2019-2020年高二物理《磁感應(yīng)強(qiáng)度》導(dǎo)學(xué)案.doc

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2019-2020年高二物理《磁感應(yīng)強(qiáng)度》導(dǎo)學(xué)案 一、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、知識與技能 （1）理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義，知道B的單位是特斯拉； （2）會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算； （3）會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問題。 2、過程與方法 （1）使學(xué)生知道物理中研究問題時(shí)常用的一種科學(xué)方法——控制變量法； （2）通過演示實(shí)驗(yàn)、分析總結(jié)、獲取知識。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識一般事物的共性的科學(xué)方法。 【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】 磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義。 磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立。 教學(xué)用具：磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、投影儀、投影片。 （一）引入新課 磁場不僅具有方向，而且也具有強(qiáng)弱，為表征磁場的強(qiáng)弱和方向就要引入一個(gè)物理量。怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢？ 提問1：用哪個(gè)物理量來描述電場的強(qiáng)弱和方向？ 答：用電場強(qiáng)度來描述電場的強(qiáng)弱和方向。 提問2：電場強(qiáng)度是如何定義的，其定義式是什么？ 答：電場強(qiáng)度是通過將一檢驗(yàn)電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗(yàn)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(xué)習(xí)描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。 （二）進(jìn)行新課 1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 電場和磁場都是客觀存在的。電場有強(qiáng)弱和方向，磁場也有強(qiáng)弱和方向。大家想一下，電場強(qiáng)度的方向是如何規(guī)定的？對研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向你有何啟發(fā)？ 規(guī)定正電荷所受電場力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向。場強(qiáng)的方向是從電荷受力的角度規(guī)定的。小磁針放入磁場中會(huì)受到磁場力的作用，因此，磁場的方向可以從小磁針受力的角度規(guī)定。 在磁場中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 問題1：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？ 答：不能。因?yàn)樾〈裴槻粫?huì)單獨(dú)存在一個(gè)磁極，小磁針靜止時(shí)，兩個(gè)磁極所受合力為零，因此無法從小磁針受力的角度確定磁場的強(qiáng)弱，既無法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 問題2：那我么如何研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢？ 答：從電流在磁場中受力的角度去研究。 2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 指出：在物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL叫做電流元。但要使導(dǎo)線中有電流，就要把它連接到電源上，所以孤立的電流元是不存在的。那我們怎樣研究磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度呢？ 討論：可以在磁場的強(qiáng)弱和方向都相同的勻強(qiáng)磁場中，研究較長的一段通電導(dǎo)線的受力情況，從而推知一小段電流元的受力情況。如圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過這個(gè)角度我們可以比較磁場力的大小，分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長度，電流強(qiáng)度由外部電路控制。 （1）先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大小。 結(jié)論：通電導(dǎo)線長度一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)線所受磁場力就越大。 （2）然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度。 結(jié)論：電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長，磁場力越大。 講解：精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場中受到的磁場力的大小，既與導(dǎo)線的長度L成正比，與導(dǎo)線中的電流I也成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL，式中B為比例系數(shù)。 問題：B有何物理意義呢？在不同的蹄形磁鐵的磁場中重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。 結(jié)論： 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。 3、可見，B是由磁場本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長度L相同的情況下，電流所受的磁場力越大，比值B越大，表示磁場越強(qiáng)。 總結(jié)： （1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，即 。 【說明】 1、如果導(dǎo)線很短很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 2、物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場強(qiáng)弱的物理量。 3、單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T。 1 T=1 4、方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。在磁場中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 （投影）讓學(xué)生了解特斯拉。 （投影）了解一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 3、實(shí)例探究 對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解 例1、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是（ ） A.通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B.通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方受力一定大 C.放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 解析：正確答案是D。因?yàn)榇艌鲋心滁c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定，與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān)。所以A選項(xiàng)錯(cuò)，D選項(xiàng)正確。因?yàn)橥妼?dǎo)線在磁場中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與通電導(dǎo)線的取向有關(guān)，故B選項(xiàng)錯(cuò)，對C選項(xiàng)雖然勻強(qiáng)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等，但當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的方向不同時(shí)，磁場力是不相同的（導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)受磁場力最大，與磁場平行時(shí)受磁場力為零），而Ｃ選項(xiàng)中沒有說明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取向是否相同，所以Ｃ選項(xiàng)錯(cuò)。答案：D 【說明】 1、磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與通電導(dǎo)線的受力無關(guān)，由磁場本身決定。 2、通電導(dǎo)線在磁場中的受力不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，還跟導(dǎo)線的位置取向有關(guān)。 例2、下列說法中錯(cuò)誤的是（ ） A.磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流I、長為L的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場力F與I、L的乘積的比值。 B.一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場。 C.一小段通電導(dǎo)線放在磁場中A處時(shí)受磁場力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大。 D.因?yàn)锽 =F／IL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線IL乘積成反比。 答案：ABCD 例3、一根導(dǎo)線長0.2m，通過3A的電流，垂直放入磁場中某處受到的磁場力是610-2N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是_____T；如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是_____T。 解析：由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 ： 得：T=0.1T ，當(dāng)導(dǎo)線的長度和電流都減小一半，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，仍為0.1T。答案：0.1T；0.1T。 5、作業(yè)1、閱讀課本第85頁科學(xué)漫步《地球磁場與古地質(zhì)學(xué)》 2、完成P90練習(xí) 1、2、3