教學設計完整版：怎樣描述磁場

怎樣描述磁場教學設計●課標要求1．理解磁場的概念，知道磁場的基本特性。2．知道磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間都是通過磁場相互作用的?！裾n標解讀知道磁場的基本性質(zhì)，知道用磁感線描述磁場，掌握磁感應強度和磁通量的概念?！窠虒W流程設計課標解讀重點難點1.知道磁感線的定義、特點以及作用。2.知道磁通量，理解磁場的定量描述。3.磁感線和磁通量。(重點)4.磁通量的理解。(難點)●教學設計一、磁場的形象描述1.基本知識（1）磁感線為了形象地描述磁體和電流周圍的磁場，我們在磁場中畫出一些有方向的假想曲線，這就是磁感線。它的疏密程度能表示磁場的強弱，每一點的切線方向能表示該點的磁場的方向。（2）條形磁體和蹄形磁體的磁感線磁體都有兩個磁極，在外部磁感線從北極指向南極，在內(nèi)部從南極指向北極，它是一系列閉合的曲線。圖5－1－12．思考判斷（1）磁感線是用細鐵屑排列而成的真實的曲線．(×)（2）磁感線能表示磁場的強弱和方向．(√)（3）磁感線總是從磁體N極出發(fā)到S極中止．(×)3．探究交流磁感線是真實存在的嗎？【提示】不是．磁感線是為了形象地研究磁場而人為假設的，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。實驗時用被磁化的細鐵屑來顯示磁感線的分布，只是研究磁感線的一種方法，使看不見、摸不著的磁場變得具體形象，給研究帶來方便，但是，絕不能認為磁感線是由細鐵屑排列而成的。二、磁場的定量描述1.基本知識(1)磁通量Φ磁場中穿過某一面積的磁感線的條數(shù)叫做穿過這個面積的磁通量。磁場越強，磁感線越密，穿過單位面積的磁感線的條數(shù)就越多。(2)磁感應強度B①垂直穿過某單位面積的磁通量叫做該處的磁感應強度。②公式：B＝eq\f(Φ,S)③單位：在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb；磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號：T,1T＝1Wb/m2。④矢量：磁感應強度是一個既有大小又有方向的物理量，是矢量，磁場中某點的磁感應強度方向是過該點的磁感線的切線方向，也就是放在該點的小磁針N極的受力方向。2．思考判斷（1）磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量．(√)（2）穿過某一面積的磁通量為零，則磁感應強度一定為零．(×)（3）磁感應強度的方向就是磁感線的方向．(×)3．探究交流磁通量是矢量還是標量？有正、負之分嗎？【提示】磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)，是標量，但它有正、負之分，它的正、負并不表示方向，僅表示磁感線的貫穿方向．一般說來，若磁感線從線圈的正面穿過的，規(guī)定磁通量為“＋”，那么磁感線從線圈的反面穿過時，磁通量就為“－”，反之亦然?！窕犹骄恳?、用磁感線描述磁場【問題導思】1．不同的磁體周圍磁感線的分布有什么特點？2．怎樣用磁感線描述磁場的強弱和方向？1．幾種常見磁場的磁感線如圖5－1－2是幾種磁場的磁感線平面分布圖(注意想象磁感線的空間分布規(guī)律)圖5－1－22．磁感線與電場線的異同點比較項目磁感線電場線相似點意義形象地描述磁場方向和相對強弱而假想的線形象地描述電場方向和相對強弱而假想的線方向線上各點的切線方向即為該點的磁場方向，是小磁針N極受力的方向線上各點的切線方向即為該點的電場方向，是正電荷受電場力的方向疏密表示磁場強弱表示電場強弱特點在空間中不相交、不中斷在空間中不相交、不中斷不同點是閉合曲線靜電場中電場線始于正電荷或無窮遠處，止于負電荷或無窮遠處，是不閉合的曲線【特別提醒】1．磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。2．磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線．在磁體外部磁感線由N極到S極，在磁體內(nèi)部磁感線由S極到N極。關于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()A．磁極與磁極之間、磁極與電流之間都可以通過磁場發(fā)生相互作用B．磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D．磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的【解析】磁場是一種特殊物質(zhì)，磁極、電流間發(fā)生作用都是通過磁場發(fā)生的，故A對；磁感線是為形象描述磁場而假想的線，不是真實存在的，故D錯；磁感線的切線方向表示磁場的方向，磁感線的疏密表示磁場的強弱，故B對；磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極，故C錯．【答案】AB二、磁通量的理解和計算【問題導思】1．公式Φ＝BS的適用條件是什么？2．怎樣理解磁通量的正、負？1．磁通量的計算（1）公式：Φ＝BS.適用條件：①勻強磁場；②磁感線與平面垂直。（2）在勻強磁場B中，若磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。2．磁通量的正負（1）磁通量是標量，但有正負，當磁感線從某一面上穿入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時即為負值。（2）若同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1.(1)當B不變，有效面積S變化時，ΔΦ＝B·ΔS.(2)當B變化，S不變時，ΔΦ＝ΔB·S.(3)B和S同時變化，則ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此時ΔΦ≠ΔB·ΔS.【特別提醒】計算穿過某一平面的磁通量的變化時，要明確磁通量是穿入還是穿出平面，即要注意初、末磁通量的正、負，當平面轉(zhuǎn)過180°時，磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ1－Φ2|＝2BS.圖5－1－3(2022·山西大同高二檢測)如圖5－1－3所示，框架面積為S，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為________。若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過30°角，則穿過框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，則穿過框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角，則穿過框架平面的磁通量的變化是________。【審題指導】（1）計算磁通量時，公式Φ＝BS中的S是垂直于磁場方向的有效面積。（2）磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，若Φ1＝BS，平面轉(zhuǎn)過180°，Φ2＝－BS.【解析】（1）初始位置時，S⊥B：故Φ1＝BS.（2）框架轉(zhuǎn)過30°時，Φ2＝BScos30°＝eq\f(\r(3),