磁感應(yīng)強(qiáng)度教案

1、磁場·磁感應(yīng)強(qiáng)度一、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)電場中通過面積S的磁通量的計(jì)算。4搞清楚磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場力，磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁通量的區(qū)別和聯(lián)系。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1該節(jié)課的重點(diǎn)是磁感應(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3磁通量概念的建立也是一個(gè)難點(diǎn)，講解時(shí)，要引入磁感線來幫助學(xué)生理解和掌握。三、教具1通電導(dǎo)體在磁場中受力演示。2電流天平。（選用）3掛圖（磁感線、磁通量用）。四、主要教學(xué)過程（一）引入新課提問：什么是磁現(xiàn)象的電本質(zhì)？應(yīng)答：運(yùn)動(dòng)電荷（電流）在自己周圍空間產(chǎn)生磁場，磁場

2、對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷或電流有力的作用，磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間發(fā)生相互作用都可以看成是運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場而發(fā)生相互作用。這就是磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。為了表征磁場的強(qiáng)弱和方向，我們引入一個(gè)新的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度。我們都知道電場強(qiáng)度是描述電場力的特性的，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度就是描述磁場力特性的物理量，因此我們可以用類比的方法得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義來。提問：電場強(qiáng)度是如何定義的？應(yīng)答：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場力與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向。（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)1磁感應(yīng)強(qiáng)度（板書）通過實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，當(dāng)通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中與磁場方向垂直時(shí)，受到磁場對(duì)它的力的作用。對(duì)于同一磁場，當(dāng)電流加倍時(shí)

3、，通電導(dǎo)線受到的磁場力也加倍，這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與通過它的電流強(qiáng)度成正比。而當(dāng)通電導(dǎo)線長度加倍時(shí)，它受到的磁場力也加倍，這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與導(dǎo)線長也成正比。對(duì)于磁場中某處來說，通電導(dǎo)線在該處受的磁場力F與通電電流強(qiáng)度I與導(dǎo)線長度L乘積的比值是一個(gè)恒量，它與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的大小均無關(guān)。在磁場中不同位置，這個(gè)比值可能各不相同，因此，這個(gè)比值反映了磁場的強(qiáng)弱。提問：類比電場強(qiáng)度的定義，誰能根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)用一句話來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B來表示，并寫出它的定義式?；卮穑捍艌鲋心程幍拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度等于通電直導(dǎo)線在該處所受磁場力F與通電電流和導(dǎo)線長度乘積IL的比。定義式為再問：通電直導(dǎo)線應(yīng)怎

4、樣放入磁場？應(yīng)答：通電直導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)垂直于磁場方向。指出前面的回答對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的論述是不嚴(yán)密的。（不管學(xué)生回答的嚴(yán)密不嚴(yán)密）應(yīng)強(qiáng)調(diào)通電直導(dǎo)線必須在垂直磁場方向的條件下，該定義才成立。在測量精度要求允許的條件下，在非勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)通電導(dǎo)線足夠短，可以近似地看成一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)附近的磁場也可近似地看成小結(jié)：（板書）（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義在磁場中某處垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場力F，跟通電電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積IL的比值叫做該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的公式（定義式）：（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位（板書）在國際單位制中，B的單位是特斯拉（T），由B的定義式可知：（4）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向（板書）

5、磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，不但有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場方向。順便說明，一般的永磁體磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.5T左右，地球表面的地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約為5.0×10-5T。練習(xí)1勻強(qiáng)磁場中長2cm的通電導(dǎo)線垂直磁場方向，當(dāng)通過導(dǎo)線的電流為2A時(shí)，它受到的磁場力大小為4×10-3N，問：該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？（讓學(xué)生回答）應(yīng)答：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義在這里應(yīng)提醒學(xué)生在計(jì)算中要統(tǒng)一單位，計(jì)算中必須運(yùn)用國際單位。再問：若上題中，電流不變，導(dǎo)線長度減小到1cm，則它受磁場力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B各是多少？若導(dǎo)線長不變，電流增大為5A，則它受磁場力F和該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B各是多

6、少？引導(dǎo)學(xué)生討論，得出正確的答案：2×10-3N，0.1T；1×10-2N，0.1T，并指出，某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度由建立該磁場的場電流情況和該點(diǎn)的空間位置來決定，與檢驗(yàn)通電直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度大小、導(dǎo)線長短無關(guān)。練習(xí)2檢驗(yàn)?zāi)程幱袩o電場存在，可以用什么方法？檢驗(yàn)?zāi)程幱袩o磁場存在，可以用什么方法？回答：檢驗(yàn)有無電場存在，可用檢驗(yàn)電荷，把檢驗(yàn)電荷放在被檢驗(yàn)處，若該檢驗(yàn)電荷受到電場力作用，則該處有電場存在，場強(qiáng)不為零；若該檢驗(yàn)電荷沒有受到電場力作用，該處沒有電場存在或該處場強(qiáng)為零。檢驗(yàn)?zāi)程幱袩o磁場存在，可用“檢驗(yàn)電流”，把通電導(dǎo)線放在被檢驗(yàn)處，若該通電導(dǎo)線受磁場力作用，則該處有磁場存在，磁

7、感應(yīng)強(qiáng)度不為零；若該通電導(dǎo)線不受磁場力作用，則該處無磁場存在，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。追問：如果通電導(dǎo)線不受磁場力，該處是一定不存在磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零嗎？引導(dǎo)學(xué)生討論，得出“不一定”的正確結(jié)果。因?yàn)楫?dāng)通電導(dǎo)線平行磁場方向放在磁場中，它是不受磁場力作用的（這是實(shí)驗(yàn)證明的結(jié)論）。再次強(qiáng)調(diào)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的條件：通電直導(dǎo)線必須垂直磁場方向放置。再問：如何利用通電導(dǎo)線檢驗(yàn)?zāi)程幋艌龅拇嬖谂c否呢？應(yīng)答：可以改變通電導(dǎo)線的方向，若在各個(gè)方向均不受磁場力作用，則該處沒有磁場。再問：在通電導(dǎo)線在不同方法檢測，至少檢測幾次就可確定該處沒有磁場存在？應(yīng)答：至少在相互垂直的兩個(gè)方向上檢測兩次。先將其放在任意方向檢測，

8、若此時(shí)其不受磁場力作用，則再將通電導(dǎo)線沿垂直剛才的方向放置，若此時(shí)其仍不受磁場力作用，則說明該處無磁場存在。2磁感線（板書）磁感線和電場線一樣也是一種形象描述磁場強(qiáng)度大小和方向分布的假想的線，磁感線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，磁感線的密疏，反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。通過掛圖應(yīng)讓學(xué)生熟悉條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管的磁感線的分布，并正確地用“右手”安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線方向與電流方向的關(guān)系。3磁通量（板書）磁感線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系，規(guī)定：在垂直磁場方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感

9、應(yīng)強(qiáng)度大?。▎挝皇翘兀?shù)值相同。這里應(yīng)注意的是一般畫磁感線可以按上述規(guī)定的任意倍來畫圖，這種畫法只能幫助我們了解磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，方向的分布，不能通過每平方米的磁感線數(shù)來得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值。提問：各點(diǎn)電場強(qiáng)度方向、大小均相同的電場叫什么電場？這種電場電場線的分布有什么特點(diǎn)？應(yīng)答：這種電場叫做勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場電場線的分布是間距相同方向一致的平行直線。提問：什么叫做勻強(qiáng)磁場，怎樣用磁感線描述勻強(qiáng)磁場？應(yīng)答：對(duì)于某范圍內(nèi)的磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均相同，則該范圍內(nèi)的磁場叫做勻強(qiáng)磁場?？梢杂瞄g距相同、方向一致的平行直線描述勻強(qiáng)磁場。距離很近，相對(duì)面積相同且互相平行的異名磁極之間的磁場都可看做是

10、勻強(qiáng)磁場。密繞螺線管中的磁場也可看做是勻強(qiáng)磁場。（1）磁通量的定義（板書）穿過某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過這個(gè)面積的磁通量，用符號(hào)表示。（2）磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系（板書）因?yàn)榘辞懊娴囊?guī)定，穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，所以在勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向的面積S上的磁通量為=BS若平面S不跟磁場方向垂直，則應(yīng)把S平面投影到垂直磁場方向的面上，若這兩個(gè)面間夾角為，則：=BS=BScos當(dāng)平面S與磁場方向平行時(shí)，=90°，=0。（3）磁通量的單位（板書）在國際單位中，磁通量的單位是韋伯（Wb），簡稱韋。1韋（Wb）=1特（T）×1米2（m2）由=B

11、S，可得B=S，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度B等于垂直于磁場單位面積上的磁通量，也叫做磁通密度，用韋（Wb）米2（m2）作單位。（4）磁通量是標(biāo)量（板書）磁通量是標(biāo)量，只有大小，無方向。課堂練習(xí)練習(xí)3如圖所示，平面S=0.6m2，它與勻強(qiáng)磁場方向的夾角=30°，若該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，求通過S的磁通量是多少？（可讓幾個(gè)同學(xué)同時(shí)到黑板上演算。）學(xué)生演算時(shí)，常有些同學(xué)會(huì)套公式：為此再一次強(qiáng)調(diào)，=BScos中的是平面S與垂直磁場方向平面間的夾角，在此題中它應(yīng)是的余角，所以此題的正確解法應(yīng)是=BScos（90°-）=BSsin=0.4×0.6×sin30°=0.12Wb五、說明1用通電直導(dǎo)線檢驗(yàn)磁場的存在或磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，若不管怎樣變化導(dǎo)線方向，某處通電直導(dǎo)線都不受電場力作用，嚴(yán)格地講這只能說明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，而不能斷定該處無磁場