2019-2020年高中物理 安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度1教案 人教版二冊(cè).doc

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2019-2020年高中物理 安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度1教案 人教版二冊(cè) 一、教學(xué)目標(biāo) 1．掌握安培力的大小計(jì)算公式，理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義及其物理意義； 2．能夠利用安培力公式和磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行計(jì)算； 3．知道磁感線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的特點(diǎn)； 4．熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量，其概念的建立是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 在磁場(chǎng)中某處，垂直磁場(chǎng)方向放置的通電直導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力與其導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流強(qiáng)度乘積的比值是不變的恒量，即只要在磁場(chǎng)中的位置不變，若是改變垂直磁場(chǎng)方向放置的導(dǎo)線長(zhǎng)度，或改變其中的電流強(qiáng)度，則所受的磁場(chǎng)力改變，但磁場(chǎng)力與導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流強(qiáng)度乘積的比值是不變的，為一特定恒量，說(shuō)明該恒量反映了磁場(chǎng)在該處的性質(zhì)。如果改變磁場(chǎng)中的位置，再垂直磁場(chǎng)方向放置通電直導(dǎo)線，其所受磁場(chǎng)力與導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流強(qiáng)度乘積的比值又是一個(gè)不同的恒量，該恒量即反映磁場(chǎng)在這一位置場(chǎng)的性質(zhì)。磁場(chǎng)的這種性質(zhì)命名為磁感應(yīng)強(qiáng)度。 這正可與電場(chǎng)類比：放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力與其電量的比值是不變的恒量。它反映電場(chǎng)性質(zhì)，命名為電場(chǎng)強(qiáng)度。 同是比值法定義。 三、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(kāi)關(guān)。 四、教 法：實(shí)驗(yàn)演示、多媒體輔助教學(xué) 五、教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 與電場(chǎng)類比： 復(fù)習(xí)電場(chǎng)，為用類比法建立磁感應(yīng)強(qiáng)度概念作準(zhǔn)備。 提問(wèn)：電場(chǎng)的基本特性是什么？（對(duì)其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。） 空間由點(diǎn)電荷Q建立的電場(chǎng)，如在其中的A點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷q1，受電場(chǎng)力F1，如改放電荷q2，受電場(chǎng)力F2，則與有何關(guān)系，說(shuō)明什么？ （比值為恒量，反映場(chǎng)的性質(zhì)，叫電場(chǎng)強(qiáng)度。） 磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么？（對(duì)其中的電流，即通電導(dǎo)線有磁場(chǎng)力的作用。） 師：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力通常叫做安培力。這節(jié)課就來(lái)討論安培力的大小和方向，并找出表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 （二）進(jìn)行新課 1．板書(shū)：安培力的大小 觀察實(shí)驗(yàn)：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(chǎng)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(guò)時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過(guò)這個(gè)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(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，電流強(qiáng)度由外部電路控制。先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流的大??；然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度。觀察這兩個(gè)因素對(duì)磁場(chǎng)力的影響。 磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線有力的作用，引導(dǎo)學(xué)生作定性分析，得出：確定的磁場(chǎng)，對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力大小與直導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通入電流強(qiáng)度I有關(guān)。 （1）通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí)，電流越大，安培力越大 ； （2）通電導(dǎo)線電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，安培力越大 ； 總結(jié)：精確的實(shí)驗(yàn)表明通電直導(dǎo)線垂直放置在確定的磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力F跟通過(guò)的電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比，或者說(shuō)跟IL的乘積成正比。這就是說(shuō)無(wú)論怎樣改變電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L，乘積IL增大多少倍，則F也增大多少倍。寫(xiě)成公式為： （3） 或 教師引導(dǎo)學(xué)生一起分析以上兩式中B的物理意義。 ①在同一磁場(chǎng)中，不管I和L怎樣變化，B總是不變的，即比值是恒量。 ②在不同磁場(chǎng)中，B一般是不同的，即比值與磁場(chǎng)有關(guān)。 總結(jié)：比值B是由磁場(chǎng)本身決定的。在I、L一定的情況下，F(xiàn)越大，比值B越大，表示磁場(chǎng)越強(qiáng)。可見(jiàn)，用比值B可以表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 類比：正如電場(chǎng)特性用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述一樣，磁場(chǎng)特性用一個(gè)新的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)描述。 2．板書(shū)：磁感應(yīng)強(qiáng)度（B） （1）定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受到的磁場(chǎng)力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)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(qiáng)度，用B表示。 （2）公式：B=F／（IL） （3）矢量：B的方向與磁場(chǎng)方向，即小磁針N極受力方向相同。 （4）單位：特斯拉（T）1T=1N／（Am），即垂直磁場(chǎng)方向放置的長(zhǎng)1m的導(dǎo)線，通入電流為1A，如果受的磁場(chǎng)力為1N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T。 一般永久磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為10-3T～1T；電機(jī)和變壓器鐵心中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T～1.4T，地面附近地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為0.310-4T～0.710-4T。 （5）磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁感線的關(guān)系 類比：在電場(chǎng)中我們用電場(chǎng)線來(lái)形象直觀地定性描述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小方向，請(qǐng)學(xué)生回憶有關(guān)內(nèi)容，電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，分布疏處，電場(chǎng)強(qiáng)度小，分布密處，電場(chǎng)強(qiáng)度大，而電場(chǎng)線的切線方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。 同樣，我們可以用描述磁場(chǎng)的磁感線來(lái)形象地定性地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度。 a．磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。 b．磁感線的疏密反映了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 幻燈顯示常見(jiàn)的幾種磁場(chǎng)的磁感線分布圖，并正確地運(yùn)用安培定則熟悉磁感線的方向和電流方向的關(guān)系，指出磁感線分布密處，磁感強(qiáng)度大，分布疏處，磁感應(yīng)強(qiáng)度小。 在電場(chǎng)中我們學(xué)過(guò)一種比較典型的電場(chǎng)——?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)。請(qǐng)學(xué)生回憶它的特點(diǎn)——電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，電場(chǎng)線的分布是等間距同方向的平行直線。與此類似，在磁場(chǎng)中也存在著一種非常典型的磁場(chǎng)——?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)。 （6）勻強(qiáng)磁場(chǎng) ①特點(diǎn)　 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，磁感線的分布是均勻的方向相同的平行直線。 ②存在空間　 距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)；通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng) 幻燈顯示，上述兩磁場(chǎng)的磁感線分布圖 3．安培力的計(jì)算：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，放置一段通電直導(dǎo)線，通電直導(dǎo)線所受安培力F就等于電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)L的乘積，即F=BIL。 在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，公式F=BIL適用于很短的一段通電直導(dǎo)線。。 4．安培力的方向 演示實(shí)驗(yàn) ①交換電線的正負(fù)極改變導(dǎo)線中電流的方向，其他條件不變，觀察導(dǎo)線的擺動(dòng)方向。 ②交換磁鐵的兩個(gè)磁極的位置改變磁場(chǎng)的方向，其他條件不變，觀察導(dǎo)線的擺動(dòng)方向。 觀察現(xiàn)象：導(dǎo)線的擺動(dòng)方向隨上述條件改變而改變。 分析說(shuō)明：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力的方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場(chǎng)方向都有關(guān)系。最后，人們通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和大量的研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受作用力的方向跟磁場(chǎng)方向、電流方向之間存在著一個(gè)規(guī)律——左手定則。 幻燈顯示或多媒體演示： 左手定則——伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向。如右圖所示 利用前面的演示實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)學(xué)生伸出左手進(jìn)行直接地練習(xí)。強(qiáng)調(diào)，掌心——磁感線垂直穿入(N極在上方的則掌心朝上)四指——電流方向(從正極指向負(fù)極)大拇指——磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的方向(即導(dǎo)線擺動(dòng)的方向)。 啟發(fā)學(xué)生　 利用幾何知識(shí)，畫(huà)出左手定則圖所示情形，從不同側(cè)面觀察而得的平面圖?；脽麸@示 （三）鞏固練習(xí) 畫(huà)出下圖中通電導(dǎo)線的安培力的方向。 （四）課堂小結(jié) 1.磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)描述：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受到的磁場(chǎng)力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)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(qiáng)度，用B表示。公式： B的方向與磁場(chǎng)方向，即小磁針N極受力方向相同。 2．安培力的大?。? 方向：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的方向與磁場(chǎng)的方向及電流的方向三者之間的關(guān)系遵循左手定則。 （五）布置作業(yè)：把課本P176練習(xí)二（1）－（4）做在課本上，把（5）、（6）、（7）做在練習(xí)本上。