2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第十三章 電磁感應(yīng)與電磁波初步 第一節(jié) 磁場(chǎng) 磁感線教學(xué)實(shí)錄 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第一節(jié)磁場(chǎng)磁感線教學(xué)實(shí)錄新人教版必修3主備人備課成員教材分析2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第一節(jié)磁場(chǎng)磁感線教學(xué)實(shí)錄新人教版必修3。本節(jié)課以磁場(chǎng)和磁感線為切入點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)演示和理論講解，幫助學(xué)生理解磁場(chǎng)的基本性質(zhì)和磁感線的概念，為后續(xù)電磁感應(yīng)和電磁波的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)探究磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，提升觀察、分析和推理能力。增強(qiáng)科學(xué)思維，通過磁感線的概念理解，發(fā)展模型構(gòu)建和抽象思維能力。強(qiáng)化科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，認(rèn)識(shí)到電磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣和責(zé)任感。學(xué)情分析高中二年級(jí)的學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)，對(duì)于基本的物理概念和規(guī)律有一定的理解。然而，在面對(duì)磁場(chǎng)和磁感線這樣的抽象概念時(shí)，學(xué)生的層次性較為明顯。

在知識(shí)方面，部分學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的產(chǎn)生和磁感應(yīng)的基本原理已有了解，但對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的差異認(rèn)識(shí)不足。在能力上，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力參差不齊，對(duì)于復(fù)雜實(shí)驗(yàn)的步驟和數(shù)據(jù)處理較為吃力。在素質(zhì)方面，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度普遍認(rèn)真，但對(duì)物理學(xué)科的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)有待提高。

行為習(xí)慣上，部分學(xué)生在課堂中存在注意力不集中、參與度不高等現(xiàn)象，這對(duì)課程的順利進(jìn)行和教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成有一定影響。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往傾向于死記硬背，缺乏對(duì)物理現(xiàn)象的深入探究和思考。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-硬件資源：磁鐵、電流表、線圈、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)線、鐵芯等實(shí)驗(yàn)器材。

-軟件資源：電磁感應(yīng)現(xiàn)象動(dòng)畫軟件、磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算軟件。

-課程平臺(tái)：學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、在線教育平臺(tái)。

-信息化資源：電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻、磁場(chǎng)分布圖等教學(xué)課件。

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)設(shè)備、實(shí)物模型、黑板板書。教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于磁懸浮列車運(yùn)行的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考磁懸浮列車的工作原理。

2.提出問題：磁懸浮列車是如何實(shí)現(xiàn)懸浮和運(yùn)行的？這背后涉及哪些物理知識(shí)？

3.學(xué)生回答：引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)知識(shí)，如電流的磁效應(yīng)等。

4.引入新課：今天我們將學(xué)習(xí)磁場(chǎng)和磁感線，了解磁懸浮列車的工作原理。

二、講授新課（20分鐘）

1.磁場(chǎng)的概念：介紹磁場(chǎng)的基本概念，包括磁場(chǎng)的方向、大小和性質(zhì)。

2.磁感線的概念：講解磁感線的定義、性質(zhì)和作用。

3.磁場(chǎng)強(qiáng)度：講解磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念、單位、計(jì)算方法和測(cè)量方法。

4.磁感應(yīng)強(qiáng)度：介紹磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念、單位、計(jì)算方法和測(cè)量方法。

5.磁場(chǎng)與電流的關(guān)系：講解安培環(huán)路定理，說明磁場(chǎng)與電流之間的關(guān)系。

6.磁場(chǎng)與電荷的關(guān)系：講解洛倫茲力定律，說明磁場(chǎng)與電荷之間的關(guān)系。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.學(xué)生獨(dú)立完成課本中的例題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.教師巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問：磁懸浮列車是如何實(shí)現(xiàn)懸浮和運(yùn)行的？

2.學(xué)生回答：引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識(shí)，如磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度等。

3.教師點(diǎn)評(píng)：總結(jié)學(xué)生的回答，強(qiáng)調(diào)磁懸浮列車的工作原理。

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提出問題：如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式？

2.學(xué)生分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

3.學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)方案，教師點(diǎn)評(píng)并指導(dǎo)。

4.學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考：磁場(chǎng)在生活中的應(yīng)用有哪些？

2.學(xué)生分享自己的見解，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)。

七、總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.布置課后作業(yè)：完成課本中的練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)說明：

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)通過創(chuàng)設(shè)情境和提出問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

2.講授新課環(huán)節(jié)圍繞教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行講解，確保學(xué)生理解和掌握新知識(shí)。

3.鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)通過練習(xí)和討論，鞏固學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解和掌握。

4.課堂提問環(huán)節(jié)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，并及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

5.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛨F(tuán)隊(duì)合作精神。

6.核心素養(yǎng)拓展環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

7.總結(jié)與作業(yè)布置環(huán)節(jié)幫助學(xué)生梳理知識(shí)，鞏固所學(xué)內(nèi)容。

總用時(shí)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解磁場(chǎng)的基本概念，包括磁場(chǎng)的方向、大小和性質(zhì)，以及磁感線的定義、性質(zhì)和作用。學(xué)生能夠掌握磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念、單位、計(jì)算方法和測(cè)量方法。

2.能力提升：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析、問題解決和模型構(gòu)建等方面得到鍛煉。通過實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)際操作，學(xué)生能夠提高動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。在解決實(shí)際問題的過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析現(xiàn)象，培養(yǎng)了邏輯思維和推理能力。

3.思維發(fā)展：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過觀察、分析、比較和歸納等方法，逐漸形成科學(xué)思維。對(duì)于磁場(chǎng)和磁感線的概念，學(xué)生能夠從直觀現(xiàn)象出發(fā)，抽象出物理模型，并運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行計(jì)算和分析。

4.科學(xué)探究能力：學(xué)生在本節(jié)課中，通過分組討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)際操作，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力。學(xué)生學(xué)會(huì)了如何提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和得出結(jié)論。

5.學(xué)習(xí)態(tài)度轉(zhuǎn)變：學(xué)生在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)和磁感線的過程中，對(duì)物理學(xué)科產(chǎn)生了濃厚的興趣，學(xué)習(xí)態(tài)度更加積極。學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在科技發(fā)展中的重要作用，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)物理的自信心。

6.應(yīng)用能力：學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活中，如理解磁懸浮列車的工作原理，了解電磁波的產(chǎn)生等。這種應(yīng)用能力的提升有助于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和解決問題的能力。

7.團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)：在小組討論和實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生學(xué)會(huì)了與他人合作，共同完成任務(wù)。這種團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的培養(yǎng)有助于學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中更好地與他人協(xié)作。

8.自我反思能力：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)情況進(jìn)行反思，找出自己的不足，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。這種自我反思能力的提升有助于學(xué)生不斷進(jìn)步，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。典型例題講解1.例題：一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，導(dǎo)線旁有一平面矩形線圈，線圈邊長(zhǎng)分別為a和b，且導(dǎo)線與線圈在同一平面內(nèi)。若導(dǎo)線電流I增大到2I，問線圈中產(chǎn)生的磁通量變化量是多少？

解答：根據(jù)安培環(huán)路定理，長(zhǎng)直導(dǎo)線在距離為r處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度B為B=μ0I/(2πr)。線圈中的磁通量Φ=B*A，其中A為線圈面積，A=ab。當(dāng)導(dǎo)線電流增大到2I時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)锽'=μ0(2I)/(2πr)=2B。因此，磁通量變化量ΔΦ=Φ'-Φ=B'*A-B*A=B*A=μ0I*ab/(2πr)。

2.例題：一個(gè)無限長(zhǎng)的直導(dǎo)線，通有電流I，在導(dǎo)線旁有一半徑為R的圓形線圈，線圈平面與導(dǎo)線垂直。若導(dǎo)線電流I增大到2I，問線圈中產(chǎn)生的磁通量變化量是多少？

解答：根據(jù)比奧-薩伐爾定律，無限長(zhǎng)直導(dǎo)線在距離為r處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度B為B=μ0I/(2πr)。線圈中的磁通量Φ=B*A，其中A為線圈面積，A=πR^2。當(dāng)導(dǎo)線電流增大到2I時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)锽'=μ0(2I)/(2πr)=2B。因此，磁通量變化量ΔΦ=Φ'-Φ=B'*A-B*A=B*A=μ0I*πR^2/(2πr)=μ0I*R^2/(2r)。

3.例題：一個(gè)半徑為R的圓形線圈，通有電流I，線圈平面與一長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直。若導(dǎo)線電流I增大到2I，問線圈中產(chǎn)生的磁通量變化量是多少？

解答：根據(jù)安培環(huán)路定理，長(zhǎng)直導(dǎo)線在距離為r處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度B為B=μ0I/(2πr)。線圈中的磁通量Φ=B*A，其中A為線圈面積，A=πR^2。當(dāng)導(dǎo)線電流增大到2I時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)锽'=μ0(2I)/(2πr)=2B。因此，磁通量變化量ΔΦ=Φ'-Φ=B'*A-B*A=B*A=μ0I*πR^2/(2πr)=μ0I*R^2/(2r)。

4.例題：一個(gè)半徑為R的圓形線圈，通有電流I，線圈平面與一長(zhǎng)直導(dǎo)線平行。若導(dǎo)線電流I增大到2I，問線圈中產(chǎn)生的磁通量變化量是多少？

解答：由于導(dǎo)線電流與線圈平面平行，線圈中不會(huì)產(chǎn)生磁通量。因此，無論導(dǎo)線電流如何變化，線圈中的磁通量變化量ΔΦ=0。

5.例題：一個(gè)半徑為R的圓形線圈，通有電流I，線圈平面與一長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直。若導(dǎo)線電流I增大到2I，同時(shí)線圈向?qū)Ь€靠近，距離縮短為原來的一半，問線圈中產(chǎn)生的磁通量變化量是多少？

解答：根據(jù)安培環(huán)路定理，長(zhǎng)直導(dǎo)線在距離為r處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度B為B=μ0I/(2πr)。線圈中的磁通量Φ=B*A，其中A為線圈面積，A=πR^2。當(dāng)導(dǎo)線電流增大到2I時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)锽'=μ0(2I)/(2πr)=2B。同時(shí)，線圈向?qū)Ь€靠近，距離縮短為原來的一半，即r/2。因此，磁通量變化量ΔΦ=Φ'-Φ=B'*A-B*A=B*A=μ0I*πR^2/(2π(r/2))=μ0I*πR^2/(πr)=μ0I*R^2/r。內(nèi)容邏輯關(guān)系①磁場(chǎng)的基本概念

-磁場(chǎng)的定義：空間中存在磁力作用的區(qū)域。

-磁場(chǎng)的性質(zhì)：方向性、矢量性、疊加性。

-磁場(chǎng)的表示：磁感線。

②磁感線的性質(zhì)

-磁感線的定義：磁場(chǎng)中假想的曲線，其切線方向表示磁場(chǎng)的方向。

-磁感線的分布：在均勻磁場(chǎng)中，磁感線是平行且等距的；在非均勻磁場(chǎng)中，磁感線密集處磁場(chǎng)強(qiáng)度大，稀疏處磁場(chǎng)強(qiáng)度小。

-磁感線的特點(diǎn)：閉合曲線、無起點(diǎn)和終點(diǎn)。

③磁場(chǎng)強(qiáng)度

-磁場(chǎng)強(qiáng)度的定義：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向的磁力線數(shù)目。

-磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位：特斯拉（T）。

-磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算：通過安培環(huán)路定理和比奧-薩伐爾定律計(jì)算。

④磁感應(yīng)強(qiáng)度

-磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)垂