高二物理教案《磁感應(yīng)強(qiáng)度》

人不但是靠他生來就擁有全部，而是靠他從學(xué)習(xí)中所獲得的全部來造就自己。下邊是為您介紹高二物理教課設(shè)計(jì)：《磁感覺強(qiáng)度》。一、教課目的掌握磁感覺強(qiáng)度的定義和磁通量的定義.掌握利用磁感覺強(qiáng)度的定義式進(jìn)行計(jì)算.掌握在勻強(qiáng)磁場中經(jīng)過面積S的磁通量的計(jì)算.搞清楚磁感覺強(qiáng)度與磁場力，磁感覺強(qiáng)度與磁通量的差別和聯(lián)系.二、教課要點(diǎn)、難點(diǎn)該節(jié)課的要點(diǎn)是磁感覺強(qiáng)度和磁通量的觀點(diǎn).磁感覺強(qiáng)度的定義是有條件的，它一定是當(dāng)通電直導(dǎo)線L與磁場方向垂直的狀況下，B=磁通量觀點(diǎn)的成立也是一個難點(diǎn)，解說時，要引入磁感線來幫助學(xué)生理解和掌握.三、教具通電導(dǎo)體在磁場中受力演示.電流天平.（采用）掛圖（磁感線、磁通量用）.四、教課過程1/8（一）引入新課發(fā)問：什么是磁現(xiàn)象的電實(shí)質(zhì)？應(yīng)答：運(yùn)動電荷（電流）在自己四周空間產(chǎn)生磁場，磁場對運(yùn)動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)生相互作用都能夠當(dāng)作是運(yùn)動電荷之間經(jīng)過磁場而發(fā)生相互作用.這就是磁現(xiàn)象的電實(shí)質(zhì).為了表征磁場的強(qiáng)弱和方向，我們引入一個新的物理量：磁感覺強(qiáng)度.我們都知道電場強(qiáng)度是描繪電場力的特征的，那么磁感覺強(qiáng)度就是描繪磁場力特征的物理量，所以我們能夠用類比的方法得出磁感覺強(qiáng)度的定義來.發(fā)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)度等于查驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場力與檢電荷在該點(diǎn)的受力方向.（二）教課過程設(shè)計(jì)磁感覺強(qiáng)度經(jīng)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，遇到磁場對它的力的作用.關(guān)于同一磁場，當(dāng)電流加倍時，通電導(dǎo)線遇到的磁場力也加倍，這說明通電導(dǎo)線遇到的磁場力與經(jīng)過它的電流強(qiáng)度成正比.而當(dāng)通電導(dǎo)線長度加倍時，它遇到的磁場力也加倍，這說明通電導(dǎo)線遇到的磁場力與導(dǎo)線長也成正比.關(guān)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乘積的比值是一個恒量，它與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的大小均沒關(guān).在磁場中不一樣地點(diǎn)，這個比值可能各不同樣，所以，這個比值反應(yīng)了磁場的強(qiáng)弱.2/8發(fā)問：類比電場強(qiáng)度的定義，誰能依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事適用一句話來定義磁感覺強(qiáng)度，用B來表示，并寫出它的定義式.回答：磁場中某處的磁感覺強(qiáng)度等于通電直導(dǎo)線在該地方受磁場力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)如何放入磁場？應(yīng)答：通電直導(dǎo)線應(yīng)該垂直于磁場方向.指出前面的回答對磁感覺強(qiáng)度的闡述是不嚴(yán)實(shí)的.（不論學(xué)生回答的嚴(yán)實(shí)不嚴(yán)密）應(yīng)重申通電直導(dǎo)線一定在垂直磁場方向的條件下，該定義才成立.在丈量精度要求同意的條件下，在非勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)通電導(dǎo)線足夠短，能夠近似地當(dāng)作一個點(diǎn)，在該點(diǎn)鄰近的磁場也可近似地當(dāng)作（1）磁感覺強(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，遇到的磁場力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覺強(qiáng)度B.（2）磁感覺強(qiáng)度的公式（定義式）：（3）磁感覺強(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）磁感覺強(qiáng)度的方向磁感覺強(qiáng)度是矢量，不只有大小，并且有方向，其方向即為該處磁場方向.3/8趁便說明，一般的永磁體磁極鄰近的磁感覺強(qiáng)度是左右，地球表面的地磁場的磁感覺強(qiáng)度大概為5.0×10-5T.講堂練習(xí)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)經(jīng)過導(dǎo)線的電流為2A時，它遇到的磁場力大小為4×10-3N，問：該處的磁感覺強(qiáng)度B是多大？（讓學(xué)生回答）應(yīng)答：依據(jù)磁感覺強(qiáng)度的定義在這里應(yīng)提示學(xué)生在計(jì)算中要一致單位，計(jì)算中一定運(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和該處的磁感覺強(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和該處的磁感覺強(qiáng)度B各是多少？指引學(xué)生議論，得出正確的答案：2×10-3N，；1×10-2N，，并指出，某處的磁感覺強(qiáng)度由成立該磁場的場電流狀況和該點(diǎn)的空間地點(diǎn)來決定，與查驗(yàn)通電直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度大小、導(dǎo)線長短沒關(guān).練習(xí)2.查驗(yàn)?zāi)程幱袩o電場存在，能夠用什么方法？查驗(yàn)?zāi)程幱袩o磁場存在，能夠用什么方法？回答：查驗(yàn)有無電場存在，可用查驗(yàn)電荷，把查驗(yàn)電荷放在被查驗(yàn)處，若該查驗(yàn)電荷遇到電場力作用，則該處有電場存在，場強(qiáng)不為零；若該查驗(yàn)電荷沒有遇到電場力作用，該處沒有電場存在或該處場強(qiáng)為零.查驗(yàn)?zāi)程幱袩o磁場存在，可用“查驗(yàn)電流”，把通電導(dǎo)線放在被查驗(yàn)處，若該通電導(dǎo)線受磁場力作用，則該4/8處有磁場存在，磁感覺強(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，該處磁感覺強(qiáng)度為零.追問：假如通電導(dǎo)線不受磁場力，該處是必定不存在磁場，磁感覺強(qiáng)度必定為零嗎？指引學(xué)生議論，得出“不必定”的正確結(jié)果.由于當(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)考證明的結(jié)論）.再次重申磁感覺強(qiáng)度定義的條件：通電直導(dǎo)線一定垂直磁場方向擱置.再問：如何利用通電導(dǎo)線查驗(yàn)?zāi)程幋艌龅拇嬖谂c否呢？應(yīng)答：能夠改變通電導(dǎo)線的方向，若在各個方向均不受磁場力作用，則該處沒有磁場.再問：在通電導(dǎo)線在不一樣方法檢測，起碼檢測幾次便可確立該處沒有磁場存在？應(yīng)答：起碼在相互垂直的兩個方向上檢測兩次.先將其放在隨意方向檢測，若此時其不受磁場力作用，則再將通電導(dǎo)線沿垂直方才的方向擱置，若此時其仍不受磁場力作用，則說明該處無磁場存在.磁感線磁感線和電場線同樣也是一種形象描繪磁場強(qiáng)度大小和方向散布的設(shè)想的線，磁感線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度方向，磁感線的密疏，反應(yīng)磁感覺強(qiáng)度的大小.經(jīng)過掛圖應(yīng)讓學(xué)生熟習(xí)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散布，并正確地用“右手”安培定章判斷直線電流、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.5/8磁通量磁感線和磁感覺強(qiáng)度的關(guān)系.為了定量地確立磁感線的條數(shù)跟磁感覺強(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)與該處的磁感覺強(qiáng)度大小（單位是特）數(shù)值同樣.這里應(yīng)注意的是一般畫磁感線能夠按上述規(guī)定的隨意倍來繪圖，這類畫法只好幫助我們認(rèn)識磁感覺強(qiáng)度大小，方向的散布，不可以經(jīng)過每平方米的磁感線數(shù)來得出磁感覺強(qiáng)度的數(shù)值.發(fā)問：各點(diǎn)電場強(qiáng)度方向、大小均同樣的電場叫什么電場？這類電場電場線的散布有什么特色？應(yīng)答：這類電場叫做勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場電場線的散布是間距同樣方向一致的平行直線.發(fā)問：什么叫做勻強(qiáng)磁場，如何用磁感線描繪勻強(qiáng)磁場？應(yīng)答：關(guān)于某范圍內(nèi)的磁場，其磁感覺強(qiáng)度的大小和方向均同樣，則該范圍內(nèi)的磁場叫做勻強(qiáng)磁場.能夠用間距同樣、方向一致的平行直線描繪勻強(qiáng)磁場.距離很近，相對面積同樣且相互平行的異名磁極之間的磁場都可看做是勻強(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，用符號φ表示.（2）磁通量與磁感覺強(qiáng)度的關(guān)系由于按前面的規(guī)定，穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感覺強(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φ為6/8φ=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，若這兩個面間夾角為θ，則：φ=BS⊥=BScosθ當(dāng)平面S與磁場方向平行時，θ=90°，φ=0.（3）磁通量的單位在國際單位中，磁通量的單位是韋伯（Wb），簡稱韋.韋（Wb）=1特（T）×1米2（m2）由φ=BS，可得B=φ/S，所以磁感覺強(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)量磁通量是標(biāo)量，只有大小，無方向.講堂練習(xí)練習(xí)3.如下圖，平面，它與勻強(qiáng)磁場方向的夾角α=30°，若該磁場磁感覺強(qiáng)度，求經(jīng)過S的磁通量φ是多少？（可讓幾個同學(xué)同時到黑板演出算.）學(xué)生演算時，常有些同學(xué)會套公式：為此再一次重申，φ=BScosθ中的θ是平面S與垂直磁場方向平面間的夾角，在本題中它應(yīng)是α的余角，所以本題的正確解法應(yīng)是φ=BScos（90°-α）=BSsinα7/8五、小結(jié)用通電直導(dǎo)線查驗(yàn)磁場的存在或磁感覺強(qiáng)度的大小，若不論如何變化導(dǎo)線方向，某處通電直導(dǎo)線都不受電場力作用，嚴(yán)格地講這只好說明該處的磁感覺