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，知道它是描述磁場強(qiáng)度的物理量（2）會對磁感應(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)】由于還沒有學(xué)習(xí)電流所受的安培力，還不能用F=IBL來給出磁感應(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

2、的內(nèi)容（2）歸納判定磁場方向的方法：通過小磁針的北極在該處的受力方向判定；通過小磁針靜止時(shí)北極所指的方向來判定；通過磁感線在該處的切線方向來判定。（3）歸納判定磁場強(qiáng)弱的方法：磁感線密集的地方磁場強(qiáng)；小磁針受力強(qiáng)的地方磁場強(qiáng)?！拘抡n內(nèi)容】1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度：（1）在電場中我們用電場強(qiáng)度來表征電場的強(qiáng)弱和方向；在磁場中類似的，我們也用一個物理量來表示磁場的強(qiáng)弱和方向。這就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。用符號B表示。磁場強(qiáng)大的地方，磁感線密集，我們就說這里的磁感應(yīng)強(qiáng)度比較大；反之，我們就說這里的磁感應(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)度是個矢量。磁感

3、應(yīng)強(qiáng)度B的單位是特斯拉，符號為T。例1：書P113/2例2：試畫出手冊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。說出若將小磁針放在a點(diǎn)磁針的N極將指向哪里？若將小磁針放在b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)度的大小來畫磁感線的疏密的，閱讀書P110/內(nèi)容。感受一些磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱對比。數(shù)據(jù)體現(xiàn)了T是一個很大的單位。以T為單位時(shí)，我們周圍的各種磁場值都較小。如：地磁場只有10-T數(shù)量級。是比較弱的一種磁場。討論：小磁針本來受地磁場作用而指向南北方向，為什么在奧斯忒實(shí)驗(yàn)中會發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢？你對此有何看法？（首先說明了電流有磁場；還說明了電流磁場與

4、地磁場的方向不同還說明了電流磁場比地磁場的磁感應(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P113/1例4：手冊P109/32. 磁通量：（1）閱讀書Pill/磁通量的內(nèi)容，我們在很多研究中要了解穿過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。請大家一起來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)度是由磁場本身決定的，與線圈的放置與否無關(guān)。而線圈怎么放會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

5、式表示二者的關(guān)系，那么公式是什么樣的呢？答：（條件：）提問：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P112/例題強(qiáng)調(diào)該公式適用于勻強(qiáng)磁場，若磁感應(yīng)強(qiáng)度不均勻，就不能使用該公式。S應(yīng)為在磁場中的有效面積。例6：手冊P114/5磁通量的單位是韋伯，用符號Wb表示。磁通量與線圈的匝數(shù)無關(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

6、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，兩個同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直，用穿過兩環(huán)的磁通量Qa和Qb大小關(guān)系為：（）A.QaQbB.QaQbC.Qa=QbD.無法比較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)來吸引鐵磁性物質(zhì)的方式電磁鐵、電磁繼電器（書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 磁與生物魚類洄游與候鳥、人類

7、醫(yī)療與磁石的運(yùn)用。提出：有時(shí)我們也要避免磁場的產(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。如書P107/迷你實(shí)驗(yàn)室中的內(nèi)容。又如在飛機(jī)場或醫(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)磁場的知識解釋日常生活中的磁現(xiàn)象.過程與方法關(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、了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響，加強(qiáng)愛國主義教育.2、通過磁現(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.【教學(xué)重、難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)磁現(xiàn)象在生產(chǎn)、

8、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?！窘虒W(xué)過程】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、感覺不到的，可是它的影響力卻處處可見。磁鐵很容易被制造，用途也相當(dāng)廣泛，對于磁在我們生活中的應(yīng)用，那更是處處存在著它的身影。下面我們來看一下磁對現(xiàn)代科技的影響。新課教學(xué)主體內(nèi)容教師活動學(xué)生活動一、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顯示磁性的東西相互作用，

9、或者是用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電，析.再利用電來作一些控制，總之就是電磁，磁電之間轉(zhuǎn)化來轉(zhuǎn)化去的相互作用。問題：那么用磁記錄的原理是什么呢？錄制時(shí)，磁帶通過一塊電磁鐵錄制磁頭，磁頭產(chǎn)生從原理角度的磁場隨聲音或影像信號而改變。當(dāng)磁帶以恒定的速度通過分析討論.磁頭時(shí)，變化的磁場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。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帶移動力向播放錄制內(nèi)容時(shí)，磁帶再次通過相冋的磁頭，磁帶上磁性顆粒的排列方式使通過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

10、卡式車票，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家中問世，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1015mm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

11、超導(dǎo)電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間產(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100200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，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？但是如何使火車從鐵軌上浮起來呢？一般說來有兩種可能的浮起方法。一種是氣浮法，就

12、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，但這樣會激揚(yáng)起大量塵土和產(chǎn)生很大噪聲，都會對環(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，這樣既不會場起塵土，也不會產(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?？吹降穆每土熊?，其動力裝置都集中安裝在牽引機(jī)車上，在牽引機(jī)車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。如果把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛便叫做動車。而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車輛加幾節(jié)不帶動力的車輛編成一組，就是動車組。帶動力的車輛叫動車，不帶動

13、力的車輛叫拖車。動車組有兩種牽引動力的分布方式，一種叫動力分散，一種叫動力集中。動力分散電動車組的優(yōu)點(diǎn)是：動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。由于采用動力制動的輪對多，制動效率高，且調(diào)速性能好，制動減速度大，適合用于限速區(qū)段較多的線路。另外，列車中一節(jié)動車的牽引動力發(fā)生故障對全列車的牽引指標(biāo)影響不大。動力分散的電動車組的缺點(diǎn)是：牽引力設(shè)備的數(shù)量多，總重量大。動力集中的電動車組也有其優(yōu)點(diǎn)：動力裝置集中安裝在23節(jié)車上，檢查維修比較方便，電氣設(shè)備的總重量小于動力分散的電動車組。動力集中布置的缺點(diǎn)是動車的軸重較大，對線路不利。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，重點(diǎn)要學(xué)會從原理的角度去認(rèn)識磁在生活中的應(yīng)用?！景鍟O(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)上對知識進(jìn)行點(diǎn)撥引導(dǎo)、拓展、深化。