高中物理《磁感應強度》教案13 新人教版選修31

1、第2課時 5.2磁感應強度教學目標知識與技能1理解和掌握磁感應強度的方向、大小、單位。2能用磁感應強度的定義式進行有關計算。過程與方法探究影響通電導線受力的因素，尋求表征磁場強弱的物理量。通過觀察、類比（與電場強度的定義類比）使學生理解和掌握磁感應強度的概念 。情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生探究未知世界的興趣，掌握探究多個變間關系的方法。教學重點與難點教學重點：磁感應強度概念的建立與理解教學難點： 磁感應強度的方向 課堂教與學互動設計創(chuàng)設情景，導入新課情景1：小磁針靜止時為什么有一定的指向？ 因為有地磁場的存在情景2：當條形磁鐵靠近小磁針時，小磁針出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？為什么會這樣？ 當條形磁鐵靠近小磁針

2、時，小磁針出現(xiàn)了偏轉。說明了條形磁鐵對它有力的作用。問題1：當條形磁鐵出現(xiàn)時，地磁場嚇跑了？ 不！是因為條形磁鐵的磁性比地磁場要強。說明磁場也有強有弱問題2：磁場看不見，摸不著，怎樣認識和描述磁場的強弱呢？ 有了探究電場強度的經(jīng)驗，探究磁場的強弱與之類同。情景3：將一檢驗電荷放在電場中不同的地方，探究其受力。發(fā)現(xiàn)：電荷所受的 電場力 與檢驗電荷 電荷量 的比值，反映該處電場的強弱，定義它為電場強度，定義式為e。問題3：電場強度是矢量，其方向與f相同？錯！物理學中規(guī)定 正電荷 受到的電場力方向為該點電場強度的方向。 與電場類似，磁場也有表征其強弱的物理量。 合作交流，探究新知在磁鐵周圍不同的地方

3、懸掛一些小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針受力大小不相同，這表明磁場中不同位置磁場對小磁針的作用強弱不同，因此磁場有強有弱表征磁場強弱的物理量并不叫磁場強度，而是磁感應強度。1 磁感應強度：描述磁場強弱的物理量叫磁感強度。 在磁鐵周圍的不同位置放一些小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時，指向各不相同，這表明磁場中不同位置力的作用方向不同，因此磁場具有方向性2 磁感強度的方向：物理學中把小磁針靜止時n極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應強度方向。簡稱磁場方向?；蛘哒f：在磁場中的任意一點小磁針北極受力的方向規(guī)定為該點的磁場方向3 磁感應強度是矢量問題1：磁感應強度有大小有方向，如何探究它的大小呢？ 與電場類似，放小磁針于磁場中，探

4、究其受大小即可。問題2：可行嗎？不可行。因為與電場不同的是：n極不能單獨存在，小磁針靜止時所受的合力為零，不可能測出n極受力的大小。也就不能確定磁感應強度的大小。問題3：怎么辦？ 磁場除了對磁體有力的作用，還對電流有力的作用，也許可以通過磁場對電流的作用，來探究其強弱。 演示1：探究影響磁場對電流作用力的因素電流元：物理學中把很短的一段導線中的電流i和導線的長度l的乘積叫電流元。孤立的電流元是不存在的。勻強磁場：磁場的強度、方向都一樣的磁場。在勻強磁場中可以用長導線來探電流元的受力情況。（1） 實驗目的：探究影響通電導線受力的因素（2） 需要測哪些物理量：導線的長度l；電流強度i；導線受到的作

5、用力f。（3） 需要什么器材：（4） 實驗條件如何控制（5） 實驗方法：（控制變量法） il垂直于勻強磁場：保持磁場的磁感應強度b、導線長度l不變， 研究導線受到的作用力f與電流強度i的關系，發(fā)現(xiàn)fi；fi保持磁場的磁感應強度b、電流強度i不變，研究導線受到的作用力f與導線的長度l的關系，發(fā)現(xiàn)fl。fl（6）結論：fil，精確的實驗表明：在通電導線與磁場方向垂直時，它受力的大小既與導線的長度l成正比，又與導線的電流i成正比，即與i和l的乘積il成正比，用公式表示為：f=bil 其中b為比例系數(shù)，與導線的長度和電流的大小無關。在不同的磁場中b的值不同：即使同樣的電流導線的受力也不樣?？梢奲是我們

6、要尋找的表征磁場強弱的物理量磁感受應強度4磁感應強度的大小b（表征磁場強弱的物理量）（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（比值定義）（2）定義式：bb：導線l所處的磁感應強度 i：導線中的電流強度l：導線在磁場中的長度 f：導線受到的磁場力（3）適用條件：一切磁場；磁感應強度b與電流i垂直（4）單位：在國際單位制中是特斯拉，簡稱特，符號t. 1t=1n/am（5）物理意義：磁感應強度b是表示磁場強弱的物理量.例1:有人根據(jù)bf/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

7、種提法有什么問題？錯在哪里？答：這種提法不對。實驗表明，f和il的乘積成正比，但比值（f/il）在磁場中某處是確定了的，反映了磁場本身的特性，不隨f及il的變化而變化。例2：有同學說：由e可知，e的方向與正電荷受到的力f方向相同。同理由b可知，b的方向也與f相同。提示：分析演示實驗解答：錯誤。分析演示實驗可知：b的方向與f的方向垂直。例3 ： 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？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？解：由：b得：b2t。磁感應強度b是由磁場

8、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。例4：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.演示2：il平行于勻強磁場：電流不受力。解：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：該處沒有磁場；該處有磁場，只不過通電導線與磁場方向平行。（6）理解：比值定義：b與f、i、l無關，由磁場本身性質決定的。（由例1得出）b的方向與f的方向垂直，而不是相同。5磁場的疊加矢量運算磁感應強度是矢量，它可以合成，合成同樣遵守平形四邊形定則。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。bb1b2b3（矢量和）課

9、堂小結1磁感應強度b：表征磁場強弱的物理量是磁感應強度2磁感應強度的方向：物理學規(guī)定小磁針靜止時n極所指的方向為該點的磁感應強度方向。3磁感應強度b的大小：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。公式：b4單位：特斯拉，符號： t 課外同步訓練輕松過關1下列說法中正確的是 （ac） a電荷在某處不受電場力的作用,則該處的電場強度為零b一小段通電導線在某處不受安培力的作用,則該處磁感應強度一定為零c把一個試探電荷放在電場中的某點,它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱d把一小段通電導線放在磁場中某處,所受的磁場力與該小段通電導

10、線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱解析：電場與磁場的區(qū)別在于：磁場中通電導線要與磁場垂直，才有關系式：b。故b、d都錯，只有a、c正確。2下列關干磁感應強度大小的說法中正確的 （d） a通電導線受磁場力大的地方磁感應強度一定大b通電導線在磁感應強度大的地方受力一定大c放在勻強磁場中各處的通電導線,受力大小和方向處處相同d磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關3下列關于磁感應強度的方向的說法中.正確的是（bd） a某處磁感應強度的方向就是一小段通電導體放在該處時所受磁場力的方向b小磁針n極受磁力的方向就是該處磁感應強度的方向c垂直于磁場放置的通電導線的受力方向

11、就是磁感應強度的方向d磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向4.在磁感應強度的定義式b中，有關各物理量間的關系，下列說法中正確的是 （ b ） a.b由f、i和l決定 b.f由b、i和l決定c.i由b、f和l決定 d.l由b、f和i決定5根據(jù)磁感應強度的定義式b=，下列說法中正確的是（d）a、在磁場中某確定位置，b與f成正比，與i、l的乘積成反比b、一小段能通電直導線在空間某處受磁場力f=0，那么該處的b一定為零c、磁場中某處的b的方向跟電流在該處受磁場力f的方向相同d、一小段通電直導線放在b為零的位置，那么它受到磁場力f也一定為零解析：磁感應強度是表征磁場強弱的物理量，確定的磁場中的

12、確定點的磁感應強度是一個確定的值，它由磁場本身決定的，與磁場中是否有通電導體，及導體的長度，電流強度的大小，以及磁場作用力的大小無關。a錯誤。若電流方向與磁場方向在一條直線上，通電導體將不受到磁場力的作用，因此在某處磁場力為零，并不能說明該處的磁感應強度為零。b錯誤。通電導體受到磁場力的方向垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面。c錯誤。通電導體處在一個沒有磁場的空間，當然不受磁場力的作用。答案：d6.a有一小段通電導體，長為1cm，電流為5a，把它置入磁場中某點，受到的磁場力為0.1n，則該點的磁感應強度b一定是 ( c ) a.b=2 t b.b2t c.b2t d.以上情況都有可能解析：b

13、與il垂直時磁場力最大：fm=bil，fm01n，解得b2t，c正確點評：討論通導線受到的磁場力時，一定要明確導線與磁場的位置關系，是平行的？還是垂直的？這是與電荷在電場中受力不同之處。7在勻強磁場里,有一根長1.2m的通電導線,導線中的電流為5a,這根導線與磁場方向垂直時,所受的安培力為1.8n，則磁感應強度的大小為 0.3 8在磁感應強度的大小為2t勻強磁場里,有一根長8m的通電導線, ,這根導線與磁場方向垂直時,所受的安培力為32n，則導線中的電流為 2 a9一根長20cm的通電導線放在磁感應強度為0.4t的勻強磁場中,導線與磁場方向垂直.若它受到的安培力為410-3n則導線中的電流強度

14、是 0.05a若將導線中的電流增加0.05a，則該處的磁感應強度為 0.4 t，當導線的長度在原位置縮短為原來的一半時，磁感應強度為 _0.4_t。 適度拓展10磁感應強度b在國際單位制中的單位是特斯拉（符號t），關于1t下列單位中與磁感應強度單位一致的是：（ a cd）a、 b、 c、1kg/as2 d、11在勻強磁場中某處p放一個長度為l=20，通電電流i=0.5a的直導線，測得它受到的最大磁場力f=1.0n，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導線從磁場中撤走，則p處的磁感應強度（b ）a、零 b、10t，方向肯定不沿豎直向上c、0.1t，方向豎直向上 d、10t，方向豎直向上綜合提高12在b2t的勻強磁場中放一根與磁場方向垂直、長度為0.8m的通電