2022魯科版選修(3-1)第三節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》word教案

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1、2022魯科版選修(3-1)第三節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》word教案 教學(xué)目的：理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念. 記住磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位，知道磁場的特點(diǎn)，知道磁通量記住磁通量的單位。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,掌握新概念,培養(yǎng)學(xué)生觀察.思考. 歸納的邏輯思維能力.使學(xué)生學(xué)會(huì)類比法.用比值定義物理量的方法等常見的物理方法. 重點(diǎn)難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念的理解，磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系 教　　具：大的蹄形磁鐵、線圈、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線、電鍵、穩(wěn)壓電源等。 教學(xué)過程: 問題提出 在前兩節(jié),我們通過實(shí)驗(yàn)觀察,提出假設(shè),運(yùn)用類比方法,明確了磁場的起源;規(guī)定了磁場方向;引入磁感應(yīng)線,形象地描述了磁場;掌握了運(yùn)

2、用安培定則確定直線電流.環(huán)型電流及通電螺線管的磁場方向等知識.磁場和電場一樣都是物質(zhì).我們在電場一章中研究了電場的最基本的特性及描述這一基本特性的物理量.這一節(jié)我們將按照研究電場特性類似的思路來研究磁場的特性.為此,請同學(xué)們先回答兩個(gè)問題. 問1:電場和磁場的最基本的屬性是什么？ 電場與磁場的比較： 電 場 磁 場 1．描述場特性的物理量 電場強(qiáng)度E 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 2．定 義 E＝ B＝ 3．物理量的性質(zhì) 矢量 矢量 4．方向 正檢驗(yàn)電荷所受電場力的方向 小磁針N極所指的方向或用通電導(dǎo)線來判斷 5．檢驗(yàn)存在的方法

3、 放入檢驗(yàn)電荷 放入小磁針或通電導(dǎo)線 一、 磁感應(yīng)強(qiáng)度 【問一：一段電阻絲拿出來，該電阻絲電阻大小客觀存在沒有？ 追問1：如何讓它的屬性反映出來？ 追問2：若電壓U在不斷變化，觀察到電流I的也隨之變化，電阻的大小變化嗎？ 總結(jié)：電阻的大小是導(dǎo)體的屬性，與電壓U、電流I無關(guān)，用U／I這個(gè)不變值可量電阻大小，即R＝U／I。 問二：如圖所示，一個(gè)電量為Q的點(diǎn)電荷存在，空間A點(diǎn)的場強(qiáng)大小客觀存在沒有？ 追問1：如何讓它的屬性反映出來？ 追問2：q不斷變化，同時(shí)觀察到庫侖力F也隨之變化，A點(diǎn)的場強(qiáng)大小變化？總結(jié)：A點(diǎn)場強(qiáng)大小是＋Q的屬性，與電量q、庫侖力F無關(guān)，用F／q這個(gè)不變的

4、值可量度A點(diǎn)場強(qiáng)大小，即E＝F／q。 問三：圖中A點(diǎn)的方向客觀存在沒有？ 追問3：如何讓它的屬性反映出來？ 總結(jié)：A點(diǎn)場強(qiáng)方向客觀存在，且只有一個(gè)方向，＋q受力方向始終不變，可以確定＋q的受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)場強(qiáng)的方向。 問四：如圖所示，一個(gè)通電螺線管存在，空間A點(diǎn)磁場方向客觀存在沒有？ 追問1：如何讓它的屬性反映出來？ 總結(jié)：A點(diǎn)磁場方向客觀存在，且只有一個(gè)方向。不同的小磁針放在A點(diǎn)北極受力方向始終一致，可以確定小磁針北極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場方向。 問五：如圖所示A點(diǎn)場強(qiáng)的大小客觀存在沒有？ 追問1：能不能通過在A點(diǎn)換不同小磁針來量度該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度？ 追問2：還有其它方法能使A點(diǎn)磁場

5、屬性反映出來嗎？ 追問3：通電導(dǎo)線在磁場中一定受力嗎？ 實(shí)驗(yàn)演示1：通電導(dǎo)線的通電方向與A點(diǎn)磁場方向一致，通電導(dǎo)線不受力 實(shí)驗(yàn)演示2：通電導(dǎo)線的通電方向與A點(diǎn)磁場方向成一定角，通電導(dǎo)線受力小 實(shí)驗(yàn)演示3：通電導(dǎo)線的通電方向與A點(diǎn)磁場方向垂直，通電導(dǎo)線受力最大】 根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力，如何用類比的方法來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度呢？ 1．實(shí)驗(yàn)證明：磁場的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？有什么樣的關(guān)系？如何用這些物理量來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度？ 用通電導(dǎo)線放入磁場中研究其受力情況： 當(dāng)通電導(dǎo)線通入的電流I越大時(shí)，導(dǎo)線受到的磁場力也越大 當(dāng)通電導(dǎo)線的長度L越長時(shí)，導(dǎo)線受到的

6、磁場力也越大 當(dāng)改變導(dǎo)線方向與磁場方向的夾角改變時(shí)，導(dǎo)線的磁場力也改變 大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明：磁場力F與電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L乘積之比，對磁場中某一點(diǎn)來說是一恒定值，對磁場中的不同點(diǎn)比值不同。 此比值反映了磁場對通電導(dǎo)線作用的特點(diǎn)，反映發(fā)了磁場強(qiáng)弱。 2．定義式：B＝ 通電導(dǎo)線是否任意放置？注意點(diǎn)：L：很短，相當(dāng)于一點(diǎn) B：為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 1． 方向：該點(diǎn)的磁場方向，即為小磁針N極所指方向， 2． 單位：在國際單位制中B單位為T 永久磁鐵附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B：0.4T－0.7T 電機(jī)、變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)

7、度：0.8T—1.4T 地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度：0.5×10T 5.問題討論： 例：磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5A，導(dǎo)線長度為1cm,受到的磁場力為510N，問：（1）這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？（2）如果把通電導(dǎo)線的電流強(qiáng)度增大到5A，這一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場力F各是多少？（3）如果讓通電導(dǎo)線平行磁場方向，這時(shí)B、F各是多大？ 例2：如果通電導(dǎo)線不受磁場力作用，該處是否一定沒有磁場呢？ 二、磁感應(yīng)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系： 磁感應(yīng)線的疏密程度反映了磁場的強(qiáng)弱，即也就反映了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 為了定量確定磁感應(yīng)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的

8、關(guān)系，物理學(xué)中規(guī)定：在垂直于磁場方向面積上磁感應(yīng)線的條數(shù)跟那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值相同。但一般在畫圖中磁感應(yīng)線條數(shù)可以是這個(gè)若干倍，不是由圖中通過磁感應(yīng)線的條數(shù)來得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值，僅僅通過磁感應(yīng)線分析比較那里磁場的強(qiáng)弱。 三、磁通量： 1． 定義：穿過某一面積的磁感應(yīng)線的條數(shù)，叫做穿過這個(gè)面積的磁通量 2． 符號：Φ 3． 表達(dá)式： 4． 單位：韋伯，Wb 例：下列幾種情況下的磁通量的大小： 例：如圖所示，磁感強(qiáng)度B垂直于線圈平面S、S(S＞S)指向紙內(nèi)，若通過線圈平面的磁通量分別為φ、φ則（） A φ＝φ B φ＞φ

9、 C φ＜φ D 無法判斷 5．注意點(diǎn)：磁通量的大小由穿過該面的磁感線的條數(shù)決定，與面積的大小無關(guān)。 6．在勻強(qiáng)磁場中磁通量的大小可以用公式Φ＝BS計(jì)算，在使用此公式時(shí)，注意： （1） 磁場必須是勻強(qiáng)磁場 （2） 磁感線與線圈平面須垂直，不垂直須取投影面積 （3） 磁通量與磁磁萬場力不同，計(jì)算時(shí)它與線圈的匝數(shù)無關(guān) （4） 磁通量是標(biāo)量，但有方向，通常取從某一方向穿過該面積的磁通量為正值，則從相反方向穿過則為負(fù)值。 例：某一線圈的截面積為0.1㎡，匝數(shù)為100匝，垂直于磁場方向放入磁感強(qiáng)度為5T的勻強(qiáng)磁場中，則穿過此線圈的磁通量為多少？若將線圈某一邊轉(zhuǎn)動(dòng)180o

10、，則磁通量的改變量為多少？ 例：試比較A、B兩線圈的磁通量的大小，已知S＞S。 四、磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系： 穿過垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的單位面積的磁感應(yīng)線的條數(shù)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，所以在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的面積S的磁通量Φ。 Φ＝BS 如果平面不垂直于磁場方向，則應(yīng)把平面投影到垂直磁場的面上 即 Φ＝BScosθ 由公式可知：B＝――磁通密度，即單位面積上磁通量 磁通量變化：△Φ＝△BScosθ ＝B△Scosθ ＝BS△（cosθ） （1）磁場的變化 （2）面積的變化 （3）面積S與B方向的夾角變化 課堂練習(xí)： 布置作業(yè)：