2019-2020年高二物理《磁感應強度》導學案.doc

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2019-2020年高二物理《磁感應強度》導學案 一、【學習目標】 1、知識與技能 （1）理解磁感應強度B的定義，知道B的單位是特斯拉； （2）會用磁感應強度的定義式進行有關(guān)計算； （3）會用公式F=BIL解答有關(guān)問題。 2、過程與方法 （1）使學生知道物理中研究問題時常用的一種科學方法——控制變量法； （2）通過演示實驗、分析總結(jié)、獲取知識。 3、情感、態(tài)度與價值觀：使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的科學方法。 【教學重點與難點】 磁感應強度的物理意義。 磁感應強度概念的建立。 教學用具：磁鐵、電源、金屬桿、導線、鐵架臺、投影儀、投影片。 （一）引入新課 磁場不僅具有方向，而且也具有強弱，為表征磁場的強弱和方向就要引入一個物理量。怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢？ 提問1：用哪個物理量來描述電場的強弱和方向？ 答：用電場強度來描述電場的強弱和方向。 提問2：電場強度是如何定義的，其定義式是什么？ 答：電場強度是通過將一檢驗電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗電荷量的比值來定義的，其定義式為E= 過渡語：今天我們用相類似的方法來學習描述磁場強弱和方向的物理量——磁感應強度。 （二）進行新課 1、磁感應強度的方向 電場和磁場都是客觀存在的。電場有強弱和方向，磁場也有強弱和方向。大家想一下，電場強度的方向是如何規(guī)定的？對研究磁感應強度的方向你有何啟發(fā)？ 規(guī)定正電荷所受電場力的方向為該點的電場強度的方向。場強的方向是從電荷受力的角度規(guī)定的。小磁針放入磁場中會受到磁場力的作用，因此，磁場的方向可以從小磁針受力的角度規(guī)定。 在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點的磁場方向，即磁感應強度的方向。 問題1：磁感應強度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？ 答：不能。因為小磁針不會單獨存在一個磁極，小磁針靜止時，兩個磁極所受合力為零，因此無法從小磁針受力的角度確定磁場的強弱，既無法定義磁感應強度的大小。 問題2：那我么如何研究磁感應強度的大小呢？ 答：從電流在磁場中受力的角度去研究。 2、磁感應強度的大小 指出：在物理學中，把很短一段通電導線中的電流I與導線長度L的乘積IL叫做電流元。但要使導線中有電流，就要把它連接到電源上，所以孤立的電流元是不存在的。那我們怎樣研究磁場中某點的磁感應強度呢？ 討論：可以在磁場的強弱和方向都相同的勻強磁場中，研究較長的一段通電導線的受力情況，從而推知一小段電流元的受力情況。如圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認為磁極間的磁場是均勻的，將一根直導線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導線將擺動一個角度，通過這個角度我們可以比較磁場力的大小，分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導線通電部分的長度，電流強度由外部電路控制。 （1）先保持導線通電部分的長度不變，改變電流的大小。 結(jié)論：通電導線長度一定時，電流越大，導線所受磁場力就越大。 （2）然后保持電流不變，改變導線通電部分的長度。 結(jié)論：電流一定時，通電導線越長，磁場力越大。 講解：精確的實驗表明，通電導線在磁場中受到的磁場力的大小，既與導線的長度L成正比，與導線中的電流I也成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL，式中B為比例系數(shù)。 問題：B有何物理意義呢？在不同的蹄形磁鐵的磁場中重復上面的實驗。 結(jié)論： 1、在同一磁場中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的。 2、I、L不變，但在不同的磁場中，比值B是不同的。 3、可見，B是由磁場本身決定的，在電流I、導線長度L相同的情況下，電流所受的磁場力越大，比值B越大，表示磁場越強。 總結(jié)： （1）磁感應強度的定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的磁場力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度，即 。 【說明】 1、如果導線很短很短，B就是導線所在處的磁感應強度。 2、物理意義：磁感應強度B是表示磁場強弱的物理量。 3、單位：在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T。 1 T=1 4、方向：磁感應強度是矢量。在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點的磁場方向，即磁感應強度的方向。 （投影）讓學生了解特斯拉。 （投影）了解一些磁場的磁感應強度 3、實例探究 對磁感應強度的理解 例1、下列關(guān)于磁感應強度大小的說法中正確的是（ ） A.通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大 B.通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大 C.放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同 D.磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關(guān) 解析：正確答案是D。因為磁場中某點的磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導線的受力及方向都無關(guān)。所以A選項錯，D選項正確。因為通電導線在磁場中受力的大小不僅與磁感應強度有關(guān)，而且與通電導線的取向有關(guān)，故B選項錯，對C選項雖然勻強磁場中磁感應強度處處相等，但當導線在各個位置的方向不同時，磁場力是不相同的（導線與磁場垂直時受磁場力最大，與磁場平行時受磁場力為零），而Ｃ選項中沒有說明導線在各個位置的取向是否相同，所以Ｃ選項錯。答案：D 【說明】 1、磁場中某點磁感應強度的大小與通電導線的受力無關(guān)，由磁場本身決定。 2、通電導線在磁場中的受力不僅與磁感應強度有關(guān)，還跟導線的位置取向有關(guān)。 例2、下列說法中錯誤的是（ ） A.磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導線放在該處時所受磁場力F與I、L的乘積的比值。 B.一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場。 C.一小段通電導線放在磁場中A處時受磁場力比放在B處大，則A處磁感應強度比B處的磁感應強度大。 D.因為B =F／IL，所以某處磁感應強度的大小與放在該處的通電小段導線IL乘積成反比。 答案：ABCD 例3、一根導線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是610-2N，則該處的磁感應強度B的大小是_____T；如果該導線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應強度的大小是_____T。 解析：由磁感應強度的定義式 ： 得：T=0.1T ，當導線的長度和電流都減小一半，磁感應強度的大小不變，仍為0.1T。答案：0.1T；0.1T。 5、作業(yè)1、閱讀課本第85頁科學漫步《地球磁場與古地質(zhì)學》 2、完成P90練習 1、2、3