磁感应强度 教案

磁感应强度 教案（精选9篇）

篇1：磁感应强度 教案

3.2磁感应强度教案

永平一中

张强

一、教学目标

1.理解和掌握磁感应强度的方向和大小，知道单位。2.能用磁感应强度定义式进行计算。

3.通过观察模拟实验动画，使学生理解和掌握磁感应强度定义。4.培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力。

二、教学重点、难点

重点：磁感应强度方向的规定及大小的计算。难点：对磁感应强度的理解及大小的探究。

三、教学方法

讲授法、类比法、实验展示

四、课时安排

1课时

五、课型

新授课

六、教具

多媒体教具

七、教学过程

【新课引入】

通过第一章的学习，我们知道电场是一种客观存在的特殊物质，并用比值定义法定义了电场强度。通过本章第一节学习磁场，知道磁场也是一种客观存在的特殊物质，并且电场和磁场有许多相似之处，那么我们能不能类比电场来研究磁场呢？

Ppt展示蹄形磁铁能吸引较轻的大头针，电磁铁起重机能吸引许多教重的东西，螺丝刀只能吸引几根导线。通过图片激发学生的兴趣。

从图片我们知道磁场有强弱。

【提出问题】类比电场强度E=F/q。定义，我们怎么来定义磁场的强弱和方向呢？

为了表征磁场的强弱和方向，我们引入一个新的物理量：磁感应强度。

（一）磁感应强度的方向

【类比】规定电场方向是正试探电荷的受力方向。

【提出问题】磁场方向是否也能规定为磁极、电流的受力方向呢？

观看ppt，小磁针在在磁铁周围的不同位置指向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同。所以磁感应强度是矢量。

【规定】物理学中规定：小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极在此处的受力方向为该点的磁感应强度的方向。

（二）磁感应强度的大小

类比电场强度E=F/q。定义，我们怎么来定义磁场的强弱呢？ 【提出问题】我们选择磁体还是选择通电导体做为研究对象呢？

因为导线在磁体中的运动更容易观察，而让磁体运动不好观察，所以我们选择通电导线在蹄形磁铁中运动，推出导线收到磁场力的大小与哪些因素有关，来更进一步推出磁感应强度的定义。【思考】通电导线受到磁场力与哪些因素有关？

导线长度、电流大小、磁场的不同、放置的位置（导线与磁场方向平行、垂直及任意夹角受力情况不同)

【设计实验方案】

1.保持磁场和通电导线的长度不变，改变电流大小。

Ppt演示模拟实验，改变电流强度，观察通电导线的偏离角度大小。【结论】磁场方向和电流方向垂直时电流越大，导线偏角越大。导线受到磁场力与电流强度成正比。

2．保持磁场和导线中的电流不变，改变通电导线的长度。

Ppt演示模拟实验，改变导线长度，观察通电导线的偏离角度大小。【结论】磁场方向和电流方向垂直时磁场中的导线越长，导线偏角越大。导线受磁场力与导线长度成正比。

【归纳】实验结论，磁场方向和电流方向垂直时，通电导线受到的磁场力F与电流强度I,和导线长度L成正比。F=BIL（B是比例系数，不同的磁场B不同）磁感应强度B为比例系数。

1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度.B=F/IL。（磁感应强度的定义式）（比值定义法）

2.单位: 牛顿/安·米

特斯拉（特

T)

T=1 N/(Am)

【小结】

1.磁感应强度由通电导线的长度、电流及导线受力决定吗？ B与L、I、F无关，与场源和该点在场中的位置有关。

2.用B=F/IL计算时，要注意什么问题？

导线电流的方向与磁场方向的关系，要注意两者必须垂直。通电导线与磁场方向垂直时受到磁场力最大，平行时为零。

3.磁感应强度的物理意义及反映什么性质？

物理意义：B是表示磁场强弱和方向的物理量，是描述磁场力的性质的物理量，是矢量。

4.你认为电场力（磁场力）在方向上与电场强度（磁感应强度）有何关系？

电场力方向规定为正电荷受力方向；

小磁针北极受力方向规定为磁感应强度方向，电流受力方向与磁场方向垂直。

5.若在某一点同时存在几个磁场，则该点的磁感应强度B如何？

若某一空间同时存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B，则有B=B1+B2+B3……（矢量和），用平行四边形法则运算。

八、课堂练习（ppt）

九、板书设计

1．磁感应强度的物理意义

2．磁感应强度的方向

3．磁感应强度的大小

4．磁感应强度的单位

5．磁感应强度是矢量

6．磁感应强度叠加原理

十、布置作业

课后练习1、2、3

课时训练

十一、教学反思

教学过程中注意电场、磁场的类比，注意启发和引导学生看模拟实验得出结论。

篇2：磁感应强度 教案

(一)知识与技能

1.理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。

2.能用 B=F/IL进行有关计算。

(二)过程与方法

1. 电场——磁场

类比

2. 电场强度E——磁感应强度B

二、重点与难点：

磁感应强度概念的建立

三、教学过程：

(一)复习知识引入

磁场不仅具有方向(小磁针N极受力方向)，而且也具有强弱， 描述磁场的强弱和方向就要引入一个物理量，那引入什么一个量呢?

(紧接着教师提问以下问题.)

什么是电场及哪个物理量来描述电场的强弱和方向?

答： 电场：..... 。电场强度E 方向：正电荷所受电场力方向

2.电场强度是如何定义的?其定义式是什么?

答：检验电荷q 比值来定义E=F/q

过渡语：今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感

应强度B.

新课讲解-第二节 、磁感应强度

描述 方法 比值定义(大小) 方向

1.电场 电场强度E 检验电荷q E=F/q 正电荷所受

电场力方向

2.磁场 磁感应强度B 电流元IL B=F/IL 小磁针静止时

N极所 受力方向

1.磁感应强度的方向

【演示】让小磁针处于不同放置条形磁铁产生的磁场中小磁针的N极所指的方向不同，来认识磁场具有方向性，明确磁感应强度的方向的规定。

【板书】小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向

过渡语：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢?

2.磁感应强度的大小

【演示1】用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的，说明磁场有强弱。

【演示2】探究影响通电导线受力的因素(研究对象：电流元)

(1)电流元：很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的__乘积___。

电流元是一种理想化模型。(解释为什么不要：“小磁针”而是选

择“电流元”)

篇3：磁感应强度 教案

一、项目背景与设计思想

当前中学物理在“磁感应强度”概念教学中普遍采用的教学方法是：通过对安培力的定性或半定量实验“探究影响通电导线受力因素”，给出安培力计算公式F=BIL (B为比例常数) ，再通过讲解给出磁感应强度的概念和定义式：。这种教学方式使得实验规律“F∝I, F∝L”的可I信L度不高，对“磁感应强度”由磁场本身决定、反映磁场本身的属性等知识点突出不够，一定程度上影响了学生对这一物理概念的学习与理解。怎样有效地帮助学生建立“磁感应强度”这个抽象概念？现代教学理念认为：运用实验手段进行探究是学生学习抽象概念的理想教学方式。事实上，“探究磁感应强度定量实验”是目前高中物理教学中的一个实验难题。这一难题使教师失去了一个对学生进行科学研究方法教育的良好时机，同时也使学生失去了一个亲身体验科学研究过程的机会。多年来，很多物理教育工作者对“安培力定量实验”进行了研究并提出了许多改进方案，由于这些方案没有通过实验考察磁场对安培力的影响，所以利用它们进行“磁感应强度”概念的教学仍然存在缺陷。我们认为：要弥补这一缺陷，需要在原“安培力定量实验”的基础上加入磁场对安培力的影响的实验内容。因此，我们尝试设计一种全新的“磁感应强度探究实验器”，希望可以达到以下目标：解决恒定匀强磁场安培力定量实验问题，通过定量实验数据分析，归纳总结出安培力大小的实验规律；能实现磁场对安培力的影响的定量实验，通过测量数据定量比较磁场强弱，用数据说明恒定磁场中的某处B与F, I, L无关；在实现以上功能的同时要有较高的实验精度，且操作简单，数据读取方便。

二、项目的开发与实现

1. 主要结构设计

首先选择测量安培力的仪器。众所周知，在中学实验室所具备的条件下通过实验方式能够实现的安培力很小，为了能够演示和测量较小的安培力，我们选择利用天平结构。为了达到较高的实验精度，采用精确度为0.1克的电子天平，在精确测量时将力传感器与天平连接为一体。

根据安培力计算公式，获得较大的安培力须满足强磁场、大电流、长导线等条件。我们选用比较大的铁氧永磁体作为“匀强磁场”的场源；用绕制线框的方式增加通电导线的长度；用功率较大的低压开关电源供电以求其能够承受较大的电流。采用不同的磁铁组合形式改变磁场，用于探究磁场对安培力的影响；为了控制电路中的电流不过载并大小可调，利用串联限流的方法加装限流电阻和电位器；线框每绕相同匝数进行抽头，以便于调节通电导线的长度。以线框直接作为天平的横梁，这样既可以简化教具结构，又能增加实验的可信度；用直径较大的漆包线绕制线框，以尽量减小导线发热对电路产生的影响。考虑到线框四边都会受磁场的影响，为减小系统误差，线框的长度应能够将由此产生的误差控制在可接受范围内。

2. 辅助结构设计

线框天平的刀口支架、电子天平的力传感器、分隔场源磁铁的固定挡块、控制面板盒、气泡水平仪、底座水平调节螺丝安装于底座上；电源、控制电路置于控制面板盒内；天平指针、自制钩码支架、天平横梁平衡调节滑块安装于线框上；天平平衡标志、开关、数字电流表、长度调节旋钮、电子天平显示控制板等置于控制面板上；对面板进行整体设计，达到操作控制方便、美观、可视性强等目标。

3. 教具成品的基本结构及主要部件的作用

我们制作出的磁感应强度探究实验器如图2所示。

该实验器由底座、场源磁铁、电子天平、控制盒 (兼面板) 、电源、自制钩码等构成。底座上安装有天平支架、水平调节螺丝、气泡水平仪、磁铁隔离块、电子天平力传感器等；电源及控制电路置于控制盒内；面板上装有电源开关、数字电流表、电子天平显示屏、通电导线长度调节旋钮、电流调节旋钮、电流倒向开关等。

教具以导线框作为天平横梁，线框一边置于由场源磁铁构成的匀强磁场中，且与磁场方向垂直；另一边设有钩码支架，并可通过磁钉连接电子天平的力传感器；长度调节旋钮通过改变线圈匝数的方式改变通电导线的长度；电流调节旋钮用串联限流的方法控制线圈中的电流强度；数字电流表用于显示线框中的电流强度；电子天平屏幕用于显示安培力的大小 (以“克力”为单位) ；实验时还可以通过改变场源磁铁的组合方式改变磁场的强弱。表中的l表示在磁场中导线单位长度。

4. 磁感应强度探究实验器的部分实验数据

对以上数据分析表明：在匀强磁场中，磁场强弱发生变化前后实验规律并不发生改变，变化的只是比例常数B。这说明匀强磁场中某个位置B值的大小由场源决定，它与导线是否通电、电流的大小、导线的长度没有直接关系，B反映了磁场本身的属性。

实际教学中可以在“安培力定量实验”找到实验规律 (F=BIL) 之后，再探究实验规律表达式中的不变量：即某几个物理量的比值B。利用改变磁场强弱 (或线框与场源相对位置) 的方式探究比例常数B (磁感应强度) 的变化对安培力大小的影响，强化“磁感应强度”概念。

以下数据是定量探究在恒定匀强磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力 (F) 与导线的长度 (L) 、导线中电流强度 (I) 之间的数量关系，可用于分析安培力的实验规律。

三、教具的应用

使用前应注意：首先调节底座上的水平螺丝，使水平仪气泡处于中间位置；确保电源开关处于“关闭”状态，倒向开关处于“正向”位置；将电流调节旋钮逆时针旋转至其电阻最大，长度调节旋钮指向“0”位置；取下线框与电子天平力传感器间的磁钉，调节横梁平衡滑块使天平平衡。

1. 简单应用

开启电源开关，数字电流表显示电路中无电流；长度调节旋钮旋至“1”位置，电流表显示电路中有电流通过，可见天平受到安培力作用而失去平衡；将一自制钩码轻轻挂于自制钩码支架上，调节电流调节旋钮使天平恢复平衡状态。

若要进一步粗略考察安培力与电流的关系，需记录电流强度的大小和钩码的数量；随后依次在自制钩码支架上轻轻加挂自制钩码，并调节电流强度的大小使天平再次恢复平衡。通过记录的数据能够分析出安培力的大小与电流强度大小成正比。

若要粗略考察安培力与通电导线长度的关系，需记录通电导线单位长度的倍数和钩码的数量；旋转长度调节旋钮依次改变磁场中通电导线的长度，并加挂钩码 (必要时微调电流) 使天平再次恢复平衡。通过记录的数据可以分析出安培力的大小与通电导线的长度成正比。

2. 利用电子天平定量测量

用磁钉将天平横梁与电子天平的力传感器连接起来；开启电子天平，待电子天平示数为“0”后可利用“控制变量法”进行一系列定量实验：

在磁场和线框匝数不变的情况下，通过电流调节旋钮依次改变通电导线的电流强度，并记录安培力 (以“克力”为单位) 和相对应的电流强度值；通过数据分析 (拟合曲线) 可以得出实验规律：“F∝I”；在磁场不变的情况下，旋动长度调节旋钮依次改变通电导线的长度 (必要时微调电流调节旋钮以保持电流强度基本不变) ，记录相应的安培力和与其值对应的导线长度倍数值；通过数据分析 (拟合曲线) 可以得出实验规律：“F∝L”；综合以上实验结论找到垂直于磁场方向的通电导线所受安培力的实验规律：F=BIL，其中B为比例常数。对各组实验数据计算比例常数 (B=FIL) ，虽然F, I, L有所不同，但在一定的误差范围内比例常数均相同。

改变场源磁铁组合 (改变磁场强弱) 重复上述实验和数据处理会发现，安培力的实验规律依然成立，不同的是比例常数B发生了变化。

在一个恒定的磁场中，取不同的L, I值，测出对应的F值，计算各次的比值B=FIL，可看到比值B都相同。改变磁铁组合，即改变线框所处的磁场的强弱，再做上述各项测量，求出的比值B与前次实验不同。这样就从探究实验发现：比值B反映了磁场本身的属性，从而建立起“磁感应强度”这一概念。

3. 延伸应用

利用本实验器的同时调节电流和长度可在教学中渗透“电流元”概念：在自制钩码支架上挂2个钩码，通电导线长度选择“1”；调节电流使天平平衡；再将长度调节旋钮置于“2”并改变电流强度使天平恢复平衡，此时电流强度的数值基本为前次平衡时的一半；亦可利用长度减半电流加倍方式进行实验。实验结果表明：在一定的误差范围内电流强度与通电导线长度的乘积保持不变。

磁场的叠加：在用电子天平测量安培力的模式下，手持一块磁铁逐步靠近场源磁铁的过程中电子天平的示数会不断发生变化，说明外加的磁场对原磁场有影响。

磁感应强度大小与研究点相对场源的位置有关：取下所有场源磁铁后手持一块磁铁逐渐靠近线框的过程中，电子天平的示数也会发生变化。

四、结束语

篇4：磁感应强度仿真实验

关键词：MATLAB；通电螺线管；磁感应强度物理教学

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)16-31119-02

The Simulation Experiment of Magnetic Field Intensity Produced by Solenoid——The Application of MATLAB to Physical Teaching

ZHU Wei-juan1,KONG Xiang-kun2

(1.Xuzhou No.1 Middle School,Xuzhou 221002,China;2.Department of Foundation,Zhenjiang Watercraft College of the PLA, Zhenjiang 212003,China)

Abstract:By using MATLAB,this paper gives the distribution diagrams of magnetic field intensity produced by solenoid. With examples of multitude current-carring loops，we explain the magnetic field intensity characteristic of annular loops. If this method can be used for physical teaching, students will understand physical rules more easily, and then learning effect will be improved.

Key words:MATLAB;magnetic field intensity;current-carring loop;physical teaching

1 引言

多媒体作为教学辅助手段已广泛的应用于大中小学的教学改革中，它不仅操作简单，而且具有直观教学的优点。在物理教学中，往往发现学生因为想象不出物理情景而影响对物理规律的理解和应用。若能将研究对象或者物理过程直观地展现在学生面前，无疑将大大地提高课堂效率，弥补语言讲解及教学挂图的不足。磁感应强度是描述磁场性质的重要物理量，磁感应线能形象地表示磁场在空间的分布。若能通过多媒体手段将磁感应线形象地展现出来，就能将抽象转为直观，更有助于学生的思考。

为了解决这一难题，我们运用MATLAB强大的数学运算和绘图功能，对单匝通电线圈、多匝通电线圈的磁感应强度矢量分布图进行计算机仿真，形象地展现出了磁感应强度的空间分布图，获得了较好的实验结果。

2 基本原理

此式可以应用于任意形状电流在空间空任意地点产生的磁感应强度。式中lxi,lyi,lxi表示电流元在笛卡尔直角坐标系中沿坐标轴的分量。对于（3）式，我们分别对单匝环形通电线圈和多匝线圈编写相应的MATLAB程序，不难得到磁感应强度矢量在xy平面内的分布图。

3 MATLAB程序设计与实现

3.1 单匝环形通电线圈形成的磁感应强度

程序编写如下：

clear

rh=2.5;i0=10;mu0=4*pi*1e-7;n=11%常数参数的设定

m=(n+1)/2

xmax=6;ymax=6;ngrid=40;

cx(1:ngrid,1:ngrid)=zeros;cy(1:ngrid,1:ngrid)=zeros;

c0=mu0/4*pi;

nh=20;

ngrid1=nh+1;

xmax1=0;

ymax1=2*pi;

xplot=linspace(-xmax,ymax,ngrid);%二维网格线的设定

yplot=linspace(-xmax,ymax,ngrid);

theta0=linspace(0,2*pi,21);

theta1=theta0(1:nh);

y1=rh*cos(theta1);

z1=rh*sin(theta1);

theta2=theta0(2:nh+1);

y2=rh*cos(theta2);

z2=rh*sin(theta2);

dlx=0;dly=y2-y1;dlz=z2-z1;

xc=[-(n-1)/2:2:(n-1)/2];yc=(y2+y1)/2;zc=(z2+z1)/2;

for k=1:m

for i=1:ngrid

for j=1:ngrid

rx=xplot(j)-xc(k); %计算每个格点到电流元的x方向距离

ry=yplot(i)-yc;%计算每个格点到电流元的y方向距离

rz=0-zc; %计算每个格点到电流元的z方向距离

r3=sqrt(rx.^2+ry.^2+rz.^2).^3;%计算每个格点到电流元的距离

dlxr_x=dly.*rz-dlz.*ry;

dlxr_y=dlz.*rx-dlx.*rz;

bx(i,j)=sum(c0*i0*dlxr_x./r3); %计算每段电流元在每个格点的磁感应强度水平分量

by(i,j)=sum(c0*i0*dlxr_y./r3); %计算每段电流元在每个格点的磁感应强度垂直分量

end

end

cx(1:ngrid,1:ngrid)=cx(1:ngrid,1:ngrid)+bx(1:ngrid,1:ngrid);

cy(1:ngrid,1:ngrid)=cy(1:ngrid,1:ngrid)+by(1:ngrid,1:ngrid);

end

quiver(xplot,yplot,cx,cy);%用箭头描绘矢量场

hold on

plot(xc,rh,'r*')%用红色*代表线圈与平面的交点

hold on

plot(xc,-rh,'r*')

计算机仿真得到的单匝线圈得磁场如图1所示。

图1 I=10,n(匝数)＝1，ngird(网格数)=40

由图1可以清晰的看到平面上每一个格点上矢量箭头的方向、长度不等，这就形象地说明了磁感应线上任意一点的切线方向为该点磁感强度的方向，箭头的长度代表磁感强度的大小，更好的理解它的物理含义。值得注意的是，越靠近线圈与平面的交点，磁感强度越大，反映到图中可以明显地看到这一区域的箭头旋转越明显，近似于一个旋转的圆环。

3.2 多匝环形通电线圈形成的磁感应强度

我们以(3)式为基础，只要相应增加线圈的匝数，就可以得到n匝螺线管的磁感应强度分布图。图2为双匝线圈产生的磁场分布，图3为6匝线圈产生的磁场分布，理论上只要扩大计算空间就可以获得任意匝螺线管的磁场分布图。

通过比较图2和图3，可以看出n匝通电螺线管外部的磁场分布近似等同于条形磁铁周围的磁场分布，对于学生深化对闭合磁感线的概念的理解大有裨益。

图2 I=10,n(匝数)＝2，ngird(网格数)=40

图3 I=10,n(匝数)＝6，ngird(网格数)=40

4 小结

利用MALAB强大的科学计算功能和绘图能力，分别对单匝线圈和多匝线圈的磁场分布进行计算机仿真，可以准确的描绘任意匝螺线管的磁场分布图。在物理教学中适当引入类似的计算机数值模拟的研究方法将有助于物理概念的深化，激发学生主动探索知识的积极性以及综合能力的培养。

参考文献（References）：

[1]张三慧.大学基础物理学[M].北京:清华大学出版社,2003.

[2]程守洙,江之永.普通物理学（第五版）[M].北京:高等教育出版社,1998.

[3]林国华,王永顺.运用MATLAB程序演示点电荷系的等势面[J].物理通报:2003(12):27-28.

[4]陈乃云,魏东北,李一枚.电磁场与电磁波理论基础[M].北京:中国铁道出版社,2001.

[5]王沫然.MATLAB与科学计算[M].北京:电子工业出版社,2003.

[6]陈怀琛.MATLAB及其在理工课程中的应用指南[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.

篇5：《磁感应强度》教案1

一、教材分析

磁感应强度是本章的重点内容，所以学好本节内容十分重要，首先要告诉学生一定要高度重视本节课内容的学习。

二、教学目标

(一)知识与技能

1、理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。

2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

3、会用公式F=BIL解答有关问题。(二)过程与方法

1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。

2、通过演示实验，分析总结，获取知识。(三)情感、态度与价值观

学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。

三、教学重点难点

学习重点：

磁感应强度的物理意义 学习难点：

磁感应强度概念的建立。

四、学情分析

学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识，且在研究电场时，已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。

五、教学方法

实验分析、讲授法

六、课前准备

1、学生的准备：认真预习课本及学案内容

2、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案

七、课时安排

1课时

八、教学过程

(一)用投影片出示本节学习目标.(二)复习提问、引入新课

磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢？紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？ ［学生答］用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的？其定义式是什么？

［学生答］电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的，其定义式为E=F.q过渡语：今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.(三)新课讲解-----第二节、磁感应强度 1．磁感应强度的方向

【演示】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时，小磁针的N极所指的方向不同，来认识磁场具有方向性，明确磁感应强度的方向的规定。

【板书】小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 过渡语：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢？ 2．磁感应强度的大小

【演示1】用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的，说明磁场有强弱。【演示2】探究影响通电导线受力的因素(如图)先介绍匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。

后定性演示(控制变量法)①保持通电导线的长度不变，改变电流的大小②保持电流不变，改变通电导线的长度。让学生观察导线受力情况。

【板书1】精确实验表明，通电导线和磁场方向垂直时，通电导线受力(磁场力)大小FIL

写成等式为：F = BIL ① 式中B为比例系数。

注意：①B与导线的长度和电流的大小无关②在不同的磁场中B的值不同(即使同样的电流导线的受力也不样)再用类比电场强度的定义方法，从而得出磁感应强度的定义式 【板书2】磁感应强度的大小(表征磁场强弱的物理量)

(1)定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的力(安培力)F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。符号：B 说明：如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应强度。其中，I和导线长度L的乘积IL称电流元。

(2)定义式：F ②

BIL(3)单位：在国际单位制中是特斯特，简称特，符号T.1T=N/A·m(4)物理意义：磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.对B的定义式的理解：

①要使学生了解比值F/IL是磁场中各点的位置函数。换句话说，在非匀强磁场中比值F/IL是因点而异的，也就是在磁场中某一确定位置处，无论怎样改变I和L，F都与IL的乘积大小成比例地变化，比值F/IL跟IL的乘积大小无关。因此，比值F/IL的大小反映了各不同位置处磁场的强弱程度，所以人们用它来定义磁场的磁感应强度。还应说明F是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力，此时通电导线受到的磁场力最大。

②有的学生往往单纯从数学角度出发，曲公式B= F/IL得出磁场中某点的B与F成正比，与IL成反比的错误结论。

③应强调说明对于确定的磁场中某一位置来说，B并不因探测电流和线段长短(电流元)的改变而改变，而是由磁场自身决定的；比值F/IL不变这一事实正反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的。

【例】磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10-2 N，则这个位置的磁感应强度是多大？

解答：

F5102 NB2 T2IL2.5A110 m介绍一些磁场的磁感应强度值。(P89表3。2-1)(四)小结：可继续类比磁场与静电场，小结出以下两个方面：

一是电场力与磁场力在方向上是有差异的。电场力的方向总是与电场强度E的方向相同或相反；而磁场力的方向恒与磁感应强度B的方向垂直。

二是E和B在引入方法上也是有差异的。在电场强度E的引入中，考虑到的是电场中检验电荷所受的力F与检验电荷所带电量q之比；而在磁感应强度B的引入中，考虑的是磁场中检验电流元所受的力F与乘积IL之比。

九、板书设计

1.磁感应强度定义 2.定义式：B=F

IL

3.大小：B=F(B⊥L)IL4.方向：磁感应强度的方向与磁场方向相同 5.物理意义：磁感应强度是描述磁场力性质的物理量 形象表示——磁感线

十、教学反思

篇6：高中物理磁感应强度教案

磁感应强度是电磁学的基本概念之一，是本章的重点。同时，磁场对磁极和电流的作用力(本质上是磁场对运动电荷的作用力)远比电场对电荷的作用力复杂，如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量是本章教学的一个难点。用小磁针N极受力方向定义磁感应强度的方向，用电流元受磁场力与电流元之比定义磁感应强度，符合学生的认知水平。

二、学情分析

高二的学生对重力场和电场已经很熟悉，可以通过演示实验与电场强度的定义类比来突破难点，形成磁感应强度的概念。这样让学生用已知的知识为经验去探究未知的领域也符合学生的认知规律。

三、教学目标

知识与能力：知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。

过程与方法1.通过实验、类比分析，寻找描述磁感应强度的方法。

2.进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

情感、态度、价值观：培养学生探究物理现象的兴趣，提高学习能力。

四、重难点突破

磁感应强度概念的建立是本节的重点(也是本章的重点)，同时也是本节的难点。通过与电场强度定义的类比，以实验为基础通过理论推导说明磁场对电流元的力跟电流和导线长度的关系，并进一步引入磁感应强度的定义，从而突破难点。

五、教学方法与手段

首先通过观看学生举例和视频列举，让学生对生活中磁场存在的广泛性及不同磁场强弱不同有一个感性认识，然后通过分组实验让学生观察磁场对电流的作用力与磁场强弱、电流大小、导线长度和导线与磁场的夹角都有关系，再利用DIS演示实验得出当导线跟磁场垂直时，磁场对电流的作用力跟电流成正比，跟导线长度成正比。在此基础上引入磁感应强度的定义。

教学中在教师的启发和引导下，学生通过实验探究、理论探究，在他们相互合作、共同探讨的过程中，观察现象，得出结论，给出定义，完成这节课的学习。

六、教具准备

电磁铁、蹄形磁铁、导体棒、电源、导线、DIS演示实验材料等;多媒体课件、实物投影仪。

知识准备 (学案)

复习磁场的概念、电场强度的定义方法等。

七、教学过程设计

(一)导入新课

[事件1] 课前播放图片或视频——说明研究磁现象与人类生活紧密相关

师生活动：播放两个视频：磁悬浮列车简单原理，巨大的电磁铁起重机吊起重物

PPT展示磁悬浮列车和巨大的电磁铁起重机吊起重物的图片，利用磁场的一些有趣图片等，激发学生的兴趣、求知欲。

2、磁极间的相互作用需要接触吗?——磁场;问：磁场有强弱、有方向吗?

3、【分组实验】 学生自己动手操作并观察实验现象：如图，通电电磁铁吸引别针，改变电磁铁中电流的大小，可以看到，吸引别针的多少不同，引导学生在观察现象的基础上思考：这一现象说明什么问题?

结论：实验现象说明两种情况中磁场强弱不同。

问题：怎样表示磁场强弱?

引入新课——第二节：磁感应强度

提问1：用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?试探法，

类比：用电场强度来描述电场的强弱和方向。(课件展示)

我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。

推进新课

[事件2]

教学任务：磁感应强度的方向。

师生活动：

【演示】

实物投影仪演示小磁针在磁铁周围的不同位置指向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同。

电场和磁场都是客观存在的。电场有强弱和方向，磁场也有强弱和方向。

思考，电场强度的方向是如何规定的?对研究磁感应强度的方向有何启发?

规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。场强的方向是从电荷受力的角度规定的。小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用，因此，磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。

在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向，即磁感应强度的方向。

拓展：把各个小磁针的指向连成线，也能描述磁场的方向，后来物理学家把它称为磁感线，其切线方向也为磁场方向。

磁感应强弱：问题1：在电场中，我们通过电场对电荷的作用力来了解电场的性质，磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?

不能。因为小磁针不会单独存在一个磁极，小磁针静止时，两个磁极所受合力为零，因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱，即无法定义磁感应强度的大小。

问题2：那如何研究磁感应强度的大小呢?

磁场对磁极有力的作用，磁场对通电电流也有力的作用。

无法从小磁针受力的情况研究磁感应强度的大小，转换一下思维，是否可从电流在磁场中受力的角度去研究?

实验前让学生明白：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。但要使导线中有电流，就要把它连接到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。

[事件3]

教学任务：实验探究磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的关系。

师生活动：

问题3：磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关呢?

学生提出猜想：磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向有关

磁场对电流的作用力跟电流的大小有关

磁场对电流的作用力跟导线的长度有关

磁场对电流的作用力跟磁场强度有关

等等。

通过分组实验学生亲自动手检验。

可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中，研究较长的一段通电导线的受力情况，从而推知一小段电流元的受力情况。

实验装置如图所示：三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较磁场力的大小，分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流由外部电路控制。

在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素

【分组实验】 启发学生学会应用控制变量法。

(1)保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。

结论：通电导线长度一定时，电流越大，导线所受磁场力就越大。

(2)保持电流不变，改变导线通电部分的长度。

结论：电流一定时，通电导线越长，磁场力越大。

(3)部分学生实验器材有电磁铁，可通过改变电流改变磁场强弱，探究磁场对电流的作用力跟磁场强弱的关系。

通电导线长度一定，电流不变时，磁场越强，磁场对电流的作用力越大。

上面的结论都是学生在上述实验装置，也就是导线跟磁场垂直时，实验操作得出的结论。

师生可共同演示导线跟磁场平行时，导线受力情况。

【演示】

磁场对电流的作用力跟导线与磁场方向间的关系。

结论：导线跟磁场垂直时，磁场对电流的作用力最大，导线跟磁场平行时，磁场对电流没有作用力。

[事件4]

教学任务：用DIS演示实验理论探究磁场对电流的作用力跟电流、导线长度的关系。

师生活动：

通电导线在磁场中受力大小与电流定量关系的研究

用DIS演示实验研究通电导线与磁场方向垂直时受力大小与电流大小的定量关系。如图所示的装置保持通电导线框的位置不变，用力传感器测量所需拉力F(等于电流所受磁场作用力大小)的大小，拉力与电流所受磁场力为平衡力。用电流传感器测量线框中的电流。

(1)保持L不变，改变I四次，测定相应的四个力F，利用图象得到F∝I。

(2)保持I不变，用三个相同的蹄形磁铁逐次并放，以改变受力部分导线的长度，测定相应的三个力F，得到F∝L。

同一块磁铁

F/N 0.04 0.08 0.12 I/A 0.21 0.41 0.64

保持I不变

L 2L 3L F/N 0.08 0.16 0.24 I/A 0.36 实验注意事项：

(1)矩形线圈保持竖直;

(2)两个相同的蹄形磁铁并放时要有一定的间隔;

(3)每次测量时矩形线圈相对磁铁的位置保持不变。

篇7：磁感应强度 教案

一、教学目标

1．理解磁感应强度和磁通量概念． 2．掌握用磁感线描述磁场的方法．

3．了解匀强磁场的特点，知道磁通密度即磁感应强度．

4．采用类比法，从电场强度概念引入分析，据比值法定义，建立磁感应强度概念．培养学生分析问题的能力和研究问题的方法．

二、重点、难点分析

磁感应强度是描述磁场性质的物理量，其概念的建立是本章的重点和难点．

1．在磁场中某处，垂直磁场方向放置的通电直导线，所受的磁场力与其导线长度和电流强度乘积的比值是不变的恒量，即只要在磁场中的位置不变，若是改变垂直磁场方向放置的导线长度，或改变其中的电流强度，则所受的磁场力改变，但磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值是不变的，为一特定恒量，说明该恒量反映了磁场在该处的性质．如果改变磁场中的位置，再垂直磁场方向放置通电直导线，其所受磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值又是一个不同的恒量，该恒量即反映磁场在这一位置场的性质．磁场的这种性质命名为磁感应强度．

这正可与电场类比：放在电场中某点的检验电荷所受到的电场力与其电量的比值是不变的恒量．它反映电场性质，命名为电场强度．

同是比值法定义．

2．磁通量是指穿过某个“面”的磁感线条数．因此一说磁通量必须指明是穿过哪个面的磁通量，“面”定了则面积大小定了，放在确定的磁场中，如果磁场方向与面的夹角不同，则穿过该面的磁感线条数不同．同样的面积，确定的磁场，垂直磁场方向放置，则穿过的磁感线条数最多，因此定义：垂直磁场方向放置的面积为S的面，其磁通量Φ=B·S．

3．磁感线的条数不是随意画的，它是由磁感应强度的大小决定的．垂直磁场方向单位面积上的磁通量棗即单位面积上的磁感线条数，叫磁通密度，B=Φ／S，即磁感应强度．

三、教具

干电池组，U形磁铁，水平平行裸铜线导轨，直铜棒，带夹导线三根，开关．

四、教学过程 1．引入新课： 复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备．

提问：电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用．）空间有点电场Q建立的电场，如在其中的A点放一个检验电荷q1，什么？（比值为恒量，反映场的性质，叫电场强度．）

磁场的基本特征是什么？（对其中的电流，即通电导线有磁场力的作用．）

对磁场的这种特性如何描述呢？ 2．观察实验

磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I，以及导线上电流方向与磁场方向夹角有关．

（1）通电导线在磁场中受到力的作用──磁场力F．F的方向与何有关？（磁场方向，电流方向，左手定则．）

（2）如果磁场确定，则F的大小与何有关？

如使导线与磁场平行放置，F=？垂直放置又如何？ 如改变导线长度，F如何变化？

如果改变导线上的电流强度，F如何变化？ 总结：精确的实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F跟通过的电流强度I和导线长度L成正比，或者说跟I·L的乘积成正比．这就是说无论怎样改变电流强度I和导线长度L，乘积IL增大多少倍，则F也增大多少倍．比值F／IL是恒量．

如果改变在磁场中的位置，垂直磁场放置的通电导线F／IL比值又会是新的恒量，均反映磁场的性质．

正如电场特性用电场强度来描述一样，磁场特性用一个新的物理量──磁感应强度来描述．

3．板书：磁感应强度（B）

（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示．

（2）公式：B=F／（I·L）

（3）矢量：B的方向与磁场方向，即小磁针N极受力方向相同．（4）单位：特斯拉（T）1T=1N／（A·m），即垂直磁场方向放置的长lm的导线，通入电流为1A，如果受的磁场力为1N，则该处的磁感应强度B为1T．

一般永久磁铁磁极附近的磁感应强度约为0.4T～0.7T；电机和变压器铁心中，磁感应强度为0.8T～1.4T，地面附近地磁场的磁感应强度约为0.5×10-4T．

4．板书：匀强磁场

磁感应强度的大小和方向处处相同的区域，叫匀强磁场．

其磁感线平行且等距．长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场．

如用B=F／（I·L）测定非匀强磁场的磁感应强度时，所取导线应足够短，以能反映该位置的磁场为匀强．

5．板书：磁通量（Φ）

在后面的电学学习中，我们要讨论穿过某一个面的磁场情况．我们知道，磁场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示．如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的．我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．

（1）定义：面积为S，垂直匀强磁场B放置，则B与S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示．

（2）公式：Φ=B·S

（3）单位：韦伯（Wb）1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数． 6．板书：磁通密度

磁通密度大，即穿过单位面积的磁感线条数多，一定是磁感线很密，7．课堂小结

（1）磁感应强度既反映了磁场的强弱又反映了磁场的方向，它和磁通量都是描述磁场性质的物理量，应注意定义中所规定的条件，对其单位也应加强记忆．

（2）磁通量的计算很简单，只要知道匀强磁场的磁感应强度B和所讨论面的面积S，在面与磁场方向垂直的条件下Φ=B·S．（不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影．）磁通量是表示穿过所讨论面的磁感线条数的多少．在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小．

例：如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，试分析穿过A环、B环的磁通量谁大．

解：此题所给条件是非匀强磁场，不能用Φ=B·S计算，只能比较穿过两环的磁感线净条数多少，来判断磁通量的大小．条形磁铁的磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S极进入，在磁铁内部的磁感线是从S极向N极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多．从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则A环从下向上穿过的净磁感线少于B环，所以B环的磁通量大于A环磁通量．

另外一个面积是S的面，垂直匀强磁场B放置，则穿过该面的磁通量Φ=B·S．如果该面转动180°则穿过该面的磁通量改变了2BS．

（3）磁感应强度概念的建立是通过类比法和用比值法定义的方法．同学们可总结一下，我们还在什么问题上使用过这两种方法，从而提高自己分析问题和研究问题的能力．

篇8：磁感应强度 教案

磁感应强度、磁通量

一、教学目标

1．掌握磁感应强度的定义和磁通量的定义． 2．掌握利用磁感应强度的定义式进行计算．

3．掌握在匀强磁场中通过面积S的磁通量的计算．

4． 搞清楚磁感应强度与磁场力，磁感应强度与磁通量的区别和联系．

二、重点、难点分析

1．该节课的重点是磁感应强度和磁通量的概念．

2．磁感应强度的定义是有条件的，它必须是当通电直导线L与磁

3．磁通量概念的建立也是一个难点，讲解时，要引入磁感线来帮助学生理解和掌握．

三、教具

1．通电导体在磁场中受力演示． 2．电流天平．（选用）

3．挂图（磁感线、磁通量用）．

四、主要教学过程

（一）引入新课

提问：什么是磁现象的电本质？

应答：运动电荷（电流）在自己周围空间产生磁场，磁场对运动电荷或电流有力的作用，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都可以看成是运动电荷之间通过磁场而发生相互作用．这就是磁现象的电本质．

为了表征磁场的强弱和方向，我们引入一个新的物理量：磁感应强度．我们都知道电场强度是描述电场力的特性的，那么磁感应强度就是描述磁场力特性的物理量，因此我们可以用类比的方法得出磁感应强度的定义来．

提问：电场强度是如何定义的？

应答：电场中某点的电场强度等于检验电荷在该点所受电场力与检

电荷在该点的受力方向．

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学习资 料

（二）教学过程设计 1．磁感应强度（板书）

通过实验，得出结论，当通电直导线在匀强磁场中与磁场方向垂直时，受到磁场对它的力的作用．对于同一磁场，当电流加倍时，通电导线受到的磁场力也加倍，这说明通电导线受到的磁场力与通过它的电流强度成正比．而当通电导线长度加倍时，它受到的磁场力也加倍，这说明通电导线受到的磁场力与导线长也成正比．对于磁场中某处来说，通电导线在该处受的磁场力F与通电电流强度I与导线长度L乘积的比值是一个恒量，它与电流强度和导线长度的大小均无关．在磁场中不同位置，这个比值可能各不相同，因此，这个比值反映了磁场的强弱．

提问：类比电场强度的定义，谁能根据以上实验事实用一句话来定义磁感应强度，用B来表示，并写出它的定义式．

回答：磁场中某处的磁感应强度等于通电直导线在该处所受磁场力F与通电电流和导线长度乘积IL的比．定义式为

再问：通电直导线应怎样放入磁场？ 应答：通电直导线应当垂直于磁场方向．

指出前面的回答对磁感应强度的论述是不严密的．（不管学生回答的严密不严密）应强调通电直导线必须在垂直磁场方向的条件下，该定义才成立．在测量精度要求允许的条件下，在非匀强磁场中，当通电导线足够短，可以近似地看成一个点，在该点附近的磁场也可近似地看成

小结：（板书）

（1）磁感应强度的定义

在磁场中某处垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场力F，跟通电电流强度和导线长度的乘积IL的比值叫做该处的磁感应强度B．

（2）磁感应强度的公式（定义式）：

（3）磁感应强度的单位（板书）

在国际单位制中，B的单位是特斯拉（T），由B的定义式可知：

（4）磁感应强度的方向（板书）

磁感应强度是矢量，不但有大小，而且有方向，其方向即为该处磁

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学习资 料

场方向．

顺便说明，一般的永磁体磁极附近的磁感应强度是0.5T左右，地球表面的地磁场的磁感应强度大约为5.0×10-5T．

练习1．匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10-3N，问：该处的磁感应强度B是多大？（让学生回答）

应答：根据磁感应强度的定义

在这里应提醒学生在计算中要统一单位，计算中必须运用国际单位． 再问：若上题中，电流不变，导线长度减小到1cm，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？若导线长不变，电流增大为5A，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？

引导学生讨论，得出正确的答案：2×10-3N，0．1T；1×10-2N，0.IT，并指出，某处的磁感应强度由建立该磁场的场电流情况和该点的空间位置来决定，与检验通电直导线的电流强度大小、导线长短无关．

练习2．检验某处有无电场存在，可以用什么方法？检验某处有无磁场存在，可以用什么方法？

回答：检验有无电场存在，可用检验电荷，把检验电荷放在被检验处，若该检验电荷受到电场力作用，则该处有电场存在，场强不为零；若该检验电荷没有受到电场力作用，该处没有电场存在或该处场强为零．检验某处有无磁场存在，可用“检验电流”，把通电导线放在被检验处，若该通电导线受磁场力作用，则该处有磁场存在，磁感应强度不为零；若该通电导线不受磁场力作用，则该处无磁场存在，该处磁感应强度为零．

追问：如果通电导线不受磁场力，该处是一定不存在磁场，磁感应强度一定为零吗？

引导学生讨论，得出“不一定”的正确结果．因为当通电导线平行磁场方向放在磁场中，它是不受磁场力作用的（这是实验证明的结论）．再次强调磁感应强度定义的条件：通电直导线必须垂直磁场方向放置．

再问：如何利用通电导线检验某处磁场的存在与否呢？

应答：可以改变通电导线的方向，若在各个方向均不受磁场力作用，则该处没有磁场．

再问：在通电导线在不同方法检测，至少检测几次就可确定该处没有磁场存在？

应答：至少在相互垂直的两个方向上检测两次．先将其放在任意方向检测，若此时其不受磁场力作用，则再将通电导线沿垂直刚才的方向放置，若此时其仍不受磁场力作用，则说明该处无磁场存在．

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学习资 料

2．磁感线（板书）

磁感线和电场线一样也是一种形象描述磁场强度大小和方向分布的假想的线，磁感线上各点的切线方向即该点的磁感应强度方向，磁感线的密疏，反映磁感应强度的大小．通过挂图应让学生熟悉条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线的分布，并正确地用“右手”安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线方向与电流方向的关系．

3．磁通量（板书）

磁感线和磁感应强度的关系．为了定量地确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系，规定：在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条数与该处的磁感应强度大小（单位是特）数值相同．这里应注意的是一般画磁感线可以按上述规定的任意倍来画图，这种画法只能帮助我们了解磁感应强度大小，方向的分布，不能通过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值．

提问：各点电场强度方向、大小均相同的电场叫什么电场？这种电场电场线的分布有什么特点？

应答：这种电场叫做匀强电场，匀强电场电场线的分布是间距相同方向一致的平行直线．

提问：什么叫做匀强磁场，怎样用磁感线描述匀强磁场？

应答：对于某范围内的磁场，其磁感应强度的大小和方向均相同，则该范围内的磁场叫做匀强磁场．可以用间距相同、方向一致的平行直线描述匀强磁场．

距离很近，相对面积相同且互相平行的异名磁极之间的磁场都可看做是匀强磁场．密绕螺线管中的磁场也可看做是匀强磁场．

（1）磁通量的定义（板书）

穿过某一面积的磁感线的条数，叫做穿过这个面积的磁通量，用符号Φ表示．

（2）磁通量与磁感应强度的关系（板书）

因为按前面的规定，穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数，等于磁感应强度B，所以在匀强磁场中，垂直于磁场方向的面积S上的磁通量Φ为

Φ=BS

若平面S不跟磁场方向垂直，则应把S平面投影到垂直磁场方向的面上，若这两个面间夹角为θ，则：

Φ=BS⊥=BScosθ

当平面S与磁场方向平行时，θ=90°，Φ=0．（3）磁通量的单位（板书）

以上资料均从网络收集而来

学习资 料

在国际单位中，磁通量的单位是韦伯（Wb），简称韦．

1韦（Wb）=1特（T）×1米2（m2）

由Φ=BS，可得B=Φ／S，所以磁感应强度B等于垂直于磁场单位面积上的磁通量，也叫做磁通密度，用韦（Wb）／米2（m2）作单位．

（4）磁通量是标量（板书）

磁通量是标量，只有大小，无方向． 课堂练习

练习3．如图所示，平面S=0.6m2，它与匀强磁场方向的夹角α=30°，若该磁场磁感应强度B=0.4T，求通过S的磁通量Φ是多少？（可让几个同学同时到黑板上演算．）

学生演算时，常有些同学会套公式：

为此再一次强调，Φ=BScosθ中的θ是平面S与垂直磁场方向平面间的夹角，在此题中它应是α的余角，所以此题的正确解法应是

Φ=BScos(90°－α）=BSsinα =0.4×0.6×sin30°=0.12Wb

五、说明

1．用通电直导线检验磁场的存在或磁感应强度的大小，若不管怎样变化导线方向，某处通电直导线都不受电场力作用，严格地讲这只能说明该处的磁感应强度为零，而不能断定该处无磁场．就像检验电荷在某点不受电场力作用，只能说明该点电场强度为零或是合场强为零，而不能断定该点没有电场一样．

2．磁通量是标量，它只有大小，而没有方向．虽然从一个平面正面穿过一条磁感线与从反面穿过一条磁感线是不相等的（或说是相反的），可用正负号表示，但这个正负只是表示磁感线是从哪边穿过该平面的，而不是表示磁通量的方向．

课外作业：物理第三册（必修）p.224练习一．

（教材使用人教社高级中学课本物理第二册──必修）

篇9：电场 电场强度教案

【教学内容】

第五单元第1节。

【教学目标】

知识与技能：了解电场是客观存在的一种特殊物质形态；理解电场强度的概念及其定义式，理解电场强度方向的规定；理解电场线的意义和性质。了解匀强电场的概念。

过程与方法：能用电场线描述电场，能运电场强度的定义式进行简单的计算；学会运用观察、归纳等方法从现象进行分析推理、发现客观规律，体会比值法定义物理量。

情感态度价值观：通过介绍静电研究的历史知识，激发学生热爱科学的情感，通过实验观察、分析推理培养学生严谨的科学态度和正确的思维方法。

【教学重点】

电场强度的定义及电场线的意义。

【教学难点】

对电场强度定义及电场线意义的理解。

【教具准备】

橡胶棒、玻璃棒、丝绸、毛皮、验电器、铁架台、通草球等。

【教学过程】

◆创设情境──引出课题

1．课件展示：播放视频及PPT，展示生活及生产中的静电现象。

2．实验演示：捋不拢的丝线，随梳飘动的头发等等。

3．生活现象回顾：弹不掉的灰尘，冬天脱毛衣时的火花与噼啪声等等。

4．教师讲述：以上现象的发生都与静电有关，从今天开始我们将探究静电现象。

5．人类研究静电的历史回顾

人类认识静电现象，最早的记载是希腊哲学家泰勒斯（生活时代略早于中国的孔子）发现了当时的希腊人摩擦琥珀吸引羽毛。在中国，西汉末年已有“顿牟（玳瑁）掇芥（细小物体之意）”的记载；晋朝时有关于摩擦起电引起放电现象的记载：“今人梳头，解著衣时，有随梳解结有光者，亦有咤声”。但对静电现象的科学研究却开始于2000年后的18世纪，其主要原因，一是当时的社会发展水平尚未出现对电的需求，二是科学技术水平落后，无法对研究提供技术和设备支持。

历史上，人类研究静电现象时遇到的主要困难：

一是一般物体的带电量较小，静电力非常小，没有精密仪器测量非常小的力；二是没有电量的单位，无法衡量和控制电荷的多少；三是物体有一定的大小和形状，电荷在物体上的分布情况不清楚，不好确定两带电物体之间的距离。

对静电力的科学研究，关键是上述问题的解决，谁能解决上述问题，谁就能取得研究的成功。

◆实验与探究──新课学习

一、两种电荷及电荷间的相互作用

1．摩擦起电及带电物体的特性

演示及学生实验：分别用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，它们不会吸引碎纸屑；将玻璃棒与丝绸摩擦，橡胶棒与毛皮摩擦，分别用摩擦后的玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，它们吸引碎纸屑。

教师讲述：通过摩擦，玻璃棒、橡胶棒带了电，有了电荷，这种带电方式叫摩擦起电，各种不同物质相互摩擦，都可以带电或有电荷。带电或有电荷的物体能吸引轻小物体。

2．两种电荷及相互作用

教师讲述：人类通过探究知道，自然界存在两种电荷，分别叫做正电荷与负电荷。人们把与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，将与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。人们还发现，电荷间有相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

3．物体带电的多少──电量

不管用什么方式使物体带电，总可以使物体带电的多少不同。物体所带电荷的多少叫做电荷量，简称电量。在国际单位制中，电量的单位是库仑，简称库，用大写英文字母“C”表示。

4．提出问题

带电物体即就是不相互接触，它们之间也会发生力的作用。那么，这个力是怎样产生的？又是怎样作用给另一个带电物体的呢？

二、电场

1．什么是电场？

电荷的周围空间存在电场。不管物体是通过什么方式带电的，也不管物体处在什么样的物理环境中，只要物体带电，在它周围的空间就一定存在电场。

电场是一种特殊的物质。在自然界里，物质的存在形式有两种，一种就是我们平时能够看得见摸得着的实物，如生活中使用的由各种物质构成的物体，它们有形态、色泽、硬度、密度、导电性、功能、结构等方面的差异。物质的另一种存在形式就是场，比如电场、磁场等，它们看不见摸不着，但它们能表现出被人们感知的特性，人们就是借助这些特性来研究电场的。

2．电场的基本特性

电场的基本特性就是对处在其中的电荷有力的作用，这个力称为电场力或库仑力。

两个带电物体间的电场力是通过电场实现的。比如甲乙两个电荷，甲电荷在它周围空间建立电场，乙电荷就处在了甲的电场中，受到甲电荷电场的电场力作用；同理，乙电荷在它周围空间建立电场，甲电荷处在乙电荷的电场中，受到乙电荷电场的电场力作用。

通过分析可以知道，电荷间的电场力是通过电场发生的。

三、点电荷

1．引入背景

一般带电物体，都有大小及形状的差别，即就是它们带电量相等，由于它们大小、形状的不同，使得电荷在物体上的分布情况不同，这会影响到对电荷间相互力的研究。带电体体积越小，或者描述带电体大小的线度相比于两带电体的距离可以忽略时，带电体本身的大小对问题研究的影响越小，这种情况下，可以忽略带电体自身的大小，把带电体看成是只具有电荷的点。就像研究物体的机械运动时，把物体看成具有质量的点──质点一样。

2．点电荷

点电荷是为了简化研究而引入的理想模型，实际的带电物体，总有一定的体积和形状，不会是一个“点”，所以点电荷实际上是不存在的。但物理学研究中的一个重要策略就是舍弃次要因素，抓主要因素。当带电体间的距离比它们的大小尺寸大很多时，它们的大小对于它们之间的电场力的影响是非常小的，影响它们之间电场力的主要因素是各自的电量和它们之间的距离，这时，可以忽略电荷自身的大小，把它们看成是只具有电量的几何点──点电荷。

比如两个直径为20cm的带电球，当两球心的距离为30cm时，由于球的直径与间距差不多，这种情况下，两个带电球就不能视为点电荷；如果两球心的距离为10m，这时他们的间距远远大于球的直径，球的直径对与它们间的电场力几乎没有影响，可以把它们视为电量集中在球心的点电荷。

四、电场强度

1．电场中不同位置电场特性的强弱不同

（1）科学家的实验探究：如图所示，在带电体Q产生的电场中的不同点A、B先后放入同一带电体q，发现q所受电场力的大小、方向不同，q在A点受到的电场力比在B点时受到的电场力大。

（2）实验结果剖析：既然两个位置放置的是同一电荷，那么两次受到的电场力大小、方向的不同肯定不是q引起的，应该是Q的电场引起的，这说明电场有强弱、方向的差别。如上述实验中，带电体Q电场中A点的电场比B点的电场强一些。

2．电场强度

（1）科学家的实验探究：如图所示，在带电体Q产生的电场中的不同点A、B先后放入另一带电体q，发现它在A、B两点时受到的电场力与q不同，但对于A点来说，q及q所受的电场力与电量的比值却一样；对于B点来说，q及q所受的电场力与电量的比值也一样。而且A点的这个比值比B点的这个比值大，而我们已经知道A点的电场比B的电场强，这样可以得出一个结论，将带电体放入电场中，放入的带电体在电场中的某点所受到的电场力与自己的带电量的比值的大小恰好与电场的强弱相对应。在其他任何电场中进行探究，也会有这样的结果。

（2）电场强度的定义

放入电场中某一点的电荷所收到的电场力F与它所带电量q的比值，叫做该点的电场强度（简称场强），用符号E表示。/

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（3）单位：N/C（牛顿/库仑）

（4）方向：正的点电荷所受电场力的方向。

五、电场线

1．引入背景

用图像形象表示电场的强弱和方向。电场强度是描述电场强弱及方向的物理量，因此电场强度、电场线描述的是同一现象，可以说电场线是电场强度的图示。就像用力的图示形象描述力的三要素一样。

2．怎样用电场线描述电场

（1）力的图示中线段的方向表示力的方向，因此可以在电场中画出有方向的线条，用线条的方向或线条上的切线方向表示电场的方向。

（2）可以按上述要求画出多条线条，电场强（电场强度大）的地方线条密一些，电场弱（电场强度小）的地方线条疏一些。这样线条的相对疏密程度就可以表示电场的强弱（电场强度的大小）

3．电场线

（1）画法及意义：可以在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的场强方向都在该点的切线方向上，这些曲线就叫做电场线。

同一电场中，电场线密集的区域电场强度大一些，电场线稀疏的区域电场强度小一些；电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。

4．对静电场中电场线的讨论

（1）电场线是人为引进形象描述电场的线，在电场中人们总是画出有限的条数，不能认为两线条之间的“空白”处没有电场。

（2）电场线总是起始于正电荷，终止于负电荷。对于孤立的正电荷，可认为无限远处有一个负电荷，等着“接收”它“发出”的电场线；对于孤立的负电荷，可认为无限远处有一个正电荷，“发出”让它“接收”的电场线。

（3）在没有电荷的地方，任何两条电场线不相交。因为对于电场中的一个点来说，电场的方向是唯一的，如果两条电场线在某点相交，就会出现该点电场强度方向不唯一，这与事实相违背。

（4）电场线不是带电粒子在电场中运动的轨迹。

5．几种电场中的电场线

（1）孤立正、负点电荷电场。

（2）等量异号、同号点电荷电场中的电场线。

六、匀强电场

1．匀强电场的概念

在电场的某一区域里，如果各点场强的大小和方向都相同，这一区域的电场就叫匀强电场。如两块相互靠近的带电平行金属板间的电场中，除去边缘附近以外，两板正对部分空间的电场是匀强电场

2．匀强电场的说明

（1）匀强电场是某电场中的一个区域。

（2）匀强电场中的电场线是等间距的平行直线。

◆交流与评价──总结归纳

1．问题讨论：课本第129页“复习与巩固”1、2、3。

2．引导学生归纳本节要点（见板书设计）

【作业布置】

1．复习课文，书面完成课本第129页“复习与巩固”

4、5。

2．撰写小论文《电场强度与电场线》

3．预习第2节

【板书设计】