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

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?！窘虒W(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)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(xiàn)在該處的切線(xiàn)方向來(lái)判定。（3）歸納判定磁場(chǎng)強(qiáng)弱的方法：磁感線(xiàn)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(lèi)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(xiàn)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，也就是磁感線(xiàn)在這一點(diǎn)的切線(xiàn)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(mén)。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(xiàn)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?chē)母鞣N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)P109/32. 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(xiàn)條數(shù)。我們把這一數(shù)值稱(chēng)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(xiàn)圈的放置與否無(wú)關(guān)。而線(xiàn)圈怎么放會(huì)影響到磁通量的大小。所以應(yīng)該是線(xiàn)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)槿绱耍鸥袘?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磁通量的單位是韋伯，用符號(hào)Wb表示。磁通量與線(xiàn)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(xiàn)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.QaQbB.QaQbC.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(chē)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(huà)筒的工作原理。4 磁與生物魚(yú)類(lèi)洄游與候鳥(niǎo)、人類(lèi)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(xiàn)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(lèi)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(lèi)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。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(chē)，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(huà)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、磁卡式車(chē)票，各類(lèi)電表，磨床吸盤(pán)，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(lèi)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(chē)已在一些國(guó)家中問(wèn)世，由于它減少了車(chē)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(chē)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(chē)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1015mm的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的吸引力與車(chē)輛所受的重力平衡，從而使車(chē)體懸浮于導(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(chē)上超導(dǎo)電磁鐵形成的磁場(chǎng)與軌道上線(xiàn)圈形成的磁場(chǎng)之間產(chǎn)生的相斥力使車(chē)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(chē)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100200公里或稍高一些。但是由于火車(chē)速度越高，火車(chē)車(chē)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(chē)速度的進(jìn)一步提讀材料.高。如果能夠使火車(chē)從鐵軌上浮起來(lái)，消除了火車(chē)車(chē)輪與鐵軌之間的摩擦，不就能很大地提高火車(chē)的速度嗎？但是如何使火車(chē)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(chē)向鐵軌下的地面大量高速?lài)姎舛闷浞醋饔昧Π鸦疖?chē)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(chē)與鐵路軌道之間的磁作用力使火車(chē)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(chē)速度的好方法。材料2：我們通常看到的旅客列車(chē)，其動(dòng)力裝置都集中安裝在牽引機(jī)車(chē)上，在牽引機(jī)車(chē)后面掛著許多沒(méi)有動(dòng)力裝置的客車(chē)車(chē)廂。如果把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車(chē)車(chē)輛便叫做動(dòng)車(chē)。而動(dòng)車(chē)組就是幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛編成一組，就是動(dòng)車(chē)組。帶動(dòng)力的車(chē)輛叫動(dòng)車(chē)，不帶動(dòng)力的車(chē)輛叫拖車(chē)。動(dòng)車(chē)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(chē)組的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)力裝置分布在列車(chē)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(xiàn)路。另外，列車(chē)中一節(jié)動(dòng)車(chē)的牽引動(dòng)力發(fā)生故障對(duì)全列車(chē)的牽引指標(biāo)影響不大。動(dòng)力分散的電動(dòng)車(chē)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(chē)組也有其優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)力裝置集中安裝在23節(jié)車(chē)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(chē)組。動(dòng)力集中布置的缺點(diǎn)是動(dòng)車(chē)的軸重較大，對(duì)線(xiàn)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。