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1、馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
3.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度
★新課標(biāo)要求
(一)知識(shí)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。
(二)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(shí)。
(三)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(shí)一般事物的共性的科學(xué)方法。
★教學(xué)重點(diǎn)
磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義
★教學(xué)難點(diǎn)
磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立。
★教學(xué)方法
第7頁(共7頁)
實(shí)驗(yàn)分析法、講授法
★
2、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
★教學(xué)過程
(一)引入新課
教師:磁場(chǎng)不僅具有方向,而且也具有強(qiáng)弱,為表征磁場(chǎng)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?緊接著教師提問以下問題。
(1)用哪個(gè)物理量來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向?
[學(xué)生答]用電場(chǎng)強(qiáng)度來描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。
2、電場(chǎng)強(qiáng)度是如何定義的?其定義式是什么?
[學(xué)生答]電場(chǎng)強(qiáng)度是通過將一檢驗(yàn)電荷放在電場(chǎng)中分析電荷所受的電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(二)進(jìn)行新課
1、
3、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
教師:電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是客觀存在的。電場(chǎng)有強(qiáng)弱和方向,磁場(chǎng)也有強(qiáng)弱和方向。大家想一下,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是如何規(guī)定的?對(duì)研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向你有何啟發(fā)?
學(xué)生:規(guī)定正電荷所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。場(chǎng)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(chǎng)中會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用,因此,磁場(chǎng)的方向可以從小磁針受力的角度規(guī)定。
教師指出:在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn),小磁針北極受力的方向,亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向,就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,亦即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。
教師:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小能否從小磁針受力的情況來研究?
學(xué)生討論: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
4、受合力為零,因此無法從小磁針受力的角度確定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。既無法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。
教師:那我么如何研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢?
學(xué)生:從電流在磁場(chǎng)中受力的角度去研究。
2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
教師指出: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(zhǎng)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?cè)鯓友芯看艌?chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度呢?
學(xué)生討論:可以在磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向都相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,研究較長(zhǎng)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。
[演示實(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
5、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(chǎng)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。
(1)先保持導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變,改變電流的大小。
[學(xué)生分析得出結(jié)論]通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí),電流越大,導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力就越大。
(2)然后保持電流不變,改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度。
[學(xué)生分析得出結(jié)論]電流一定時(shí),通電導(dǎo)線越長(zhǎng),磁場(chǎng)力越大。
教師講解:精確的實(shí)驗(yàn)表明,通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力的大小,既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比,又與導(dǎo)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,式中
6、B為比例系數(shù)。
教師問:B有何物理意義呢?
[演示]在不同的蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中做上面的實(shí)驗(yàn)。
[教師引導(dǎo)學(xué)生分析計(jì)算得]
(1)在同一磁場(chǎng)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(chǎng)中,比值B是不同的。
可見,B是由磁場(chǎng)本身決定的,在電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L相同的情況下,電流所受的磁場(chǎng)力越大,比值B越大,表示磁場(chǎng)越強(qiáng)。
師生總結(jié),得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義:
磁感應(yīng)強(qiáng)度
①定義
在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,所受的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。
即
說明:
7、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(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
③單位:在國(guó)際單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉,簡(jiǎn)稱特,國(guó)際符號(hào)是T。
1 T=1
④方向:磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn),小磁針北極受力的方向,亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向,就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,亦即磁感應(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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課
8、的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開,讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。
(四)實(shí)例探究
☆對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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?chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由
9、磁場(chǎng)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(chǎng)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(duì)C選項(xiàng)雖然勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)力是不相同的(導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)受磁場(chǎng)力最大,與磁場(chǎng)平行時(shí)受磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)本身決定。(2)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)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(chǎng)中某
10、處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,就是通以電流I、長(zhǎng)為L(zhǎng)的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)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(chǎng)力作用,則該處一定沒有磁場(chǎng)
C.一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中A處時(shí)受磁場(chǎng)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(zhǎng)0.2m,通過3A的電流,垂直放入磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力是6×10-2N,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(zhǎng)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(zhǎng)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
★課余作業(yè)
1、課下閱讀課本第85頁科學(xué)漫步《地球磁場(chǎng)與古地質(zhì)學(xué)》
2、完成P85 –P86“問題與練習(xí)”第1、2、3題。
★教學(xué)體會(huì)
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。