高中物理 《磁感應(yīng)強度 磁通量》教案3 魯科版選修3-1
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高中物理 《磁感應(yīng)強度 磁通量》教案3 魯科版選修3-1
第三節(jié) 磁感應(yīng)強度 磁通量 教學(xué)目標(biāo):理解磁感應(yīng)強度和磁通量概念;掌握用磁感線描述磁場的方法;了解勻強磁場的特點知道磁通密度即磁感應(yīng)強度;采用類比法,從電場強度概念引入分析,據(jù)比值法定義,建立磁感應(yīng)強度概念。培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和研究問題的方法。重點難點:磁感應(yīng)強度是描述磁場性質(zhì)的物理量,其概念的基本建立是本章的重點和難點。教 具:干電池組,U形磁鐵,水平平行裸銅線導(dǎo)軌,直銅棒,帶夾導(dǎo)線三根,開關(guān)。教學(xué)過程引入新課:復(fù)習(xí)電場,為用類比法建立磁感應(yīng)強度概念作準(zhǔn)備。提 問:電場的基本特性是什么?(對其中的電荷有電場力的作用。)空間有點電場Q建立的電場,如在其中的A點放一個檢驗電荷q1,受電場力F1,如改放電荷q2,受電場力F2,則有何關(guān)系,說明什么?(比值為恒量,反映場的性質(zhì),叫電場強度。)設(shè) 問:磁場的基本特征是什么?(對其中的電流,即通電導(dǎo)線有磁場力的作用。)對磁場的這種特性如何描述呢?.觀察實驗:實驗表明通電直導(dǎo)線垂直放置在確定的磁場中受到的磁場力F跟通過的電流強度I和導(dǎo)線長度L成正比,或者說跟I·L的乘積成正比。這就是說無論怎樣改變電流強度I和導(dǎo)線長度L,乘積IL增大多少倍,則F也增大多少倍。比值F/IL是恒量。如果改變在磁場中的位置,垂直磁場放置的通電導(dǎo)線F/IL比值又會是新的恒量。表明:F/IL反映了磁場的特性。正如電場特性用電場強度來描述一樣,磁場特性用一個新的物理量磁感應(yīng)強度來描述。磁感應(yīng)強度(B)(1)定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,所受到的磁場力F跟電流強度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度,用B表示。(2)公式:B=F/(I·L)(3)矢量:B的方向與磁場方向,即小磁針N極受力方向相同。(4)單位:特斯拉(T)1T=1N/(A·m),即垂直磁場方向放置的長1m的導(dǎo)線,通入電流為1A,如果受的磁場力為1N,則該處的磁感應(yīng)強度B為1T.一般永久磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強度約為0.4T-0.7T;電機和變壓器鐵心中,磁感應(yīng)強度為0.8T1.4T,地面附近地磁場的磁感應(yīng)強度約為0.5×10-4T。勻強磁場為了從磁感線不但可以了解磁感強度的方向,還可以了解磁感強度的大小,我們可以規(guī)定:磁感線條數(shù)跟磁感強度成正比在垂直于磁場方向的1米2面積上磁感線的條數(shù)跟那里的磁感強度的數(shù)值相同。(1)磁感線的方向反映了磁感強度的方向,磁感線的疏密反映了磁感強度的大小。(2)磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相同的區(qū)域,叫勻強磁場。其磁感線平行且等距。例:長的通電螺線管內(nèi)部的磁場、兩個靠得很近的異名磁極間的磁場都是勻強磁場。(3)如用B=F/(I·L)測定非勻強磁場的磁感應(yīng)強度時,所取導(dǎo)線應(yīng)足夠短,以能反映該位置的磁場為勻強。磁通量()在后面的電學(xué)學(xué)習(xí)中,我們要討論穿過某一個面的磁場情況。我們知道,磁場的強弱(即磁感應(yīng)強度)可以用磁感線的疏密來表示。如果一個面積為S的面垂直一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場放置,則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的。我們把B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。(1)定義:面積為S,垂直勻強磁場B放置,則B與S乘積,叫做穿過這個面的磁通量,用表示(2)公式:=B·S(3)單位:韋伯(Wb) 1Wb=1T·m2磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)。課堂小結(jié)(1)磁感應(yīng)強度既反映了磁場的強弱又反映了磁場的方向,它和磁通量都是描述磁場性質(zhì)的物理量,應(yīng)注意定義中所規(guī)定的條件,對其單位也應(yīng)加強記憶。(2)磁通量的計算很簡單,只要知道勻強磁場的磁感應(yīng)強度B和所討論面的面積S,在面與磁場方向垂直的條件下=B·S(不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影。)磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少。在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大小。例:如圖所示,在條形磁鐵中部垂直套有A、B兩個圓環(huán),試分析穿過A環(huán)、B環(huán)的磁通量誰大。解:此題所給條件是非勻強磁場,不能用=B·S計算,只能比較穿過兩環(huán)的磁感線凈條數(shù)多少,來判斷磁通量的大小。條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā),經(jīng)外空間磁場由S極進入,在磁鐵內(nèi)部的磁感線從S極向N極,又因磁感線是閉合的平滑曲線,所以條形磁鐵內(nèi)外磁感線條數(shù)一樣多。從下向上穿過A、B環(huán)的磁感線條一樣多,而從上向下穿過A環(huán)的磁感線多于B環(huán),則A環(huán)從下向上穿過的凈磁感線少于B環(huán),所以B環(huán)的磁通量大于A環(huán)磁通量。課堂練習(xí):高二物理P82(1)(3)作 業(yè):基礎(chǔ)訓(xùn)練第四節(jié)