2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第3章第3節(jié) 幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)(教案).doc
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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第3章第3節(jié) 幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)(教案) 【知識(shí)與技能】 1、知道什么是磁感線。 2、知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的分布情況。 3、會(huì)用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向。 4、知道安培分子電流假說(shuō)是如何提出的。 5、會(huì)利用安培假說(shuō)解釋有關(guān)的現(xiàn)象。 6、理解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。 7、知道磁通量定義,知道Φ =BS的適用條件,會(huì)用這一公式進(jìn)行計(jì)算。 【過(guò)程與方法】 1、通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)體會(huì)磁感線的形狀,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。 2、由電流和磁鐵都能產(chǎn)生磁場(chǎng),提出安培分子電流假說(shuō),最后都?xì)w結(jié)為磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。 3、通過(guò)引入磁通量概念,使學(xué)生體會(huì)描述磁場(chǎng)規(guī)律的另一重要方 法。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 1、通過(guò)討論與交流,培養(yǎng)對(duì)物理探索的情感。2、領(lǐng)悟物理探索的基本思路,培養(yǎng)科學(xué)的價(jià)值感。 【教學(xué)過(guò)程】 ★重難點(diǎn)一、磁感線★ 磁感線 1.定義:在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致,這樣的曲線就叫做磁感線. 2.性質(zhì) (1)磁感線在磁體的外部從北極(N極)指向南極(S極),在磁體的內(nèi)部則是由南極指向北極,形成一條閉合曲線. (2)磁感線密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng),稀疏的地方磁場(chǎng)弱. (3)磁感線的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向. (4)任意兩條磁感線不能相交. 3.磁感線與電場(chǎng)線的比較 兩種線 比較內(nèi)容 磁感線 電場(chǎng)線 不同點(diǎn) 閉合曲線 不閉合,起始于正電荷或無(wú)限遠(yuǎn),終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn) 相 似 點(diǎn) 引入目的 為形象描述場(chǎng)而引入的假想線,實(shí)際不存在 疏密 場(chǎng)的強(qiáng)弱 切線方向 場(chǎng)的方向 是否相交 不能相交(電場(chǎng)中無(wú)電荷空間不相交) 【典型例題】】磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線,如圖所示,則 ( ) A.a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba>Bb B.a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba<Bb C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大 D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小 【答案】B ★重難點(diǎn)二、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)★ 1.常見(jiàn)永磁體的磁場(chǎng)(如圖) 2.電流的磁場(chǎng) (1)直線電流的磁場(chǎng) ①安培定則(右手螺旋定則):右手握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向,如圖甲所示. ②直線電流的磁場(chǎng)可有幾種不同的畫(huà)法,如圖乙所示(圖中的“”號(hào)表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,“”表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向外). 【特別提醒】 直線電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與距離導(dǎo)線的距離有關(guān),離導(dǎo)線越近,磁場(chǎng)越強(qiáng),離導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱. (2)環(huán)形電流的磁場(chǎng) ①(環(huán)形電流的)安培定則:讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向,如圖丙所示. ②環(huán)形電流的磁場(chǎng)可有幾種不同的畫(huà)法,如圖丁所示. 【特別提醒】 環(huán)形電流的磁場(chǎng)類似于條形磁鐵的磁場(chǎng),其兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)是磁場(chǎng)的N極和S極.由于磁感線均為閉合曲線,所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等,故環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)、環(huán)外磁場(chǎng)弱. 3)通電螺線管的磁場(chǎng) ①(通電螺線管的)安培定則:右手握住螺線管,讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致,大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部的磁感線方向.(如圖a所示). ②幾種常用的磁感線不同的畫(huà)法,如圖b所示 【特別提醒】 通電螺線管的磁場(chǎng)分布:外部與條形磁鐵外部的磁場(chǎng)分布情況相同,兩端分別為N極和S極.管內(nèi)(邊緣除外)是勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向由S極指向N極. 3.勻強(qiáng)磁場(chǎng) (1)如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng). (2)產(chǎn)生方法 ①距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)(除邊緣部分外); ②通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)(除邊緣部分外); ③相隔一定距離的兩個(gè)平行放置的線圈通電時(shí),其中間區(qū)域的磁場(chǎng). 【典型例題】(多選)三根平行的長(zhǎng)直通電導(dǎo)線,分別通過(guò)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直,如圖所示,現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,則下列說(shuō)法中正確的有( ) A. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B B. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B C. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為90 D. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角正切值為2 【答案】BD ★重難點(diǎn)三、磁通量★ 磁通量 1.定義:設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面,面積為S,我們把B與S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量,簡(jiǎn)稱磁通,用字母Φ表示. 2.公式:Φ=BS. (1)適用條件:①勻強(qiáng)磁場(chǎng);②磁感線與平面垂直. (2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,若磁感線與平面不垂直,公式Φ=BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積. Φ=BScosθ. 式中Scosθ即面積S在垂直于磁感線方向的投影,我們稱為“有效面積”. ★對(duì)磁通量的進(jìn)一步理解 1.定義式:Φ=BS 公式Φ=BS中的B應(yīng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積,因此可以理解為Φ=BS⊥。如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直,應(yīng)把面積S投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上,求出投影面S⊥,代入到Φ=BS⊥中計(jì)算,應(yīng)避免硬套公式Φ=BS sinθ或Φ=BScosθ。 2.磁通密度 由Φ=BS得B=,叫做磁通密度。單位:Wb/m2,關(guān)系:1T=1Wb/m2=1N/(Am)。 3.磁通量的正負(fù) (1)磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),當(dāng)磁感線從某一面上穿入時(shí),磁通量為正值,穿出時(shí)即為負(fù)值。 (2)若磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面,且正向磁通量為Φ1,反向磁通量為Φ2,則穿過(guò)該平面的磁通量Φ=Φ1-Φ2。 4.磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1 (1)當(dāng)B不變,有效面積S變化時(shí),ΔΦ=BΔS。 (2)當(dāng)B變化,S不變時(shí),ΔΦ=ΔBS。 (3)B和S同時(shí)變化,則ΔΦ=Φ2-Φ1,但ΔΦ≠ΔBΔS。 【特別提醒】 穿過(guò)某一面積的磁通量是由穿過(guò)該面的磁感線條數(shù)的多少?zèng)Q定的,與匝數(shù)無(wú)關(guān). 【典型例題】將面積是0.5m2的導(dǎo)線環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直。已知穿過(guò)這個(gè)導(dǎo)線環(huán)的磁通量是4.010-2Wb,則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 A. 2.010-2T B. 4.010-2T C. 8.010-2T D. 1.010-2T 【答案】C ★重難點(diǎn)四、安培分子電流假說(shuō)★ 安培分子電流假說(shuō) 1.內(nèi)容:所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(電流)之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用.在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流——分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極.如圖所示. 2.對(duì)有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋 (1)磁化:軟鐵棒未被磁化前,內(nèi)部分子電流取向雜亂無(wú)章,磁場(chǎng)相互抵消,對(duì)外界不顯磁性;在外界磁鐵的磁化下,內(nèi)部各分子電流取向一致,形成磁極. (2)失磁:由于激烈的分子熱運(yùn)動(dòng)或機(jī)械運(yùn)動(dòng)使分子電流取向變得雜亂無(wú)章的結(jié)果.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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