究：通过用控制变量法探究磁感应强度大小的过程，使学生理解科学探究的本质． 科学态度与责任：通过认识磁通量的正负性，使学生养成用辩证唯物主义思考问题的意识和习惯。 教学内容及教师活动设计 （含情景设计、问题设计等内容） 学生活动设计 二次备课 一、导入新课 巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示)。磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分。那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？ 二、新知探究 1.磁感应强度 演示：探究影响通电导线在磁场中受力的因素 定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的安培力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度。 定义式：（比值定义法） 适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。 单位：特斯拉，简称特，符号为T 意义：反映了磁场的强弱 方向：磁感应强度是矢量，磁感应强度的方向就是该点的磁场方向， 小磁针静止时N极所指的方向，小磁针N极受力的方向。 磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置。当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，但我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零。 磁感应强度是矢量，运算遵守平行四边形定则。具有叠加性 【类比】磁感应强度B与电场强度E的比较 特别提醒： (1)将点电荷放入电场中，F＝qE不需要任何条件。 (2)磁感应强度的强弱由电流受力定义，且必须垂直放置，不垂直时受力将减小，且力的大小与夹角的大小有关。 【例题1】见《优化设计》导学案 【变式训练1】见《优化设计》导学案 2.匀强磁场 定义：如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同，则该磁场为匀强磁场。 特点：强弱、方向处处相同的磁场。 磁感线特点：疏密均匀的平行直线。 3.磁通量I 定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。 意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。 单位：在国际单位制中是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2。 公式：Φ=BS⊥，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度。 适用条件：匀强磁场；磁场与平面垂直 磁通量是标量，但有正、负，当以磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。 线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。 若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScosθ。式中Scosθ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。 磁通量的变化 (1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化。如图甲所示。 (2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化。如图乙所示。 (3)磁感应强度B和有效面积S都不变,它们之间的夹角发生变化。如图丙所示。 引起磁通量变化的原因 （1）当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS （2）当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S （3）B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1 【例题2】见《优化设计》导学案 【变式训练2】见《优化设计》导学