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文檔簡(jiǎn)介

磁場(chǎng)集體備課青島三中高二物理組主講人:王耀中一.《課程標(biāo)準(zhǔn)》,《考綱》,《指導(dǎo)意見》分析二.課時(shí)安排三.教學(xué)片斷設(shè)計(jì)四.教材分析一.《課程標(biāo)準(zhǔn)》,《考綱》《指導(dǎo)意見》分析舊《課程標(biāo)準(zhǔn)》(1)列舉磁現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。(2)了解磁場(chǎng),知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量。會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)。(3)會(huì)判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向(4)通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)安培力。會(huì)判斷安培力的方向。會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小。(5)通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)洛侖茲力。會(huì)判斷洛侖茲力的方向,會(huì)計(jì)算洛侖茲力的大小。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。新《課程標(biāo)準(zhǔn)》

必修三:3.3.1

能列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。3.3.2

通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)。了解磁感應(yīng)強(qiáng)度,會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)。體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。3.3.3知道磁通量。通過實(shí)驗(yàn),了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象,了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響。選擇性必修二:2.1.1

通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向,會(huì)計(jì)算安培力的大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。2.1.2

通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向,會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。2.1.3

能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)。了解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用?!镀胀ǜ咧?017級(jí)物理學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》1.2磁場(chǎng)(1)了解我國(guó)古代對(duì)磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用及其對(duì)人類文明的影響。(2)通過實(shí)驗(yàn),了解磁場(chǎng)。知道磁場(chǎng)是一種物質(zhì),體會(huì)場(chǎng)的統(tǒng)一性與多樣性。知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量。能用磁感線描述磁場(chǎng)。體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。(3)知道電流的磁場(chǎng)。會(huì)判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍的磁場(chǎng)方向。(4)通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向,會(huì)計(jì)算安培力的大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。(5)通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向,會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)。了解帶電粒子的磁偏轉(zhuǎn)原理及其應(yīng)用??季V內(nèi)容要求說明磁場(chǎng)磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向安培力、安培力的方向

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力洛侖茲力、洛侖茲力的方向

洛侖茲力公式帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)譜儀和回旋加速器ⅠⅠⅠⅡⅠⅡⅡⅠ

安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形洛侖茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形二.課時(shí)安排1.磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)1課時(shí)2.磁感應(yīng)強(qiáng)度1課時(shí)3.幾種常見的磁場(chǎng)2課時(shí)4.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力2課時(shí)5.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力1課時(shí)6.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3課時(shí)三.教學(xué)片斷設(shè)計(jì)§3.1磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)電流的磁效應(yīng)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)移動(dòng)端交互功能求索電與磁1.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的歷史背景學(xué)習(xí)電子書,尋找以下問題的答案,后交流討論,代表發(fā)言。(1)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有哪些相似之處呢?哪些不同?(2)人們是通過哪些自然現(xiàn)象,開始形成了相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的思想?(3)電與磁有沒有關(guān)系,針對(duì)這一問題19世紀(jì)初的科學(xué)家和哲學(xué)家都持怎樣的觀點(diǎn)?2.奧斯特的生平介紹和實(shí)驗(yàn)過程介紹通過移動(dòng)終端自主學(xué)習(xí),對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行討論和學(xué)習(xí),交流展示,師生互動(dòng)。關(guān)注各位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程,大屏幕多屏播放學(xué)生的學(xué)習(xí)情況或投屏某個(gè)學(xué)生情況。提供電子音畫資料,屏幕投影直播學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。電子書內(nèi)容奧斯特崇奉康德的天然哲學(xué)觀,信任天然界的各種力是一致的,光、電、磁、化學(xué)親合力等在必定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化。在這種哲學(xué)思想的指導(dǎo)下,他一向企圖尋覓電力與磁力之間的聯(lián)絡(luò)。這是一次雄心壯志而又意圖清晰的探究,起初,奧斯特用萊頓瓶和伏打電堆產(chǎn)生的電流做實(shí)驗(yàn)。可是路途是彎曲的,都失敗了。難能可貴的是,奧斯特的探索目標(biāo)始終是明確的,盡管走了許多彎路,他從未動(dòng)搖過。

1819年冬季到1820年春天,奧斯特?fù)?dān)任了電學(xué)與磁學(xué)的講課。他重新思考多年來一直縈繞在心的那個(gè)問題:如何使電流向磁轉(zhuǎn)化?他想:如果電流能產(chǎn)生磁效應(yīng),也許這個(gè)磁效應(yīng)的作用是橫向的,而不可能沿著電流的方向——因?yàn)椴簧偃搜刂@個(gè)方向去探索都沒有效果。這是一個(gè)大膽而天才的設(shè)想。奧斯特演示電流的磁效應(yīng)

1820年4月的一天,奧斯特在課堂上抱著試一試的想法,做了一次即興實(shí)驗(yàn)。他把一根很細(xì)的鉑絲連在伏打電槽上,細(xì)鉑絲下擱著一個(gè)用玻璃罩的磁針,以往的實(shí)驗(yàn)磁針與導(dǎo)線是垂直的,這次他特意讓磁針與細(xì)鉑絲平行。當(dāng)著許多聽課學(xué)生的面,奧斯特接通電源,這時(shí)他發(fā)現(xiàn),磁針果然擺動(dòng)了一下!由于他實(shí)驗(yàn)的電流很小,磁針的擺動(dòng)不大明顯,在場(chǎng)的學(xué)生并沒有在意,然而奧斯特卻大喜過望,據(jù)說他當(dāng)時(shí)高興得竟然在講臺(tái)上摔了一跤。只有奧斯特知道:這是人類第一次有意識(shí)地發(fā)現(xiàn)了電和磁的關(guān)系!

又經(jīng)過3個(gè)月深入地研究,奧斯特終于弄清楚了在通電導(dǎo)線的周圍,確實(shí)存在一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)。這正是他一直在尋找的電流的磁效應(yīng)!矗立在哥本哈根市的奧斯特塑像1920年7月21日,奧斯特在一家刊物上公布了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,論文題為《關(guān)于磁針上電流沖擊的實(shí)驗(yàn)》。這是一篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文,薄薄的四頁,沒有任何數(shù)學(xué)公式,也沒有示意圖,但它以簡(jiǎn)潔和精練的文字向全世界宣告:人類第一次找到了電和磁的轉(zhuǎn)換關(guān)系。電和磁,這兩條古老的河流在奧斯特這里匯合了!

奧斯特的發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了全歐洲的物理學(xué)界。人們本來以為毫不相關(guān)的兩種現(xiàn)象,竟有這樣奇妙的關(guān)系。這個(gè)發(fā)現(xiàn)成了近代電磁學(xué)的突破口,各國(guó)科學(xué)家紛紛轉(zhuǎn)向電磁研究。法拉第后來對(duì)奧斯特的發(fā)現(xiàn)作了如此精當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià):“它猛然打開了一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的大門,那里過去是一片漆黑的,如今充滿了光明?!苯虒W(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)移動(dòng)端交互功能3.演示:重演奧斯特實(shí)驗(yàn)4.分組實(shí)驗(yàn):感受電流周圍的磁場(chǎng)(可以對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些設(shè)計(jì)和改造)。改變電流大小、距離位置變化、將直導(dǎo)線換成螺線管或者環(huán)形正方形導(dǎo)線、中間用其他媒介(紙等)隔開。分組探究實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生將精彩實(shí)驗(yàn)過程或者結(jié)論抓拍投屏分享。演示實(shí)驗(yàn)。提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)和課堂問題引領(lǐng),協(xié)助學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果。投屏直播學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索過程。直播實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。直播教師的全景演示實(shí)驗(yàn)。直播展示學(xué)生的問題和精彩實(shí)驗(yàn)。四.教材分析概述:磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是電磁學(xué)的核心內(nèi)容。對(duì)于磁場(chǎng),可以通過與電場(chǎng)類比進(jìn)行教學(xué)。如,磁場(chǎng)與電場(chǎng)類比;磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度類比;磁感線與電場(chǎng)線類比;安培力與靜電力類比;這樣有利于學(xué)生的思維能力發(fā)展也便于讓學(xué)生更容易接受“電磁場(chǎng)”的概念。磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、安培力、洛倫茲力這些是本章的核心內(nèi)容。本章內(nèi)容是以后學(xué)習(xí)電磁學(xué)的基礎(chǔ),如電磁感應(yīng)、交表電流、電磁波都用到磁場(chǎng)的內(nèi)容,而且磁場(chǎng)的知識(shí)在生產(chǎn)生活和科技發(fā)展中也有著廣泛應(yīng)用。本章教材內(nèi)容是按照以下線索展開的:

磁場(chǎng)(磁效應(yīng))—磁場(chǎng)性質(zhì)的定量和定性描述—磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用(安培力和洛倫茲力)。這樣安排,知識(shí)結(jié)構(gòu)比較清晰,也符合人的認(rèn)知規(guī)律。

本章6節(jié),分為四個(gè)部分。第一部分是第1節(jié)。這一部分主要介紹磁場(chǎng)磁現(xiàn)象、奧斯特實(shí)驗(yàn)、鄭和下西洋等。第二部分為2.3節(jié),介紹磁場(chǎng)的性質(zhì)及其描述。第三部分為4.5節(jié)講述安培力和洛倫茲力,是本章的核心知識(shí)也是教學(xué)的重點(diǎn)。第四部分為第6節(jié),實(shí)質(zhì)是介紹洛倫茲力的應(yīng)用,還有在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。這樣安排循序漸進(jìn)并且先宏觀、后微觀,注意了前后呼應(yīng)。第一節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)教學(xué)目標(biāo):了解電流的磁效應(yīng)。了解電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程,體會(huì)奧斯特發(fā)現(xiàn)的重要意義知道磁場(chǎng)的基本特性。了解地球的磁場(chǎng)。了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方妙的研究成果及其對(duì)人類文明的影響。關(guān)注磁現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。分析:本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是電流的磁效應(yīng)和磁場(chǎng)概念的形成。可以結(jié)合實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生初中知識(shí)復(fù)習(xí)概括并從科學(xué)與人文兩個(gè)角度提升認(rèn)識(shí)。特別注意的是本節(jié)內(nèi)容包含了豐富的人文內(nèi)涵,可以在本節(jié)安排德育教育的相關(guān)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容還可以和第三節(jié)的部分知識(shí)的教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。

天然磁石、人造磁體和電磁鐵都具有吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)一、磁現(xiàn)象:

能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體,如懸吊著的磁針,靜止時(shí)指南的磁極叫南極(S極),指北的磁極叫北極(N極).永磁體

2.磁極:1.磁性:

3.指南針:

中國(guó)古代四大發(fā)明之一原理:同名磁極相斥,異名磁極相吸電現(xiàn)象磁現(xiàn)象1

2

正負(fù)南北排斥吸引吸引二、電流的磁效應(yīng):自然界中存在____電荷和____電荷磁體上存在_____極和____極同種電荷相互_____異種電荷相互_____同名磁極相互_____異名磁極相互_____1.電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象相似性2.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)通電導(dǎo)線對(duì)磁體有作用力.直線電流對(duì)磁體作用力方向垂直于電流方向.注意:導(dǎo)線應(yīng)東西放置,還是南北放置?排斥

奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線對(duì)磁體有作用力之后,安培又發(fā)現(xiàn):磁體之間的相互作用是通過磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的,這種物質(zhì)也存在于通電導(dǎo)線周圍.

磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有作用力

任意兩條通電導(dǎo)線之間也有作用力1.定義:磁場(chǎng)是存在于磁極(或電流)局圍的一種特殊物質(zhì).三、磁場(chǎng):2.磁體之間、電流與磁體之間、電流之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的.3.磁場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的磁體和電流有力的作用.四、地磁場(chǎng):2.地磁南、北極與地理南、北極3.磁偏角:地球的地理兩極與地磁兩極并不重合,磁針的指向與南北方向有一個(gè)交角.4.指南針的使用:

地球磁極在緩慢移動(dòng),磁偏角也在緩慢變化.

磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是不同的.

注意:火星不像地球那樣有一個(gè)全球性的磁場(chǎng),因此指南針不能在火星上工作。1.地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似.第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo):通過實(shí)驗(yàn)、類比和分析,尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。進(jìn)一步體會(huì)通過比值定義法定義物理量的方法。知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,知道其方向、大小、定義式和單位。分析:磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一,是本章的重點(diǎn)。而且,磁場(chǎng)對(duì)電流或磁極的作用力比靜電力復(fù)雜的多,如何尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量也是本章教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。教材用小磁針N極受力方向定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,用電流元受力和電流元之比定義B,符合中學(xué)生的認(rèn)知水平??梢酝ㄟ^演示實(shí)驗(yàn)和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義類比來突破難點(diǎn),形成磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。1、電場(chǎng)既有強(qiáng)弱又有方向,我們用什么物理量來描述的?知識(shí)鏈接2、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和大小是如何表述的?其定義式又是什么?電場(chǎng)的基本特性是什么?對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用磁場(chǎng)的基本特性是什么?對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有磁力的作用電場(chǎng)強(qiáng)度:試探電荷所受電場(chǎng)力所電荷量的比值如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱?如何描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱?是否類似電場(chǎng)的研究方法,分析磁體或電流在磁場(chǎng)中所受的力,找出表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量?復(fù)習(xí)回顧通過演示實(shí)驗(yàn)得出問題:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力的情況來研究?不能.因?yàn)镹極不能單獨(dú)存在.小磁針靜止時(shí)是所受的合力為零,因而不能用測(cè)量N極受力的大小來確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義:反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量物理學(xué)規(guī)定:把小磁針的N極(北極)受力方向或者小磁針靜止時(shí)N極的指向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,亦即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

將一段很短的通電導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)中。通電導(dǎo)線將受到磁場(chǎng)的作用力。相當(dāng)于電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷。二.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小:磁場(chǎng)不僅能對(duì)磁體有作用力,還對(duì)通電導(dǎo)體有作用力.能否用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗(yàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱?在物理學(xué)中,把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL叫做電流元電流元在這里是首次出現(xiàn),在講解時(shí)可以類比靜電場(chǎng)中的試探電荷進(jìn)行理解。實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法(1)先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變,改變電流的大小。(2)然后保持電流不變,改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度。結(jié)論:電流越大,通電導(dǎo)線受力越大結(jié)論:長(zhǎng)度越長(zhǎng),電流越大二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小通電導(dǎo)體所受到的磁力跟磁場(chǎng)方向、通電電流、導(dǎo)體長(zhǎng)度有何關(guān)系?我們?nèi)绾蝸硌芯?與電場(chǎng)中F/q類比比值定義法描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小:上面提到的“電流元”,“比值定義法”的引入正好契合物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)思維”鍛煉與培養(yǎng)?!翱茖W(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。學(xué)考(即高考)對(duì)于科學(xué)思維的要求為水平四。水平四:能將實(shí)際問題中的對(duì)象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型;能對(duì)綜合性物理問題進(jìn)行分析和推理,獲得結(jié)論并作出解釋;能恰當(dāng)使用證據(jù)證明物理結(jié)論;能對(duì)已有結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑,采用不同方式分析解決物理問題。那么我們?cè)谶@里的教學(xué)就要不僅僅是學(xué)會(huì)這點(diǎn)內(nèi)容,而重點(diǎn)是想辦法培養(yǎng)和鍛煉這種科學(xué)思維。我們?cè)撊绾巫??比如:我們可以將之前學(xué)習(xí)過的各種模型重新拿出來分析對(duì)比一下,看看他們的建立過程是怎樣的。讓學(xué)生體會(huì)這個(gè)模型的建立過程,從而最終變成自己的思維方式。比值定義法,我們也可以將其他應(yīng)用比值定義法定義的物理量拿出來分析,看看他們是如何定義的?速度v

v=x/t角速度ω

ω=φ/t加速度a

a=⊿v/⊿t勁度系數(shù)k

k=f/x動(dòng)摩擦因數(shù)u

μ=Fμ/FN功率P

P=W/t壓強(qiáng)P

P=F/S比熱容C

C=Q/m⊿T電場(chǎng)強(qiáng)度EF∝q電阻RR=U/I水平五:能將較復(fù)雜的實(shí)際問題中的對(duì)象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型;能在新的情境中對(duì)綜合性物理問題進(jìn)行分析和推理。獲得正確結(jié)論并作出解釋;能考慮證據(jù)的可靠性,合理使用證據(jù);能從多個(gè)視角審視檢驗(yàn)結(jié)論,解決物理問題具有一定的新穎性。磁感應(yīng)強(qiáng)度1、定義:3、單位:4、方向:在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度在國(guó)際單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉,簡(jiǎn)稱特,國(guó)際符號(hào)是T1T=1N/A·m磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致2、定義式:1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和小磁針N極受力方向相同,但絕非電流的受力方向2.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是確定的,和小磁針,電流的存在與否無關(guān)對(duì)公式B=F/IL的幾點(diǎn)說明3.B是由磁場(chǎng)本身決定的,在電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L相同的情況下,電流所受的力越大,比值B越大,表示磁場(chǎng)越強(qiáng)第三節(jié)幾種常見的磁場(chǎng)教學(xué)目標(biāo):知道磁感線。知道幾種常見的磁場(chǎng)磁感線的空間分布情況。會(huì)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍的磁場(chǎng)方向。了解安培分子電流假說。知道磁通量。分析:本節(jié)教材內(nèi)容在初中基礎(chǔ)上有很大的提高和拓展?!按鸥芯€”“幾種常見的磁場(chǎng)”“勻強(qiáng)磁場(chǎng)”是最基本的,也是最重要的知識(shí),今后的學(xué)習(xí)中會(huì)廣泛應(yīng)用。磁通量的概念是學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的基礎(chǔ),但在這里學(xué)習(xí)學(xué)生難以理解其物理意義,是教學(xué)中的難點(diǎn)。由于磁感線的分布不是平面的,而是立體的,應(yīng)該通過演示實(shí)驗(yàn)來加深認(rèn)識(shí),在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。2、磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向如何描述呢?

1、為描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,我們引入了什么物理量?復(fù)習(xí)回顧磁感應(yīng)強(qiáng)度B將一個(gè)小磁針放在磁場(chǎng)中某一點(diǎn),小磁針靜止時(shí),北極N所指的方向,就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.一.磁感線

我們用電場(chǎng)線形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向?那么磁場(chǎng)呢?

磁感線是在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。AB1、定義:外部從N到S二、幾種常見的磁場(chǎng)1、條形磁鐵2、蹄形磁鐵正視圖I3直線電流的磁場(chǎng)的磁感線(我們?cè)诰唧w磁場(chǎng)判斷中需要快速準(zhǔn)確判斷磁場(chǎng)方向)安培定則(1):右手握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向.(右手螺旋定則)俯視圖表示垂直于紙面向里表示垂直于紙面向外4、環(huán)形電流的磁場(chǎng)的磁感線安培定則(2):讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向.正視圖側(cè)視圖安培定則的應(yīng)用方法分清“因”和“果”:在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí),大拇指指“原因”:電流方向;四指指“結(jié)果”:磁場(chǎng)繞向。在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)方向時(shí),四指指“原因”:電流繞向;大拇指指“結(jié)果”:環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向,即指N極。例2、如圖所示,環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c,閉合開關(guān)S后,三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是()A、全向里B、全向外C、a向里,b、c向外D、a、c向外,b向里D應(yīng)用題目練習(xí)安培定則5通電螺線管的磁場(chǎng)的磁感線也可以應(yīng)用安培定則判斷嗎?通電螺線管的磁場(chǎng)就是環(huán)形電流磁場(chǎng)的疊加.所以環(huán)形電流的安培定則也可以用來判定通電螺線管的磁場(chǎng),這時(shí),拇指所指的方向是螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)的方向.I等效例3、如圖所示,當(dāng)開關(guān)閉合時(shí):(1)判斷通電螺線管的磁極;

(2)指出每個(gè)小磁針的N、S極.NS甲乙丙丁SNNNN提問:1如果在螺線管前面放一個(gè)小磁針會(huì)怎樣?2.螺線管周圍的磁場(chǎng)只是分布在該平面內(nèi)嗎?三、磁感線特點(diǎn)1)磁感線是假想的,不是真實(shí)的。

2)磁感線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向。

3)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。

4)磁感線是閉合曲線。在磁體的外部磁感線由N極發(fā)出回到S極,內(nèi)部磁感線則由S極指向N極

5)磁感線不能相交或相切。

可以讓學(xué)生用表格對(duì)比的方式對(duì)比對(duì)比電場(chǎng)和磁場(chǎng)得出與電場(chǎng)線的區(qū)別:磁感線是閉合曲線電場(chǎng)線不是閉合曲線四、勻強(qiáng)磁場(chǎng)1、定義:磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場(chǎng)2、磁感線特點(diǎn):是一些間隔相同的平行直線3、常見的勻強(qiáng)磁場(chǎng):1)相隔很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)2)通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)I3)相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí),其中間區(qū)域的磁場(chǎng)。練1、在圖中,已知磁場(chǎng)的方向,試畫出產(chǎn)生相應(yīng)磁場(chǎng)的電流方向NSX·五、安培分子電流假說1、內(nèi)容:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流——分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極,這就是分子電流假說。2、用安培分子電流假說解釋現(xiàn)象(1)為什么有些物質(zhì)有磁性、有些物質(zhì)沒有磁性?(2)為什么有些本來沒有磁性的物質(zhì)有的可以被磁化?本來有磁性的物質(zhì)在高溫或者受到猛烈撞擊時(shí)會(huì)失去磁性?1.描述磁場(chǎng)某點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向(1).定義法:(2).磁感線:磁感線越密,磁場(chǎng)越強(qiáng)2.描述磁場(chǎng)某個(gè)面的強(qiáng)弱情況(2)(1)穿過某個(gè)面的磁感線條數(shù).

(一)磁通量Φ2、定義:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面S,B和S的乘積叫做穿過這個(gè)面積的磁通量.Φ=4、單位:韋伯(Wb) 1Wb=1T·m2六、磁通量1、意義:表示穿過某個(gè)面的磁感線條數(shù).

BS3、公式:5、適用條件1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)

:B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.2)磁場(chǎng)方向垂直平面:B⊥S.(1)當(dāng)B∥S時(shí),(2)當(dāng)磁場(chǎng)B與面積S不垂直時(shí)(θ),若S與B不垂直.Ssinθ為垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積.θΦ=BSsinθ磁通量Φ=0.7、磁通量的變化即ΔΦ取決于末狀態(tài)的磁通量Φ2與初狀態(tài)磁通量Φ1的代數(shù)差。磁通量的變化一般有三種形式:(1)B不變,S變化;(2)B變化,S不變;(3)B和S同時(shí)變化.6、磁通量Φ是標(biāo)量,但有正負(fù):若取某方向穿入平面的磁通量為正,則反方向穿入該平面的磁通量為負(fù).ΔΦ=Φ2-Φ1第四節(jié)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力教學(xué)目標(biāo):觀察安培力方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。知道安培力的方向與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直,會(huì)用左手定則判斷安培力的方向。推導(dǎo)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的表達(dá)式,計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小。知道磁電式電流表的基本構(gòu)造以及運(yùn)用它測(cè)量電流大小和方向的基本原理。分析:安培力的方向和大小是本節(jié)重點(diǎn),弄清安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是本節(jié)難點(diǎn)。F⊥B、F⊥I,但是B和I的方向可以成任意角度。當(dāng)I⊥B時(shí)安培力最大。學(xué)生常?;煜J(rèn)為F/B/I三者是回想垂直的。本節(jié)對(duì)空間想象力有很高的要求,要使學(xué)生能夠看懂立體圖,這需要一定量的練習(xí)。復(fù)習(xí)根據(jù)第二節(jié)學(xué)到的知識(shí)回憶以下問題:通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與哪些因素有關(guān)?當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí),F(xiàn)=?1、僅改變導(dǎo)線中電流的方向,觀察受力方向是否改變。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力一、安培力的方向(該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該先演示再分組)IBFFIB猜測(cè):哪些因素會(huì)影響導(dǎo)線受力的方向電流的方向和磁場(chǎng)的方向通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力一、安培力的方向2、僅改變磁場(chǎng)的方向,觀察受力方向是否變化。(怎么改變磁場(chǎng)方向)FIBIBF猜測(cè):哪些因素會(huì)影響導(dǎo)線受力的方向電流的方向和磁場(chǎng)的方向IBFFIB提問:F的方向與B的方向有什么關(guān)系?F⊥BF的方向與I的方向有什么關(guān)系?F⊥IB的方向與I的方向一定是垂直關(guān)系嗎?如果金屬棍左側(cè)的懸線短一點(diǎn)會(huì)怎樣?

B與I還垂直嗎?安培力方向與改變前有變化嗎?I總結(jié)得出結(jié)論:安培力F的方向總是垂直于電流I與磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面BFBB安培力的研究過程即核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”的過程“科學(xué)探究”是指基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋,以及對(duì)科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。“科學(xué)探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、文流等要素。水平四:能分析相關(guān)事實(shí)或結(jié)論,提出并準(zhǔn)確表述可探究的物理問題,作出有依據(jù)的假設(shè);能制訂科學(xué)探究方案,選用合適的器材獲得數(shù)據(jù);能分析發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律,形成合理的結(jié)論,用已有的物理知識(shí)進(jìn)行解釋;能撰寫完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)科學(xué)探究過程與結(jié)果進(jìn)行交流反思。一.安培力的方向左手定則:伸開左手,使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直,讓磁感線垂直穿入手心,四指指向電流的方向,這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向。BIF安培力的方向如何快速準(zhǔn)確判斷?【例1】

關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向,正確的說法是A.跟磁場(chǎng)方向垂直,跟電流方向平行B.跟電流方向垂直,跟磁場(chǎng)方向平行C.既跟磁場(chǎng)方向垂直,又跟電流方向垂直D.既不跟磁場(chǎng)方向垂直,又不跟電流方向垂直

答案CFIBFIBααBBIFαBI30°FFIIIBBB【例2】畫出圖中第三個(gè)量的方向。演示實(shí)驗(yàn):如圖所示,兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用為什么會(huì)這樣?用學(xué)過的知識(shí)加以分析注:A導(dǎo)線給B導(dǎo)線的力是通過自己的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。類似于兩個(gè)電荷的作用力。同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。結(jié)論:FFF同向電流F反向電流二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):F=ILB(B⊥I)BIF2、電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí),F(xiàn)=?做一做NSI問題:如果既不平行也不垂直呢?BθIIB把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量:一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcosθ平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力,通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定即F=ILB1F=ILBsinθθB2B1將B1=Bsinθ代入得通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直的情況3.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為θ時(shí):3.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為θ時(shí):F=ILBsinθ(θ為B與L的夾角)BFB⊥B∥對(duì)公式的理解★不僅與B、I、L大小有關(guān),還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度【例1】如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊,此時(shí)電流受到的安培力怎樣求?大小多少?方向怎樣??jī)闪Φ暮狭Υ笮》较蛟鯓??如果電流沿ab邊從a到b,ab邊受安培力多大?如果是一閉合回路受力又是多少?【例2】說說下面各圖的有效長(zhǎng)度三、磁電式電流表1、磁電式電流表的構(gòu)造:刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴(軟鐵制成)、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯(軟鐵制成)。最基本的是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。2、電流表的工作原理

1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的,不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度,它的平面都跟磁感應(yīng)線平行,當(dāng)電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力,這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng),產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩,其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大,當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí),線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。提問:1.如何根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向來確定電路上的電流方向?2.磁電式電流表如何保證電流刻度是均勻的?1、如圖所示的四種情況,通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其中通電導(dǎo)線不受安培力的是()鞏固練習(xí)CNS特殊位置法、電流元法、等效法分析運(yùn)動(dòng)由上向下看導(dǎo)線是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)向下落物體運(yùn)動(dòng)方向的判定方法例題、如圖所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MN,導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直,給導(dǎo)線通以由N向M的電流,則()A.磁鐵對(duì)桌面壓力減小,不受桌面的摩擦力作用B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,受桌面的摩擦力作用C.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大,受桌面的摩擦力作用D.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大,不受桌面摩擦力作用NS導(dǎo)線將如何運(yùn)動(dòng)?練習(xí)1、兩條直導(dǎo)線相互垂直,如圖所示,但相隔一個(gè)小距離,其中一條AB是固定的,另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí),CD導(dǎo)線將……()A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開導(dǎo)線ABC、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開導(dǎo)線ABD、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近導(dǎo)線ABABCDIIA結(jié)論:兩通電導(dǎo)線有達(dá)到電流方向相同,并靠近的趨勢(shì)練習(xí)2

:如圖所示,固定螺線管M右側(cè)有一正方形線框abcd,線框內(nèi)通有恒定電流,其流向?yàn)閍bcd,當(dāng)閉合開關(guān)S后,線框運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)為…………()A.a(chǎn)b向外,cd向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏B.a(chǎn)b向里,cd向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離MC.a(chǎn)d向外,bc向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏D.a(chǎn)d向里,bc向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離MA第五節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力

教學(xué)目標(biāo):經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究洛倫茲力方向的過程,知道洛倫茲力的方向與電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都垂直,會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力方向。經(jīng)歷有安培力公示推導(dǎo)洛倫茲力公示的過程,由此體會(huì)磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線所受的安培力實(shí)際上是運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。會(huì)計(jì)算洛倫茲力。知道電視機(jī)顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理。分析:洛倫茲力的方向和大小是本節(jié)的重點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論探究洛倫茲力的方向,再由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式。教材中的“思考與討論”實(shí)質(zhì)上是為推導(dǎo)過程提前鋪設(shè)一個(gè)臺(tái)階,教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況來靈活設(shè)置臺(tái)階,讓學(xué)生更好的在討論中有更深刻的體會(huì)。從題目入手進(jìn)行引入:提問:那也就是說,只有運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才可能受到力,那靜止的電荷呢?還要滿足什么條件電荷才會(huì)受到力?運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力演示:陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)電子射線管的原理:從陰極發(fā)射出來電子,在陰陽兩極間的高壓作用下,使電子加速,形成電子束,轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。電流是什么方向的?結(jié)論:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力,安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

荷蘭物理學(xué)家,他是電子論的創(chuàng)始人、相對(duì)論中洛倫茲變換的建立者,并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)(塞曼效應(yīng))獲得第二屆(1902年)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。被愛因斯坦稱為“我們時(shí)代最偉大,最高尚的人”。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲(Lorentz,1853—1928)一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力應(yīng)用安培力的研究方法猜測(cè):哪些因素會(huì)影響磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的方向?電流的方向和磁場(chǎng)的方向1、僅改變電流的方向,觀察受力方向是否改變。IBFFIB2、僅改變磁場(chǎng)的方向,觀察受力方向是否變化。(怎么改變磁場(chǎng)方向)FIBIBFIBFFIB說一說:洛倫茲力方向有什么特點(diǎn)?提問:我們可以用判斷安培力的左手定則來判斷洛倫茲力的方向嗎?如果可以,判斷時(shí)有什么不同嗎?

二、洛倫茲力

的方向左手定則:四指指向與形成的電流方向一致,即與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同,與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。IBFvvvv閱讀教材上的“思考與討論”推導(dǎo)洛倫茲力表達(dá)式三、洛倫茲力大小

設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng),橫截面積為S的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動(dòng)的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,求(1)通電導(dǎo)線中的電流(2)通電導(dǎo)線所受的安培力(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個(gè)電荷所受的洛倫茲力導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I=導(dǎo)線中的電荷的總個(gè)數(shù)為N=每個(gè)電荷受力為nqSvnSL導(dǎo)線受安培力為F安

=BIL=BnqSvL三、洛倫茲力大小BvFθvθBV2V1當(dāng)V與B成一角度θ時(shí)

F洛=qVBsinθ

類比安培力由學(xué)生來推導(dǎo)

F洛=qVB(V⊥B)

F洛=0(V∥B)三、洛倫茲力大小洛倫茲力的特點(diǎn):以問題的形式提出讓學(xué)生來總結(jié)2、洛倫茲力對(duì)帶電粒子的速度有什么影響?

3、洛倫茲力對(duì)電荷做的功是多少?1、洛倫茲力的方向與V,B有什么關(guān)系?總是:F⊥VF⊥BF⊥SVB四、電視顯像管的工作原理

1、要是電子打在A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?垂直紙面向外2、要是電子打在B點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?垂直紙面向里3、要是電子打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化?先垂直紙面向外并逐漸減小,然后垂直紙面向里并逐漸增大。第六節(jié)帶帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo):通過實(shí)驗(yàn)知道帶電粒子沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和入射的速度大小有關(guān)。通過理論分析知道帶電粒子沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),并能用學(xué)過的知識(shí)推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期的公式。能用學(xué)過的知識(shí)分析、計(jì)算有關(guān)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受力、運(yùn)動(dòng)問題,了解回旋加速器和質(zhì)譜儀的工作原理。分析:本節(jié)屬于洛倫茲力知識(shí)的應(yīng)用,教材采用了先實(shí)驗(yàn)探究,再理論分析與推導(dǎo)的順序。帶著實(shí)驗(yàn)的感性材料,再用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行理論分析,從理論高度推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的必然性,這樣先實(shí)驗(yàn)觀察再理論論證比較符合一般人的認(rèn)知過程,也降低了學(xué)習(xí)的難度。本節(jié)重點(diǎn)要學(xué)習(xí)掌握的就是帶電粒子在各種磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),如各種有界磁場(chǎng),周期性問題,電性不確定問題,磁場(chǎng)方向不確定問題等。引入:洛倫茲力演示儀電子槍玻璃泡勵(lì)磁線圈帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡無磁場(chǎng)有磁場(chǎng)2.誰提供向心力?

學(xué)生自己推導(dǎo)軌道半徑怎么表示?周期怎么表示?周期跟軌道半徑r和運(yùn)動(dòng)速率v無關(guān)一、帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問:1.v垂直B時(shí),粒子做什么運(yùn)動(dòng)?帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),要掌握基本方法(找圓心、求半徑、畫軌跡)利用幾何知識(shí),求半徑及圓心角是關(guān)鍵。應(yīng)特別注意:電荷正負(fù)、磁場(chǎng)方向、“邊界問題”以及由周期性引起的“多解問題”。兩個(gè)基本模型:質(zhì)譜儀和回旋加速器。重點(diǎn)掌握(一)質(zhì)譜儀二、實(shí)際應(yīng)用1.構(gòu)造①帶電粒子注入器③速度選擇器(E、B1)⑤照相底片+-②加速電場(chǎng)(U)④偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(B2)2.質(zhì)譜儀工作原理①帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng):③帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng):②帶電粒子經(jīng)速度選擇器:由上可得:測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量三、直線加速器方案一:利用電場(chǎng)加速

可知電壓越高,粒子獲得的能量越高,速度越大,但電壓不可能無限制地提高Umq-方案二:多級(jí)電場(chǎng)加速UmqUU-+一級(jí)二級(jí)三級(jí)P1P2P3P4P5P6-……n級(jí)U-+-+-+PnPn+1各加速區(qū)

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