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2019-2020年新課標魯科版3-1 選修三5.3《磁感應強度 磁通量》 WORD教案3 一、教學目標 1．理解磁感應強度和磁通量概念． 2．掌握用磁感線描述磁場的方法． 3．了解勻強磁場的特點，知道磁通密度即磁感應強度． 4．采用類比法，從電場強度概念引入分析，據(jù)比值法定義，建立磁感應強度概念．培養(yǎng)學生分析問題的能力和研究問題的方法． 二、重點、難點分析 磁感應強度是描述磁場性質(zhì)的物理量，其概念的建立是本章的重點和難點． 1．在磁場中某處，垂直磁場方向放置的通電直導線，所受的磁場力與其導線長度和電流強度乘積的比值是不變的恒量，即只要在磁場中的位置不變，若是改變垂直磁場方向放置的導線長度，或改變其中的電流強度，則所受的磁場力改變，但磁場力與導線長度和電流強度乘積的比值是不變的，為一特定恒量，說明該恒量反映了磁場在該處的性質(zhì)．如果改變磁場中的位置，再垂直磁場方向放置通電直導線，其所受磁場力與導線長度和電流強度乘積的比值又是一個不同的恒量，該恒量即反映磁場在這一位置場的性質(zhì)．磁場的這種性質(zhì)命名為磁感應強度． 這正可與電場類比：放在電場中某點的檢驗電荷所受到的電場力與其電量的比值是不變的恒量．它反映電場性質(zhì)，命名為電場強度． 同是比值法定義． 2．磁通量是指穿過某個“面”的磁感線條數(shù)．因此一說磁通量必須指明是穿過哪個面的磁通量，“面”定了則面積大小定了，放在確定的磁場中，如果磁場方向與面的夾角不同，則穿過該面的磁感線條數(shù)不同．同樣的面積，確定的磁場，垂直磁場方向放置，則穿過的磁感線條數(shù)最多，因此定義：垂直磁場方向放置的面積為S的面，其磁通量Φ=BS． 3．磁感線的條數(shù)不是隨意畫的，它是由磁感應強度的大小決定的．垂直磁場方向單位面積上的磁通量棗即單位面積上的磁感線條數(shù)，叫磁通密度，B=Φ／S，即磁感應強度． 三、教具 干電池組，U形磁鐵，水平平行裸銅線導軌，直銅棒，帶夾導線三根，開關(guān)． 四、教學過程 1．引入新課： 復習電場，為用類比法建立磁感應強度概念作準備． 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， 什么？（比值為恒量，反映場的性質(zhì)，叫電場強度．） 磁場的基本特征是什么？（對其中的電流，即通電導線有磁場力的作用．） 對磁場的這種特性如何描述呢？ 2．觀察實驗 磁場對通電直導線有力的作用，引導學生作定性分析，得出：確定的磁場，對通電直導線的作用力大小與直導線的長度L、通入電流強度I，以及導線上電流方向與磁場方向夾角有關(guān)． （1）通電導線在磁場中受到力的作用──磁場力F．F的方向與何有關(guān)？（磁場方向，電流方向，左手定則．） （2）如果磁場確定，則F的大小與何有關(guān)？ 如使導線與磁場平行放置，F(xiàn)=？垂直放置又如何？ 如改變導線長度，F(xiàn)如何變化？ 如果改變導線上的電流強度，F(xiàn)如何變化？ 總結(jié)：精確的實驗表明通電直導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和導線長度L成正比，或者說跟IL的乘積成正比．這就是說無論怎樣改變電流強度I和導線長度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線F／IL比值又會是新的恒量，均反映磁場的性質(zhì)． 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──磁感應強度來描述． 3．板書：磁感應強度（B） （1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受到的磁場力F跟電流強度I和導線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導線所在處的磁感應強度，用B表示． （2）公式：B=F／（IL） （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／（Am），即垂直磁場方向放置的長lm的導線，通入電流為1A，如果受的磁場力為1N，則該處的磁感應強度B為1T． 一般永久磁鐵磁極附近的磁感應強度約為0.4T～0.7T；電機和變壓器鐵心中，磁感應強度為0.8T～1.4T，地面附近地磁場的磁感應強度約為0.510-4T． 4．板書：勻強磁場 磁感應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．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． 如用B=F／（IL）測定非勻強磁場的磁感應強度時，所取導線應足夠短，以能反映該位置的磁場為勻強． 5．板書：磁通量（Φ） 在后面的電學學習中，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的乘積，叫做穿過這個面的磁通量，用Φ表示． （2）公式：Φ=BS （3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1Tm2 磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)． 6．板書：磁通密度 磁通密度大，即穿過單位面積的磁感線條數(shù)多，一定是磁感線很密， 7．課堂小結(jié) （1）磁感應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，應注意定義中所規(guī)定的條件，對其單位也應加強記憶． （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Φ=BS．（不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影．）磁通量是表示穿過所討論面的磁感線條數(shù)的多少．在今后的應用中往往根據(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?。? 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Φ=BS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?。畻l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)部的磁感線是從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)的磁感線條數(shù)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． 另外一個面積是S的面，垂直勻強磁場B放置，則穿過該面的磁通量 Φ=BS．如果該面轉(zhuǎn)動180則穿過該面的磁通量改變了2BS． （3）磁感應強度概念的建立是通過類比法和用比值法定義的方法．同學們可總結(jié)一下，我們還在什么問題上使用過這兩種方法，從而提高自己分析問題和研究問題的能力． （教材使用人教社高級中學課本物理第二冊──必修）