物理选修3-1第三章 磁场(教学参考资料)
一,教科书的编写意图
1.注重通过实验,丰富学生的感性认识,形成基本的物理概念.
在教科书中,通过演示实验,探究影响通电导线受力的因素,使学生认识到磁场有强弱和方向,最后形成磁感应强度以及安培力的概念.通过演示实验,观察阴极射线在磁场中的偏转,形成了洛伦兹力的概念.通过洛伦兹力演示仪的使用,从而形成了沿着与磁场垂直方向射人匀强磁场的带电粒子做匀速圆周运动的观点.
可见,通过演示实验,直观生动,把抽象变为形象,为学生形成物理概念奠定了坚实的基础.
2.注重学生获取知识的过程,为学生留下更多空间,培养学生科学的思维和研究方法.
在推导洛伦兹力公式的过程中,不是按部就班地展现推导过程,而是采用思考与讨论的方式:先建立物理模型,给出相关的已知量,循序渐进地让学生自己分三步完成,从而得出F=qvB,这样就让学生经历了一个推导的过程,让他们自己思考,自主地,能动地获取知识.关于洛伦兹力的方向,也是提出问题让学生通过思考与讨论,得出结论.
在研究带电粒子在磁场中的运动时,首先通过演示实验得到感性认识,然后通过思考与讨论,让学生自己应用所学过的力学知识来推导粒子作匀速圆周运动的半径的公式,讨论半径与粒子速度,磁场的磁感应强度的关系,再回头验证刚才的演示实验.关于回旋加速器,让学生自己通过思考与讨论,推导粒子作匀速圆周运动的周期公式,并从该公式中发现周期与粒子的速度和圆周运动的半径无关的结论,从而理解回旋加速器的原理.
3.注重知识的应用过程,培养分析和解决问题的能力,体会科学技术就是生产力.
学习了安培力的公式之后,通过对磁电式电流表的结构,原理,优点的介绍,使学生深入地认识了磁电式电流表.通过用小磁针估测磁感应强度的课外小实验,加深了对磁感应强度这一矢量的理解,巩固了矢量合成的平行四边形法则,还提出了一些值得思考的问题.在学习洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动以后,以例题的形式来体现知识应用的过程,实际上就是在分析质谱仪的原理.同样,回旋加速器也是应用了有关洛伦兹力的知识来解决一个科学研究中的问题——粒子加速.这样,在应用知识的同时,培养了分析和解决问题的能力,体现了学以致用的理念.
4.注重为学生自主学习和教学方式的多样化创造条件.
教科书通过 "做一做","思考与讨论" "课题研究""课外读物"及"网站推荐"等栏目,调动学生积极主动地动手,动脑,提出问题,分析问题,最后解决问题.比如"验证环形电流的磁场"" 用传感器研究磁场","用小磁针估计磁感应强度""从安培力公式推导洛伦兹力的公式"."推导带电粒子在匀速圆周运动中的半径公式,周期公式""霍尔效应"等等,给学生的动手动脑提供了大量的机会,也留给了学生大量的思考空间.
5.注意学生空间想像能力的提高,突破教学难点.
教科书通过用三维空间图的表现方式,使抽象变为直观,培养学生的空间想像能力.比如"几种常见的磁场""磁通量""安培力的方向""磁电式电流表""洛伦兹力的方向","回旋加速器"等等.
6.注重教材内容的开放性,加强物理与生活,技术,社会的联系.
教科书通过"指南针与郑和下西洋",说明我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响.通过"地球磁场与古地质学",使学生了解"地磁异常"的现象;通过"用磁传感器研究磁场",使学生了解一种磁传感器并加深对磁感应强度的理解;"电视显像管的工作原理"使学生了解磁偏转在生活中的应用,而"质谱仪","回旋加速器"则是磁偏转在科学研究中的应用.
二,教学要求与教学建议
本节的重点是电流的磁效应和磁场概念的形成,要通过演示实验来认识这两个方面,为第二节和第四节打下基础.
(1)磁现象
一方面可以通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究,指南针的发明和作用来认识磁现象,另一方面可以通过演示实验(磁极之间的相互作用,磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭,磁盘,磁带,磁卡,门吸,电动机,电流表)来形象生动地认识磁现象.
(2)电流的磁效应
通过演示奥斯特实验,让学生直观认识电流的磁效应.做实验时可以分为四种情形观察并记录现象:水平电流在小磁针的正上方时,让电流分别由南向北流和由北向南流;水平电流在小磁针的正下方时,让电流分别由南向北和由北向南流.在认识电流的磁效应的同时,也为地磁场和通电直导线的磁场的教学埋下伏笔,也可以留下问题让学生思考.
了解电流的磁效应的发现过程,体现物理思想(电与磁有联系)和研究方法(奥斯特实

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