2019-2020年高中物理《磁感應強度》教案7 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理《磁感應強度》教案7 新人教版選修3-1 ●教學目標 一、知識目標 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計算. 3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應強度的大小. 4.知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線是分布均勻的平行直線. 5.知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL. 6.會用公式F=BIL解答有關問題. 7.知道左手定則的內(nèi)容，并會用它解答有關問題. 二、能力目標 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.培養(yǎng)學生實驗、分析總結、語言表達的能力. 三、德育目標 使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法. ●教學重點 1.磁感應強度. 2.安培力的計算. ●教學難點 1.磁感應強度概念的建立. 2.左手定則. ●教學方法 實驗分析法、講授法 ●教學用具 磁鐵、電源、金屬桿、導線、鐵架臺、投影儀、投影片 ●課時安排 1課時 ●教學過程 用投影片出示本節(jié)學習目標. 1.知道磁感應強度的定義，知道磁感應強度的單位是特斯拉. 2.會用磁感應強度的定義式進行有關計算. 3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應強度的大小. 4.知道什么是安培力，掌握分析安培力的方法. 5.左手定則. ●學習目標完成過程 一、復習提問、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？緊接著教師提問以下問題. 1.用哪個物理量來描述電場的強弱和方向？ ［學生答］用電場強度來描述電場的強弱和方向. 2.電場強度是如何定義的？其定義式是什么？ ［學生答］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、新課教學 （一）安培力 1.教師講解：初中我們曾學過，磁場對通電導線能產(chǎn)生力的作用，我們把這種力叫安培力. ［板書］ 磁場對電流的作用力通常稱為安培力. 教師講解：安培力是以安培的名字命名的，因為他研究磁場對電流的作用力有突出的貢獻. 2.用CAT課件模擬把通電直導線放在磁場里所受安培力的實驗. 實驗結論：當導線方向與磁場方向垂直時，電流所受的安培力最大；當導線方向與磁場方向一致時，電流所受的安培力最小，等于零；當導線方向與磁場方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間. ［教師問］安培力和庫侖力有什么區(qū)別呢？ ［學生答］電荷在電場中某一點受到的庫侖力是一定的，方向與該點的電場方向要么相同，要么相反，電流在磁場中某處受到的磁場力，與電流在磁場中放置有關.電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大；當電流方向與導線方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間. 3.安培力的大小與什么因素有關？ 教師講解：為了簡便起見，我們研究導線方向與磁場方向垂直時的情況. ［演示實驗］ 如圖，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安培力的大小，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. 先保持導線通電部分的長度不變，改變電流的大小. ［學生分析得出結論］通電導線長度一定時，電流越大，導線所受安培力就越大. 然后保持電流不變，改變導線通電部分的長度. ［學生分析得出結論］電流一定時，通電導線越長，安培力越大. 教師講解：精確的實驗表明，通電導線在磁場中受到的安培力的大小，既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL或B=F/IL. 教師問：B有何物理意義呢？ ［演示］在不同的蹄形磁鐵的磁場中做上面的實驗. ［教師引導學生分析計算得］ 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. 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，電流所受的安培力越大，比值B越大，表示磁場越強. ［板書］ 磁感應強度 1.定義 在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度. 說明：如果導線很短很短，B就是導線所在處的磁感應強度. 2.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特，簡稱特，國際符號是T. 1 T=1 4.方向 磁感應強度是矢量，把某點的磁場方向定義為該點的磁感應強度的方向. 5.形象表示方法 在磁場中用磁感線可以表示磁感應強度的大小和方向. ［教師講解］正像在電場中可以用電場線的疏密程度大致表示電場強度的大小一樣，在磁場中也可以用磁感線的疏密程度大致表示磁感應強度的大小，這樣，從磁感線的分布就可以形象地表示磁場的強弱和方向. ［實物投影］課本16-6、16-7、16-8、16-9圖. ［學生分析得］離磁體或電流越遠的地方，磁感應強度就越小. ［投影例題］ 有人根據(jù)B=F/IL提出：磁場中某點的磁感應強度B跟磁場力F成正比，跟電流強度I和導線長度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問題？錯在哪里？ 學生思考討論后教師作出解答： 這種提法不對.因為實驗證明，F(xiàn)和IL的乘積成正比，故比值（F/IL）在磁場中某處是一個恒量，反映了磁場本身的特性，不隨F及IL的變化而變化. ［過渡句］電場可以合成，那么磁場能否合成呢？若能合成，如何合成呢？ ［教師講解］磁感應強度是矢量，它可以合成，合成同樣遵守平形四邊形定則. 6.磁場的疊加 若空間存在幾個磁場，空間的磁場應由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應強度為B空間存在幾個磁場，空間的磁場應由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應強度為B. B=B1+B2+B3……（矢量和） ［投影例題］ 例 如圖所示，三根通電直導線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示.a位于bd中點且ad=ab,則a點的磁感應強度方向是_______ A.垂直紙面指向紙里 B.垂直紙面指向紙外 C.沿紙面由a指向b D.沿紙面由a指向c 解析：根據(jù)安培定則：b、d兩根導線在a點形成的磁場，磁感應強度大小相等，方向相反，合磁感應強度應為零，故a點磁場就由通電導線c來決定，根據(jù)安培定則在a點處的磁場，磁感應強度方向應為沿紙面由a指向b，正確選項為C. 前面我們學過勻強電場，現(xiàn)在大家回憶一下以下問題： 1.什么是勻強電場？ 2.勻強電場的產(chǎn)生條件是什么？ 3.勻強電場的電場線有何特點？ ［學生答］ 1.在電場的某一區(qū)域，如果場強的大小和方向都相同，這個區(qū)域的電場叫做勻強電場. 2.兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對，分別帶有等量的正負電荷，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強電場. 3.勻強電場的電場線是距離相等的平行直線. 在同學回答完問題后，教師緊接著提問.什么是勻強磁場？它的產(chǎn)生條件是什么？勻強磁場的磁感線又有什么特點？ ［實物投影課本圖16-16］ ［教師引導學生得出結論］ 勻強磁場 1.定義：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場. 2.產(chǎn)生方法 距離很近的兩個異名磁極之間的磁場，通電螺線管內(nèi)部的磁場（除邊緣部分外）都可認為是勻強磁場. 3.磁感線的特點 勻強磁場的磁感線是間距相等的平行直線 （二）安培力的大小 由磁感應強度的定義式B=F/IL，可得安培力的計算公式F=BIL. ［投影片出示板書］ 安培力的大小 1.計算公式：F=BIL 2.適用條件：①通電導線與磁場方向垂直②勻強磁場或非勻強磁場中，很短的通電導線. ［投影片出示練習題］ 1.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流強度是2.5 A，導線長1 cm，它受到的安培力為510-2 N，則這個位置的磁感應強度是多大？ 2.接上題，如果把通電導線中的電流強度增大到5 A時，這一點的磁感應強度應是多大？ 3.如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場. 解答：1. 2.磁感應強度B是由磁場和空間位置（點）決定的，和導線的長度L、電流I的大小無關，所以該點的磁感應強度是2 T. 3.如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，則可能有兩種可能：①該處沒有磁場，②該處有磁場，只不過通電導線與磁場方向平行. （三）安培力的方向 安培力的方向與什么因素有關呢？ 演示課本圖16-2實驗1改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象. ［現(xiàn)象］導體向相反的方向運動. 2.調換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象. ［現(xiàn)象］導體又向相反的方向運動. ［教師引導學生分析得出結論］ 1.安培力的方向和磁場方向、電流方向有關系. 2.安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面. 如何判斷安培力的方向呢？ ［出示投影片］ 通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系.可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向. 三、鞏固練習 判斷下圖中導線A所受磁場力的方向. 解答： （垂直于紙面向外） 四、小結 通過本節(jié)課的學習，主要學習了以下幾個問題： 1.磁感應強度的定義、計算式、單位、方向及形象表示方法. 2.勻強磁場的定義、產(chǎn)生條件. 3.安培力的定義、大小和方向. 五、布置作業(yè) 1.練習二④⑤⑥⑦ 習題A組①②③④ 2.閱讀本節(jié)課文. 3.預習：電流表的工作原理. 六、板書設計 1.磁感應強度 定義 定義式：B= 大小：B=（B⊥L） 方向：磁感應強度的方向與磁場方向相同 物理意義：磁感應強度是描述磁場力性質的物理量 形象表示——磁感線 1.磁感應強度 定義 大?。篎=BIL（注意B⊥L） 方向（用左手定則判斷） 2.安培力