《-磁感應(yīng)強(qiáng)度-磁通量》參考教案

PAGEPAGE10磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量【教學(xué)目標(biāo)】1．掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義和磁通量的定義。2．掌握利用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行計(jì)算。3．掌握在勻強(qiáng)電場(chǎng)中通過(guò)面積S的磁通量的計(jì)算?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的概念。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義是有條件的，它必須是當(dāng)通電直導(dǎo)線L與磁場(chǎng)方向垂直?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】磁通量概念的建立?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、新課導(dǎo)入【實(shí)驗(yàn)1】講臺(tái)上有4塊大小形狀不一的磁鐵，請(qǐng)兩位挑戰(zhàn)者各挑選其中一塊磁鐵吸起講臺(tái)上的鉤碼，吸起鉤碼的數(shù)量最多即挑戰(zhàn)成功?？偨Y(jié)：通過(guò)比較，大家一起總結(jié)，不同磁鐵的磁性強(qiáng)弱不同。我們這節(jié)課的任務(wù)就是尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。提問(wèn)：應(yīng)該用哪個(gè)物理量來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向？二、新課教學(xué)（一）磁感應(yīng)強(qiáng)度1．探究1：磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的研究方法提問(wèn)：如何研究磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向？請(qǐng)同學(xué)們回憶，之前在學(xué)習(xí)電場(chǎng)的時(shí)候，是用哪個(gè)物理量來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的？引導(dǎo)：那么我們用相似的方法來(lái)尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，同學(xué)們?cè)囍乱幌拢?．探究2：磁感應(yīng)強(qiáng)度方向提問(wèn)：在電場(chǎng)中我們用試探電荷在電場(chǎng)中某位置的受力方向來(lái)判斷該位置電場(chǎng)方向。那么磁場(chǎng)對(duì)什么物體會(huì)產(chǎn)生力的作用？該如何確定某點(diǎn)磁場(chǎng)方向呢？【實(shí)驗(yàn)2】探究磁感應(yīng)強(qiáng)度方向在投影儀中放入一個(gè)磁鐵，在磁鐵周圍就存在磁場(chǎng)，把小磁鐵放進(jìn)去，看看觀察小磁針N極S極所指的方向，移動(dòng)小磁針到其他位置，觀察小磁針指向有沒(méi)有發(fā)生變化？總結(jié)：在物理學(xué)中，把小磁針靜止時(shí)北極受力的方向或北極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡(jiǎn)稱磁場(chǎng)方向。探究3：磁感應(yīng)強(qiáng)度大小提問(wèn)：怎樣定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢？我們是否可以依舊采用小磁針？教師總結(jié)：不能。因?yàn)镹極不能單獨(dú)存在。小磁針靜止時(shí)所受的合力為零，因而不能用測(cè)量N極受力的大小來(lái)確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。并且磁場(chǎng)不僅能對(duì)磁體有作用力，還對(duì)通電導(dǎo)體有作用力！選擇模型：在磁場(chǎng)中垂直放置一段很短的通電導(dǎo)線在物理學(xué)中，我們把很短的一段通電導(dǎo)線中電流大小I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積稱為電流元思考：為什么選擇很短的？為什么要在磁場(chǎng)垂直放置（設(shè)問(wèn)但不馬上回答）？學(xué)生分組討論：思考：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力與那些因素有關(guān)？學(xué)生回答：磁場(chǎng)強(qiáng)弱、電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)短、導(dǎo)線與磁場(chǎng)的擺放角度。學(xué)生分組討論：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通電導(dǎo)線受力與這些物理量之間的關(guān)系，大膽猜想，發(fā)散思維。啟發(fā)學(xué)生：當(dāng)一個(gè)物理量與多個(gè)物理量都有關(guān)系時(shí)，采用控制變量法去逐一分析?！緦?shí)驗(yàn)3】探究通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力與擺放角度的關(guān)系在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，保持導(dǎo)體棒長(zhǎng)度不變，通過(guò)的電流大小不變，將導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)方向垂直放置，通電，觀察導(dǎo)體棒是否滾動(dòng)，斷開開關(guān)，將導(dǎo)體棒平行于磁場(chǎng)方向放置，通電，觀察導(dǎo)體棒是否滾動(dòng)，斷開開關(guān)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束?？偨Y(jié)：導(dǎo)體棒垂直于磁場(chǎng)方向時(shí)，受到磁場(chǎng)的作用力最大，導(dǎo)體棒平行于磁場(chǎng)方向時(shí)，受到磁場(chǎng)的作用力最小，為零。其他角度受到的磁場(chǎng)作用力介于兩者之間。所以在接下來(lái)的探究實(shí)驗(yàn)中，我們保持通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向，改變其他物理量，使得磁場(chǎng)的作用力效果明顯（同時(shí)解釋了之前講到電流元那里的設(shè)為“為什么要在磁場(chǎng)中垂直放置通電導(dǎo)線？”）。【實(shí)驗(yàn)4】探究影響通電導(dǎo)線受力的因素（定性）學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）保持導(dǎo)線有效長(zhǎng)度不變，改變電流的大小。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察現(xiàn)象?？偨Y(jié)：當(dāng)磁場(chǎng)和導(dǎo)線長(zhǎng)度L不變的情況下，電流I越大，偏角越大，F(xiàn)越大。（2）保持電流不變，改變導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度，觀察現(xiàn)象。總結(jié)：當(dāng)磁場(chǎng)和電流大小I不變的情況下，導(dǎo)線長(zhǎng)度L越長(zhǎng)，偏角越大，F(xiàn)越大。【實(shí)驗(yàn)5】探究影響通電導(dǎo)線受力的因素（定量）教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)（1）保持導(dǎo)線有效長(zhǎng)度不變，改變電流的大小。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察現(xiàn)象。I?F；2I?2F；3I?3F結(jié)論：F（2）保持電流不變，改變導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度，觀察現(xiàn)象。L?F；2L?2F；3L?3F結(jié)論：F實(shí)驗(yàn)研究說(shuō)明：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，又與I和L的乘積IL成正比，即：F∝IL，說(shuō)明：（1）k為比例系數(shù)，與I和L無(wú)關(guān)（2）磁場(chǎng)中同一點(diǎn)，k值相同；磁場(chǎng)中不同點(diǎn)，k值一般不同。思考：比值FIL3．定義磁感應(yīng)強(qiáng)度（1）定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用字母B表示。（2）定義式：B=F（3）單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)T；1T=1N/（A·m）強(qiáng)調(diào)：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同。特別提醒：磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流元受力情況無(wú)關(guān)，與其放置方向無(wú)關(guān)，與電流元大小無(wú)關(guān)，僅由磁場(chǎng)本身性質(zhì)決定。例1：磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線長(zhǎng)??=1cm，電流強(qiáng)度??=2.5A，若它所受的磁場(chǎng)力??=0.05N（1）求這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度??多大？（2）若導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變?yōu)?A，這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？該通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力多大？一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度【練習(xí)1】下列說(shuō)法中正確的是（）A．磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過(guò)的電流I乘積的比值，即B＝FB．通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝FIL只是定義式，它的大小取決于場(chǎng)源以及在磁場(chǎng)中的位置，與F、I、LD．通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)的方向【練習(xí)2】下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，正確的是（）A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向B．小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向【練習(xí)3】下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法，正確的是（）A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電荷所受的電場(chǎng)力的方向相同B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場(chǎng)力的方向相同C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止后，N極所指的方向相同【練習(xí)4】關(guān)于磁場(chǎng)力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法，正確的是（）A．通電導(dǎo)體不受磁場(chǎng)力作用的地方一定沒(méi)有磁場(chǎng)B．將I、L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的不同位置，受磁場(chǎng)力一定相同C．通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．以上說(shuō)法都不正確（二）勻強(qiáng)磁場(chǎng)1．定義：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。2．產(chǎn)生方法（1）距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)（除邊緣部分外）（2）通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)（除邊緣部分外）（3）相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)?！揪毩?xí)5】關(guān)于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．在某一磁場(chǎng)中，若有無(wú)數(shù)處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，這個(gè)區(qū)域里的磁場(chǎng)就是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．只要磁感線是直線，該處的磁場(chǎng)一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)C．勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線，必定是相互平行且間距相等的直線D．距離很近的兩個(gè)異名磁極之間及通電螺線管內(nèi)部靠近中間部分的磁場(chǎng)，都可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)（三）磁通量教師：勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線的疏密程度是一樣的，說(shuō)明磁場(chǎng)磁感線的疏密程度可以反應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。那么我們用什么去定義磁感線的疏密程度呢？引導(dǎo)學(xué)生自己定義線的疏密程度，繼而轉(zhuǎn)移到磁感線的疏密程度。1．定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為??的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為??，我們把??與??的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通，用字母??表示。2．公式：??＝????3．適用條件：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)；（2）磁感線與平面垂直。4．有效面積在勻強(qiáng)磁場(chǎng)??中，若磁感線與平面不垂直，公式??＝????中的??應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。??＝????????????，式中??????????即面積??在垂直于磁感線方向的投影，我們稱為“有效面積”。磁通量也可理解為穿過(guò)某面積的磁感線的條數(shù)，當(dāng)有方向相反的兩簇條數(shù)相同的磁感線穿過(guò)某面積時(shí)，該面積上的磁通量為零。5．單位：韋伯（Wb）1Wb=1Tm26．物理意義：磁通量表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)。對(duì)于同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁通量最大。當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，沒(méi)有磁感線穿過(guò)它，則磁通量為零。教師演示幾種情況??最大??較小??=0【練習(xí)5】如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)平面的磁通量為________。若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過(guò)60°角，則穿過(guò)框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90°角，則穿過(guò)框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°角，則穿過(guò)框架平面的磁通量變化量大小為________。教師和學(xué)生一起總結(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E物