2019-2020年高中物理 《磁與現(xiàn)代科技》教案1 魯科版選修3-1

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1、2019-2020年高中物理《磁與現(xiàn)代科技》教案1魯科版選修3-1 【教學(xué)目的】 （1）理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道它是描述磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理量 （2）會(huì)對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行合成與分解 （3）理解什么是磁通量，知道其與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，并能進(jìn)行磁通量的計(jì)算，能初步判斷磁通量的變化情況。 【教學(xué)重點(diǎn)】理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的意義，知道磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系 【教學(xué)難點(diǎn)】由于還沒(méi)有學(xué)習(xí)電流所受的安培力，還不能用F=IBL來(lái)給出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，使得學(xué)生較難將磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行公式上的比較；由于高中學(xué)生不理解面矢量，所以對(duì)磁通量的正負(fù)、大小與哪些量有關(guān)這一點(diǎn)也較難理解。 【教學(xué)媒體】 【教學(xué)

2、安排】 【新課導(dǎo)入】 （1）回顧安培定則的內(nèi)容 （2）歸納判定磁場(chǎng)方向的方法：——通過(guò)小磁針的北極在該處的受力方向判定；通過(guò)小磁針靜止時(shí)北極所指的方向來(lái)判定；通過(guò)磁感線在該處的切線方向來(lái)判定。 （3）歸納判定磁場(chǎng)強(qiáng)弱的方法：——磁感線密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng)；小磁針受力強(qiáng)的地方磁場(chǎng)強(qiáng)。 【新課內(nèi)容】 1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度：（1）在電場(chǎng)中我們用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)表征電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向；在磁場(chǎng)中類似的，我們也用一個(gè)物理量來(lái)表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。這就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。用符號(hào)B表示。 磁場(chǎng)強(qiáng)大的地方，磁感線密集，我們就說(shuō)這里的磁感應(yīng)強(qiáng)度比較大；反之，我們就說(shuō)這里的磁感應(yīng)強(qiáng)度比較小。小磁針北極靜止時(shí)的指向，也就是磁

3、感線在這一點(diǎn)的切線方向，就是磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度是個(gè)矢量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位是特斯拉，符號(hào)為T。 例1：書(shū)P113/2 例2：試畫(huà)出手冊(cè)P114/4圖中a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，并判斷a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。說(shuō)出若將小磁針?lè)旁赼點(diǎn)磁針的N極將指向哪里？若將小磁針?lè)旁赽點(diǎn)，磁針的S極將指向哪里？ 其實(shí)，我們就是根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小來(lái)畫(huà)磁感線的疏密的，閱讀書(shū)P110/內(nèi)容。感受一些磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱對(duì)比。數(shù)據(jù)體現(xiàn)了T是一個(gè)很大的單位。以T為單位時(shí)，我們周圍的各種磁場(chǎng)值都較小。如：地磁場(chǎng)只有10-T數(shù)量級(jí)。是比較弱的一種磁場(chǎng)。 討論：小磁針本來(lái)受地磁場(chǎng)作用而指向南北方向，為什

4、么在奧斯忒實(shí)驗(yàn)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢？你對(duì)此有何看法？（首先說(shuō)明了電流有磁場(chǎng)；還說(shuō)明了電流磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)的方向不同還說(shuō)明了電流磁場(chǎng)比地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度要大得多。） 進(jìn)一步思考：——本實(shí)驗(yàn)中電流和小磁針要怎么放效果才好？（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度是個(gè)矢量，所以應(yīng)該用平行四邊形定則進(jìn)行分解和合成。 例3：書(shū)P113/1例4：手冊(cè)P109/3 2. 磁通量： （1）閱讀書(shū)Pill/磁通量的內(nèi)容，我們?cè)诤芏嘌芯恐幸私獯┻^(guò)某一面積的磁感線條數(shù)。我們把這一數(shù)值稱為磁通量，磁通量用表示。請(qǐng)大家一起來(lái)判斷一下磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的決定關(guān)系。（學(xué)生討論：磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)本身決定的，與線圈的放置與否無(wú)關(guān)。而線圈怎么放會(huì)

5、影響到磁通量的大小。所以應(yīng)該是線圈面積、磁感應(yīng)強(qiáng)度和放置的角度一起決定了磁通量的大小。） （2）討論：如果用公式表示二者的關(guān)系，那么公式是什么樣的呢？答：（條件：） 提問(wèn)：如果B與S不垂直呢？（學(xué)生討論——可以將面積射影到與磁場(chǎng)垂直的平面上，也可以分解磁感應(yīng)強(qiáng)度。） 得出結(jié)論：，即磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與面積在磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直方向上的射影的乘積。正因?yàn)槿绱?，磁感?yīng)強(qiáng)度等于單位面積上的磁通量，可表示為每平方米多少磁通量，所以其數(shù)值又叫磁通密度。 例5：書(shū)P112/例題 強(qiáng)調(diào)該公式適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若磁感應(yīng)強(qiáng)度不均勻，就不能使用該公式。S應(yīng)為在磁場(chǎng)中的有效面積。 例6：手冊(cè)P114/5磁通量

6、的單位是韋伯，用符號(hào)Wb表示。磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)。 3）磁通量是標(biāo)量，但有方向。任何面都有正面和背面，如果我們把磁感線從正 面穿入、背面穿出叫做正磁通，那么從背面穿入正面穿出就叫做負(fù)磁通。但是磁通量的數(shù)值不能用平行四邊形定則來(lái)進(jìn)行合成和分解，只能用代數(shù)求和，所以磁通量是標(biāo)量。 例7：如圖所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過(guò)圓心且與環(huán)面垂直，用穿過(guò)兩環(huán)的磁通量Qa和Qb大小關(guān)系為：（） A.Qa〈QbB.Qa〉QbC.Qa=QbD.無(wú)法比較 1. *磁與現(xiàn)代科技——自行閱讀為主。 教師幫助學(xué)生歸納出主要介紹幾條利用： 1— —利用電流的磁效應(yīng)來(lái)吸引鐵磁性物質(zhì)的

7、方式——電磁鐵、電磁繼電器（書(shū) P105/信息窗） 2— —利用磁體的互相排斥——磁懸浮列車 3— —利用電流的磁效應(yīng)來(lái)記錄信息——錄音磁帶和磁卡、柱極體話筒的工作原理。 4— —磁與生物——魚(yú)類洄游與候鳥(niǎo)、人類醫(yī)療與磁石的運(yùn)用。 提出：有時(shí)我們也要避免磁場(chǎng)的產(chǎn)生。如電阻絲經(jīng)常采用雙線繞法以避免在電阻工 作時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。如書(shū)P107/迷你實(shí)驗(yàn)室中的內(nèi)容。又如在飛機(jī)場(chǎng)或醫(yī)院的某些科室都不能使用手機(jī)或其他強(qiáng)磁體。 課后作業(yè)】 課后反思】 2019-2020年高中物理《磁與現(xiàn)代科技》教案2魯科版選修3-1 知識(shí)與技能 1、知道磁現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用. 2、能運(yùn)用有關(guān)磁場(chǎng)的

8、知識(shí)解釋日常生活中的磁現(xiàn)象.％ 過(guò)程與方法關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響，加強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義教育.2、通過(guò)磁現(xiàn)象的應(yīng)用的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí). 【教學(xué)重、難點(diǎn)】 教學(xué)重點(diǎn)磁現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中原理的應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)磁現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中原理的應(yīng)用。 【教學(xué)過(guò)程】 情景導(dǎo)入磁鐵讓我們明白地球上具有一種特殊的力，和電一樣，磁也是人磁看不到的、感覺(jué)不到的，可是它的影響力卻處處可見(jiàn)。磁鐵很容易被制造，用途也相當(dāng)廣泛，對(duì)于磁在我們生活中的應(yīng)用，那更是處處存在著它的身影。 下面我們來(lái)看一下磁對(duì)現(xiàn)代科技的影響。

9、 新課教學(xué) 主體內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 一、記錄與磁 差不多有電的地方就有磁，變壓器（電磁感應(yīng)），喇叭, 磁懸浮列車，粒子加速器，電視顯像管里控制電子束偏轉(zhuǎn)的 裝置，電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)，通訊的電磁波（光波也是），話筒, 引用學(xué)生熟 電磁繼電器總的概括一下主要就是利用電生磁，在讓 悉的材料分 兩個(gè)顯示磁性的東西相互作用，或者是用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電， 析. 再利用電來(lái)作一些控制，總之就是電磁，磁電之間轉(zhuǎn)化來(lái)轉(zhuǎn) 化去的相互作用。 問(wèn)題：那么用磁記錄的原理是什么呢？ 錄制時(shí)，磁帶通過(guò)一塊電磁鐵——錄制磁頭，磁頭產(chǎn)生 從原

10、理角度 的磁場(chǎng)隨聲音或影像信號(hào)而改變。當(dāng)磁帶以恒定的速度通過(guò) 分析討論. 磁頭時(shí)，變化的磁場(chǎng)將磁帶上的磁粉層磁化，于是在磁帶上 學(xué)生可根 就記錄下與聲音和影像相應(yīng)的磁信號(hào)。 據(jù)需要分組 錄咅駁頭放夫器in! 討論磁在生 活中的應(yīng)用. ~迤謳// （alfei帶移動(dòng)力向 播放錄制內(nèi)容時(shí)，磁帶再次通過(guò)相冋的磁頭，磁帶上磁 性顆粒的排列方式使通過(guò)磁頭的電流與錄制時(shí)的電流一致。 nil 磁的新用途： 磁被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，磁簽到卡、磁信用卡、磁防盜卡、磁卡

11、式車票，各類電表，磨床吸盤，恒磁和電磁起重吊頭，物理探礦設(shè)備,電子計(jì)算機(jī)以及種類繁多的發(fā)電機(jī),電動(dòng)機(jī)等等,都要應(yīng)用各種各樣磁性材料?磁懸浮列車已在一些國(guó)家中問(wèn)世，由于它減少了車輪和地面之間的撞擊因而行駛平穩(wěn),無(wú)空氣污染。 二、交通與磁 磁懸浮列車有常導(dǎo)電磁鐵吸引方式和超導(dǎo)電磁鐵相斥方式兩種形式。 引導(dǎo)分析磁的應(yīng)用. 常導(dǎo)電磁鐵吸引式是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵的導(dǎo)軌間保持10?15mm的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的吸引力與車輛所受的重力平衡，從而使車體懸浮于

12、導(dǎo)軌上運(yùn)行； 超導(dǎo)電磁鐵相斥式是根據(jù)磁鐵同極相斥的原理，利用車上超導(dǎo)電磁鐵形成的磁場(chǎng)與軌道上線圈形成的磁場(chǎng)之間產(chǎn)生的相斥力使車體懸浮。 舉例：磁性材料的應(yīng)用——發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電冰箱中的密封磁條、微波爐中的磁控管、吸收外泄微波的吸波材料、收音機(jī)和電視機(jī)中的磁元件等。 材料1：目前一般火車的速度只有每小時(shí)約幾十公里到上百公里，在多方面采取一些改善措施后可以提高到每小時(shí)約100~200公里或稍高一些。但是由于火車速度越高，火車車輪組織學(xué)生閱與鐵軌之間的摩擦也越大，這就限制了火車速度的進(jìn)一步提讀材料.高。如果能夠使火車從鐵軌上浮起來(lái)，消除了火車車輪與鐵軌之間的摩擦，不就能很大地提高火車的速度嗎

13、？但是如何使火車從鐵軌上浮起來(lái)呢？一般說(shuō)來(lái)有兩種可能的浮起方法。一種是氣浮法，就是使火車向鐵軌下的地面大量高速噴氣而利用其反作用力把火車從鐵軌道上浮起，但這樣會(huì)激揚(yáng)起大量塵土和產(chǎn)生很大噪聲，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成塵土和噪聲污染而不能采用。另一種是磁浮法，就是利用火車與鐵路軌道之間的磁作用力使火車從鐵軌上浮起來(lái)，這樣既不會(huì)場(chǎng)起塵土，也不會(huì)產(chǎn)生噴氣噪聲，因而是一種提高火車速度的好方法。 材料2：我們通常看到的旅客列車，其動(dòng)力裝置都集中安裝在牽引機(jī)車上，在牽引機(jī)車后面掛著許多沒(méi)有動(dòng)力裝置的客車車廂。如果把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車車輛便叫做動(dòng)車。而動(dòng)車組就是幾

14、節(jié)自帶動(dòng)力的車輛加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車輛編成一組，就是動(dòng)車組。帶動(dòng)力的車輛叫動(dòng)車，不帶動(dòng)力的車輛叫拖車。 動(dòng)車組有兩種牽引動(dòng)力的分布方式，一種叫動(dòng)力分散，一種叫動(dòng)力集中。 動(dòng)力分散電動(dòng)車組的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)力裝置分布在列車不同的位置上，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的牽引力，編組靈活。由于采用動(dòng)力制動(dòng)的輪對(duì)多，制動(dòng)效率高，且調(diào)速性能好，制動(dòng)減速度大，適合用于限速區(qū)段較多的線路。另外，列車中一節(jié)動(dòng)車的牽引動(dòng)力發(fā)生故障對(duì)全列車的牽引指標(biāo)影響不大。動(dòng)力分散的電動(dòng)車組的缺點(diǎn)是：牽引力設(shè)備的數(shù)量多，總重量大。動(dòng)力集中的電動(dòng)車組也有其優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力裝置集中安裝在2?3節(jié)車上，檢查維修比較方便，電氣設(shè)備的總重量小于動(dòng)力分散的電動(dòng)車組。動(dòng)力集中布置的缺點(diǎn)是動(dòng)車的軸重較大，對(duì)線路不利。 小結(jié)： 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了記錄與磁、交通與磁的知識(shí)，重點(diǎn)要學(xué)會(huì)從原理的角度去認(rèn)識(shí)磁在生活中的應(yīng)用。 【板書(shū)設(shè)計(jì)】 第4節(jié)磁與現(xiàn)代科技 一、記錄與磁 二、交通與磁 【教學(xué)反思】本節(jié)重點(diǎn)為教師引導(dǎo)、學(xué)生自學(xué)內(nèi)容，教師可以在學(xué)生自學(xué)的基礎(chǔ)上對(duì)知識(shí)進(jìn)行點(diǎn)撥引導(dǎo)、拓展、深化。