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初中物理磁场教案怎么设计

学习啦【教学方法】 欣怡时间:2017-09-06 16:24:30我要投稿

  在授课前做好每一课的教学计划,将能帮助老师们更加高效的传授知识,那么初中物理磁场教案怎么设计?下面是学习啦小编分享给大家的初中物理磁场教案设计的资料,希望大家喜欢!

初中物理磁场教案怎么设计

  初中物理磁场教案设计一

  要点一 通电导线在磁场中的运动及受力

  1.直线电流元分析法:把整段电流分成很多小段直线电流,其中每一小段就是一个电流元,先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向,再判断整段电流所受安培力的方向,从而确定导体的运动方向.

  2.特殊位置分析法,根据通电导体在特殊位置所受安培力方向,判断其运动方向,然后推广到一般位置.

  3.等效分析法:环形电流可等效为小磁针,条形磁铁或小磁针也可等效为环形电流,通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁.

  4.利用结论法:(1)两电流相互平行时,无转动趋势;电流同向导线相互吸引,电流反向导线相互排斥;(2)两电流不平行时,导线有转动到相互平行且电流同向的趋势.

  要点二 带电粒子在有界磁场中的运动

  有界匀强磁场指在局部空间存在着匀强磁场,带电粒子从磁场区域外垂直磁场方向射入磁场区域,在磁场区域内经历一段匀速圆周运动,也就是通过一段圆弧后离开磁场区域.由于运动的带电粒子垂直磁场方向,从磁场边界进入磁场的方向不同,或磁场区域边界不同,造成它在磁场中运动的圆弧轨道各不相同.如下面几种常见情景:

  图3-1

  解决这一类问题时,找到粒子在磁场中一段圆弧运动对应的圆心位置、半径大小以及与半径相关的几何关系是解题的关键.

  1.三个(圆心、半径、时间)关键确定

  研究带电粒子在匀强磁场中做圆周运动时,常考虑的几个问题:

  (1)圆心的确定

  已知带电粒子在圆周中两点的速度方向时(一般是射入点和射出点),沿洛伦兹力方向画出两条速度的垂线,这两条垂线相交于一点,该点即为圆心.(弦的垂直平分线过圆心也常用到)

  (2)半径的确定

  一般应用几何知识来确定.

  (3)运动时间:t=θ360°T=φ2πT(θ、φ为圆周运动的圆心角),另外也可用弧长Δl与速率的比值来表示,即t=Δl/v.

  图3-2

  (4)粒子在磁场中运动的角度关系:

  粒子的速度偏向角(φ)等于圆心角(α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍,即φ=α=2θ=ωt;相对的弦切角(θ)相等,与相邻的弦切角(θ′)互补,即θ′+θ=180°.如图3-2所示.

  2.两类典型问题

  (1)极值问题:常借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点,然后利用数学方法求解极值.

  注意 ①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.

  ②当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆周角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.

  ③当速率v变化时,圆周角大的,运动时间长.

  (2)多解问题:多解形成的原因一般包含以下几个方面:

  ①粒子电性不确定;②磁场方向不确定;③临界状态不唯一;④粒子运动的往复性等.

  关键点:①审题要细心.②重视粒子运动的情景分析.

  要点三 带电粒子在复合场中的运动

  复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在的某一空间.粒子经过该空间时可能受到的力有重力、静电力和洛伦兹力.处理带电粒子(带电体)在复合场中运动问题的方法:

  1.正确分析带电粒子(带电体)的受力特征.带电粒子(带电体)在复合场中做什么运动,取决于带电粒子(带电体)所受的合外力及其初始速度.带电粒子(带电体)在磁场中所受的洛伦兹力还会随速度的变化而变化,而洛伦兹力的变化可能会引起带电粒子(带电体)所受的其他力的变化,因此应把带电粒子(带电体)的运动情况和受力情况结合起来分析,注意分析带电粒子(带电体)的受力和运动的相互关系,通过正确的受力分析和运动情况分析,明确带电粒子(带电体)的运动过程和运动性质,选择恰当的运动规律解决问题.

  2.灵活选用力学规律

  (1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时,就根据平衡条件列方程求解.

  (2)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解.

  (3)当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时,常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.

  (4)由于带电粒子(带电体)在复合场中受力情况复杂,运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据隐含条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.

  (5)若匀强电场和匀强磁场是分开的独立的区域,则带电粒子在其中运动时,分别遵守在电场和磁场中运动规律,处理这类问题的时候要注意分阶段求解.

  一、通电导线在磁场中的受力问题

  【例1】 竖直放置的直导线

  图3-3

  AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,圆环可以自由运动,当通以如图3-3所示方向的电流时(同时通电),从左向右看,线圈将(  )

  A.顺时针转动,同时靠近直导线AB

  B.顺时针转动,同时离开直导线AB

  C.逆时针转动,同时靠近直导线AB

  D.不动

  答案 C

  解析 圆环处在通电直导线的磁场中,由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里,由左手定则判定,水平放置的圆环外侧半圆所受安培力向上,内侧半圆所受安培力方向向下,从左向右看逆时针转,转到与直导线在同一平面内时,由于靠近导线一侧的半圆环电流向上,方向与直导线中电流方向相同,互相吸引,直导线与另一侧半圆环电流反向,相互排斥,但靠近导线的半圆环处磁感应强度B值较大,故F引>F斥,对圆环来说合力向左.

  二、带电粒子在有界磁场中的运动

  【例2】 如图3-4所示,

  图3-4

  在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B.一质量为m,带电荷量为q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP=d)射入磁场(不计重力影响).

  (1)如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度.

  (2)如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线的夹角为φ(如图所示),求入射粒子的速度.

  答案 (1)qBd2m (2)qBd(2R-d)2m[R(1+cos φ)-d]

  解析 (1)由于粒子由P点垂直射入磁场,故圆弧轨迹的圆心在AP上,又由粒子从A点射出,故可知AP是圆轨迹的直径.

  设入射粒子的速度为v1,由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得mv21d/2=qv1B,解得v1=qBd2m.

  (2)如下图所示,设O′是粒子在磁场中圆弧轨迹的圆心.连接O′Q,设O′Q=R′.

  由几何关系得∠OQO′=φ

  OO′=R′+R-d①

  由余弦定理得(OO′)2=R2+R′2-2RR′cos φ②

  联立①②式得R′=d(2R-d)2[R(1+cos φ)-d]③

  设入射粒子的速度为v,由mv2R′=qvB

  解出v=qBd(2R-d)2m[R(1+cos φ)-d]

  三、复合场(电场磁场不同时存在)

  【例3】 在空间存在一个变化的匀强电场和另一个变化的匀强磁场,电场的方向水平向右(如图3-5中由点B到点C),场强变化规律如图甲所示,磁感应强度变化规律如图乙所示,方向垂直于纸面.从t=1 s开始,在A点每隔2 s有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v0射出,恰好能击中C点,若AB=BC=l,且粒子在点A、C间的运动时间小于1 s,求:

  图3-5

  (1)磁场方向(简述判断理由).

  (2)E0和B0的比值.

  (3)t=1 s射出的粒子和t=3 s射出的粒子由A点运动到C点所经历的时间t1和t2之比.

  答案 (1)垂直纸面向外(理由见解析) (2)2v0∶1 (3)2∶π

  解析 (1)由图可知,电场与磁场是交替存在的,即同一时刻不可能同时既有电场,又有磁场.据题意对于同一粒子,从点A到点C,它只受静电力或磁场力中的一种,粒子能在静电力作用下从点A运动到点C,说明受向右的静电力,又因场强方向也向右,故粒子带正电.因为粒子能在磁场力作用下由A点运动到点C,说明它受到向右的磁场力,又因其带正电,根据左手定则可判断出磁场方向垂直于纸面向外.

  (2)粒子只在磁场中运动时,它在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.因为AB=BC=l,则运动半径R=l.由牛顿第二定律知:qv0B0=mv20R,则B0=mv0ql

  粒子只在电场中运动时,它做类平抛运动,在点A到点B方向上,有l=v0t

  在点B到点C方向上,有a=qE0m,l=12at2

  解得E0=2mv20ql,则E0B0=2v01

  (3)t=1 s射出的粒子仅受到静电力作用,则粒子由A点运动到C点所经历的时间t1=lv0,因E0=2mv20ql,则t1=2mv0qE0,t=3 s射出的粒子仅受到磁场力作用,则粒子由A点运动到C点所经历的时间t2=14T,因为T=2πmqB0,所以t2=πm2qB0;故t1∶t2=2∶π.

  初中物理磁场教案设计二

  【学习目标】

  1. 了解什么是电磁铁。

  2. 知道电磁铁的特性和工作原理及其应用。

  3. 通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素。

  4. 了解电磁继电器和扬声器的工作原理。

  5. 能用电磁继电器设计简单、实用的控制电路

  【重点难点】

  重点: 影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的工作原理

  难点: 通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素;如何使用继电器。

  【导学指导】

  一、 知识链接

  通电螺线管周围也存在着____,通电螺线管外部的磁场和____的一样,它的两段相当于两个______.通电螺线管的极性跟螺线管中的____有关,它们之间的关系可以用___ _来判定,

  磁性有无可以通过通、断__来控制;磁极的极性可以通过改变___来控制;

  磁性强弱可以通过改变通入电磁铁的____或____来控制

  二、探究新知

  (一)认识电磁铁

  定义:把一根导线绕成___,再给螺线管内插入___,当有电流通过它时,也可以像永久磁铁那样工作。这种磁体,在有电流通过时有___,没有电流时失去磁性。我们把这种磁体叫做___.

  (二)影响电磁铁磁性强弱的因素

  1、观看演示实验(课本P129页)

  把电源、开关、滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈串联起来,调整变阻器的滑片,使电路中的电流大小改变。观察通入不同大小的电流、线圈匝数、有无铁芯时电磁铁吸引曲别针的数目有什么变化。

  结论:电流越___,电磁铁的磁性越___。匝数越 ,吸引的曲别针越 ,说明电磁铁的磁性越 __;电磁铁中有铁钉时,磁性___

  归纳:影响电磁铁磁性强弱的因素有_____、_____、____

  (三) 电磁铁的优点及应用

  优点:

  ⑴磁性有无可以通过通、断___来控制⑵磁极的极性可以通过改变___来控制

  ⑶磁性强弱可以通过改变通入电磁铁的____或____来控制

  应用:电磁起重机、电铃、电报机、磁悬浮列车、发电机、电动机和自动控制

  (四) 电磁继电器

  电磁继电器

  阅读书中相关知识与图片,回答下列问题。

  1. 结构:由____、____、____、____组成。

  2. 工作电路:由____和____两部分组成。

  3. 实质:电磁继电器就是利用____来控制工作电路的一种开关。

  4. 工作原理:电磁铁通电时,具有____,吸引____,使__

  5. __和____接触,工作电路闭合;电磁铁断电时,失去__,

  弹簧把____拉起来,切断工作电路;这样就可以实现利用低电压、

  弱电流电路的通断,来间接控制____、____电路的目的。

  6. 作用:实现远距离操纵和自动控制。

  【课堂练习】

  1.通过研究电磁铁的实验可知,决定通电螺线管磁性强弱的三个因素是___、____和____。

  2.使电磁铁的N、S极位置互换的方法是( )

  A.把线圈匝数增加一倍   B.改变电流方向

  C.电流减小一半      D.把螺线管中的铁芯抽出来

  3.如图所示,将电磁铁、滑动变阻器和电源连接成闭合电路,若把滑片向右移动螺线管的磁性将( )

  A.增强 B.减弱C.不变 D.不能确定

  【总结反思】

  初中物理磁场教案设计三

  一、对教材的分析:

  本节课是在已有的电学知识和简单的磁现象知识基础上,将电和磁对立统一起来。本节课是初中物理电磁学部分的一个重点,也是可持续发展的物理学习的必要基础。

  本节课主要包括三个重要的知识点:通过奥斯特实验明确通电导线周围存在磁场;通电螺线管的磁场;安培定则,是一节内容较多、信息量较大的课。但是这节课的优点是知识结构上条理清晰、层次分明。

  本节课有两个实验,并且都有着直观的实验结果,相对较为生动,容易引发学生的学习积极性。

  二、对学生的分析

  初四学生是初中的毕业年级。学生的心智较为成熟,认知水平比起刚接触物理时有了很大提高,形象思维和抽象思维都与有了不同程度的发展,分析问题、解决问题的能力也更加进步。

  但是一分为二去看待,初四的学生往往是不爱发言,不主动表现自我,课堂气氛比起初一初二的学生沉闷。需要教师的积极、灵活的调动。

  三、教学理念:

  (1)实现教师、学生和教材的和谐发展。

  感动不了自己的演员就演不出感动观众的戏,同样感动不了自己的老师也感动不了自己的学生。教师不是千人一面,也都有自己各自的风格。教师的多样性会给学生新鲜的感觉,但是不管是什么风格的教师都要有自身的魅力。一个有魅力的教师首先要品德高尚、业务精通,钻研教材,学识广博,热爱学习和生活,喜欢和学生的交流和思想碰撞;如果能够做到这些,不管这位教师是慈爱的还是严肃的、是幽默的还是平易的,都会受到学生的欢迎。

  现在很多的教育者都能够意识到学生才是课堂的主体,学生才是课堂的主人。但是,落实到实际当中,很多学生依然还是学习的奴隶。为什么这样说呢?因为班级教学的模式依然还在,考试和作业的压力依然还在,老师的框框依然还在,学生被逼迫学习的往事记忆还在。如果老师一味做秀,强迫学生非要表现的很活跃,也是不现实的。那些有创造性的学生即便处在填鸭教学中,他们也是敢于发表自己见解的。那些不爱思考不爱表现的学生,即便处在民主的环境中,也不愿大胆提出自己的见解。这不是说课改无益,只是说明了个体之间是存在差异的。尊重人与人之间的差异,才是更好的尊重人性。因材施教才是为师的根本。

  教材作为一种学习的必要资源和导航,是人类很好的朋友。教材的结构和内容是经过很长时间的积累和实践证明科学有效的。“读书千遍,其意自现”虽是一句古话,但是在现代教育中也还是适用的。一些时髦的教育者常常让学生在网上查找资源,很少看到公开课中教师让学生看书。其实教师给学习必要的阅读指导恰好体现在对教材的阅读指导上。至于网上查找资料应该是雪中送炭而不是锦上添花的环节。尽管如此,根据不同班级不同学生的特点,教学过程的设计也可以不必完全遵照教材的设计。同时也要让学生敢于质疑教材,深入思考,不去尽信。

  有的教师常常觉得要好好珍惜课堂四十五分钟,一定要尽力多说一点,把自己知道的全都告诉给学生,这样心理才会塌实。学生探究一节课没探究出个结果来,有的老师就会想这节课上的失败了,还浪费了时间。其实,学生真的学会了多少和老师说了多少是不成正比的。结果并非不重要,但是过程永远是重于短期结果的。过程会有更长期的影响。

  另一种类型的教师会让学生做一切工作。整节课一直是学生在实验、学生在滔滔不绝侃侃而谈;教师成了大道具、大摆设,调整出一个最美丽的笑容站在一边。做为教育者都很明白这样的课,学生也不是主人,而是主演。这样的课很是热烈,但是不够和谐。 L^6?2;N }

  教师、学生和教材的和谐发展十分必要。苛求结果不见得就会得到好的结果,和谐自然的课堂才是理想的课堂。

  (2) 优化教学过程,用教学反馈调节课堂。

  结构决定功能。教师对课堂的设计是对教学结果的无形的力量。同一节课,同样的教学环节,将顺序调整就会有不同的教学效果,学生的反应可能就是截然不同的。本人曾经很精心地设计了一堂课,后来又听取老教师建议根据试讲的情况进行了修改,觉得设计的比较完美了。正式讲课那天,学生们很紧张,失去了往日的活跃。我依然按部就班着那套几经修改“比较完美”的教学过程,最后的效果是完全背离了我“快乐物理”的初衷。这节课的失败让我知道,最优化的教学过程指的就是获得最好教学效果的过程,最优化的教学过程体现的也许是教师的理性智慧但是更体现的是临时对教学过程的运筹帷幄。

  教学反馈是课堂教学里重要的一环。好比打铁,高温加热,然后锻打出一个需要的形状来,只有淬火才知道真成败。打铁不是打给围观的人看,而是真的要打出好铁器。及时的反馈,及时的评价,及时的纠错,这样才会让学生从一团混沌中拨云见日,同化知识,加深理解,联系生活,学会运用。

  (3)教学评价在课堂教学中的作用

  苏霍姆林斯基说过“每个学生都是一个独一无二的世界”。万物莫不相异。孔子对他的学生有这样的评价“柴也愚,参也鲁,师也辟,由也唁”。每个人都有自己的特点,也就有自己的长处。有的学生喜欢回答问题,有的学生喜欢做计算,有的学生擅长实验,有的学生擅长作图。抓住学生的闪光点,给以及时的鼓励。一个积极正面的评价,很可能就是一个重要的契机。

  (4)实验和教学媒体在物理课堂中的作用

  物理是一门以实验为基础的学科,很多结论的得来都是在实验的基础上。比如通电导线的周围有磁场,比如通电螺线管周围的磁场,都需要做实验。教学媒体如实物投影仪在物理课堂教学中也有重要的应用。比如通电螺线管的磁场,是用铁屑排步的形式给学生以直观的视觉效果的。如果没有实物投影仪,那么学生只能是到实验操作台参观一下(容易造成混乱),否则就看不清楚。所以实验和教学媒体都是教学的得力助手。

  (5)给学生以思想教育

  杨振宁教授曾经说过物理的极至是哲学。物理教材中渗透着许多辨证唯物主义思想,诸如世界是物质的,物质是发展变化的,事物之间是普遍联系的,运动和静止的相对性,以及实践的观点,真理的客观性,物质的可知性等。而这些深刻的思想并不是通过形象的描绘而是通过逻辑思维,通过推理,通过实验的出的。然后这些深刻的思想通过抽象、概括上升到理论。

  寻求科学之路是去粗取精去伪存真的过程,旨在揭示事物的本质和规律。同时,对科学的追求也唤起了人们的蒙昧,激发了人们的情感,使人更加高尚。如果教材中没有思想教育的因素也不必牵强附会画蛇添足。但是如果有思想教育的因素,教师就应该深层发掘,并且潜移默化润物无声地对学生进行思想道德教育。

  四、教学目标

  知识与技能: 1.知道电流周围存在磁场

  2.知道通电螺线管对外相当于一个磁体

  3.会用安培定则确定相应磁体的磁极和螺线管的电流方向

  过程与方法: 通过探究性实验的方法培养学生比较、分析、归纳的能力

  情感、态度价值观: 培养学生的学习热情和实事求是的科学态度

  重点: 1.奥斯特实验

  2.通电螺线管的磁场

  3.安培定则

  难点: 安培定则的使用

  教具: 实物投影仪、奥斯特实验器材、通电螺线管

  6)

  五、教学过程

  1)复习:1.电流的效应?2.简单的磁现象

  2)新课

  实验1:使每个同学用一组实验器材:电源、 小灯泡、导线、小磁针、磁铁来做实验。

  看看能得到什么样的结论

  学生发现:在磁体周围,小磁针发生偏转;

  在通电导线周围,小磁针也发生偏转。

  改变电流方向,小磁针反向偏转

  也就是说:通电导线周围有磁场。电流磁场的方向与电流方向有关。

  给学生讲述简单的物理学史

  在历史上,人们对电和磁现象的研究是分别进行的,认为电和磁互不相关。19世纪初,一些哲学家和科学家开始认为自然界各种现象之间相互有联系。丹麦物理学家奥斯特用实验的方法寻找电和磁之间的联系。起初他的实验都失败了。直到1820年4月,在课堂上演示实验时,终于发现通电导线周围磁针的偏转。他看到这个现象后,做过几十个不同实验,成为发现电和磁之间关系的第一个人被载入史册!今天所进行的实验正是当年奥斯特的实验,所以同学们非常了不起! w\Qip|! n_

  奥斯特的发现激发了科学家的探索热情,他们让电流通过弯成各种形状的导线来研究电流的磁场。其中有一种是把导线绕成螺线管再通电。那么通电螺线管的磁场是什么样的呢?

  实验2:在螺线管的两段各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,观察铁屑排列情况。改变电流方向,再观察一次。

  结论:通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定。通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。

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  安培发现通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系可以用手来表示,这就是安培定则。

  你们也来试试,看看能不能找出这种方法!

  安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

  3)反馈:

  4)想想议议:如果条形磁铁磁性减弱,你能用电流来使它加强吗?应该怎么办?

  5)小结

  六、教案与板书(略)

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