《磁場》教材分析與教法研究

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1、《磁場》教材分析與教法研究一、教材分析（一）教材的地位本章是電磁學基礎(chǔ)知識的重要部分。全章建立了磁場的概念，闡明了描述磁場的基本物理量,討論了磁場對電流及運動電荷的作用規(guī)律，揭示了磁現(xiàn)彖的電本質(zhì)。這些都是進一步學習電磁感應、交變電流、電磁振蕩與電磁波、丿京了物理等后繼課程所不口J缺少的重要棊礎(chǔ)，應引起充分的重視。（―）教材的結(jié)構(gòu)本章可分為四個單元：第一單元：第一節(jié)，在復習初中內(nèi)容的基礎(chǔ)上，講述永磁體的磁現(xiàn)象、磁感線及電流的磁場。第二單元：第二、三兩節(jié)，在研究磁場對通電導線的安培力大小的基礎(chǔ)上引入磁感應強度的

2、概念，明確了安培力的方向及電流表的工作原理。第三單元：第四、五、六三節(jié)，討論了磁場對運動電荷的作用，確立了洛倫茲力的大小和方向，闡明了帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律,介紹了質(zhì)譜儀利回旋加速器的工作原理。第四單元：第七節(jié)，介紹了安培分子電流假說、磁性材料及其應用.（三）目標與要求1.正確理解磁感應強度的概念和磁感線的概念。2.掌握磁場對通電導線的作用力——安培力。3.知道磁Hi式儀表的工作原理。4.掌握磁場對運動電荷的作用力——洛倫茲力。5?學握帶電粒子在勻強電場中做圓周運動的規(guī)律。6.理解回旋加速器的工作原

3、理。（四）重點和難點木章中的永磁體的磁現(xiàn)彖、電流的磁場、磁場對電流的作川等內(nèi)容，在初中物理中己經(jīng)初步學過，但本章教材不是初屮教材的簡單重復，而是在初屮對磁現(xiàn)象的描述和定性地討論磁場對電流的作用規(guī)律的基礎(chǔ)上，提高到定量地研究磁場的特性、磁場對■電流和運動電荷的作用規(guī)律以及認識磁現(xiàn)象的本質(zhì)。在木章教學中要突出這種由現(xiàn)象到本質(zhì)、由定性到定量的認識上的飛躍。因此，本章教材的重點是：描述磁場特性的基木物理最——磁感應強度，表達磁場對電流和運動電荷作用規(guī)律的基本公式和基本定則——安培力公式、洛倫茲力公式和左手定則。上述

4、重點內(nèi)容對初學者來說都有一定難度，其中尤其是對磁感應強度的定義、洛倫茲力公式的導出、帶電粒了在勻強磁場中的運動以及帶電粒了在復合場中運動問題的分析方法等等,學生往往不能正確理解和掌握，是教學中的難點，在教學中要丁分注意討論問題的邏輯和思想方法。二、教法研究木章教材的中心是研究磁場的特性及有關(guān)的規(guī)律，因此磁感應強度B是本章的中心概念。教學時，首先研究磁場的形象化描述，引出磁感線的概念，然后在研究磁場對通電導線作用力——安培力人小的基礎(chǔ)上，給出磁感應強度B的概念，再依次研究磁場對電流和運動電荷的作用力的規(guī)律及其

5、在實際中的各種應用。這樣圍繞著磁感應強度B這個中心概念，形成了本章的基本框架。（一）關(guān)于磁感應強度的引入磁感應強度是描述磁場木身性質(zhì)的一個物理量，關(guān)于磁感應強度B可以有多種引入方法，既可以根據(jù)磁場對通電導線來定義，也可以根據(jù)磁場対運動電荷的作用來定義，還可以根據(jù)對通電線圈的作用來定義等。中學教材通常都是根據(jù)磁場對通電導線的作用來定義的。它和《電場》屮定義電場強度E一樣，都是通過比值來定義的。這里想就物理罐的定義問題，做較為深入的說明。一個物理量的定義要符合兩個要求：①定義所確定的物理量的量值能定量地表征爭物

6、的物理性質(zhì)或特征；②定義本身符合事物的客觀實際，即從定義得到的量值受該事物所制約。例如關(guān)于磁感應強度的定義，在實驗中我們看到：垂直放入磁場中的通電導線受到的磁場力的人小F跟通過的電流I和導線的長度1成正比，即F跟乘積II成正比，比值跟乘積II無關(guān)，是一個恒量；將通電導線放在磁場屮不同的地方，這個比值一般是不同的，可見比值能反映磁場的一種性質(zhì)。反映出磁場的什么性質(zhì)呢？我們分析一下這個比值的大小意味著什么。比值在數(shù)值上等于垂直放入磁場中的通以單位電流的單位長度的導體所受的磁場力的大小，這個比值越大，說明垂直放入

7、磁場中的通以單位電流的單位長度的導休所受的磁場力就越大，因此，它能夠定量地反映出磁場的強弱，我們就用它來定義一個描述磁場強弱的物理量——磁感應強度。而這個定義木身乂符合客觀實際，即定義的量值為磁場本身的性質(zhì)所制約。（二）要使學生明確，有關(guān)判定方向的“定則"，都是人為規(guī)定的在物理學中，為了判定某個物理量的方向，常采用一些簡單易行的方法。這些方法，（即所謂的“定則”）在磁場及電磁感應的教學屮，有著廣泛的應用，并構(gòu)成相關(guān)教學內(nèi)容必不可少的組成部分。為了使學牛?明確這種“定則'啲效用，正確靈活地運用“定則”，教學中

8、應注意以下兒點：①同一物理雖方向的判定方法可以是多種的；②運用某一定則時，要對相關(guān)物理量作已知、未知的區(qū)分，教師要有意識地變更由某一定則所聯(lián)系的幾個物理最的已知、未知情況，讓學牛比較熟練和靈活地應用這一定則。例如本章的安培定則和左手定則即是如此。順便說明一下，在進行安培定則右手握螺線管的教學時，耍在復習初中內(nèi)容的基礎(chǔ)上上升到磁感線的高度，同時要使于生會識別玄線電流、環(huán)形電流和通電螺線管三種常見磁場的磁感線的立體圖