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3.2 磁感應強度 教學目標 （知識與能力；過程與方法；情感態(tài)度與價值觀） 1． 知道磁感應強度的定義，知道其方向、大小、定義式和單位。 2． 通過實驗、類比分析，尋找描述磁感應強度的方法。 3． 進一步體會通過比值法定義物理量的方法。 4． 培養(yǎng)學生探究物理現(xiàn)象的興趣，提高學習能力。 教材分析 重點 磁感應強度概念的建立 難點 磁感應強度概念的建立 教學方法 分析討論法，講授法 學法指導 通過與電場強度定義的類比，理解磁感應強度的概念 教 學 過 程 教 學 過 程 一、引入新課 實驗：小磁針距離條形磁鐵遠近不同，條形磁鐵對小磁針的吸引力不同。 磁體周圍存在著磁場，磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體、電流、運動電荷有力的作用，小磁針受力不同，說明：磁體周圍不同位置磁場的強弱是不同的，如何表示磁場的方向和強弱呢？我們來研究表示表示磁場的方向和強弱的物理量：磁感應強度。 二、講授新課 （一） 基本思路 1． 復習電場強度的定義 2．要表示磁場方向和強弱，我們可以借鑒電場的強弱和方向的表示方法 3．為了表示磁場的強弱和方向，我們本可以引入磁場強度，但歷史上磁場強度已經(jīng)用來表示另一個物理量了，因此，物理學中用磁感應強度來描述磁場的強弱和方向。 （二）磁感應強度的方向 1．電場對放入其中的電荷有力的作用，我們規(guī)定：正電荷的受力方向為電場方向，即電場強度的方向 2．演示小磁針在磁鐵周圍的不同位置指向不同，說明小磁針受力方向不同，磁場方向不同。 3．我們規(guī)定：小磁針北極受力的方向，即小磁針靜止時北極所指的方向為磁場的方向，即磁感應強度的方向 4．拓展：把各個小磁針的指向連成線，也能描述磁場的方向，后來物理學家把它稱為磁感線，其切線方向也為磁場方向（磁感應強度的方向）。 （三）磁感應強度的大小 1．在電場中，我們通過電場對電荷的作用力來了解電場的性質(zhì)，磁感應強度的大小能否從小磁針受力的情況來研究？ 不能。因為小磁針不會單獨存在一個磁極，小磁針靜止時，兩個磁極所受合力為零，因此無法從小磁針受力的角度確定磁場的強弱，即無法定義磁感應強度的大小。 2．如何研究磁感應強度的大小呢？ 磁場對磁極有力的作用，磁場對通電電流也有力的作用。無法從小磁針受力的情況研究磁感應強度的大小，轉(zhuǎn)換一下思維，是否可從電流在磁場中受力的角度去研究？ 3．磁場對電流的作用力大小跟哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系呢 （1）學生猜想：磁場對電流的大小與哪些因素有關(guān) 預期答案：電流的大小、磁場的強弱、導線在磁場中的長度 （2）確定研究方法：控制變量法 （3）研究過程： a．演示實驗：磁場方向跟電流方向平行和垂直時，磁場對導線的作用力 精確實驗表明：磁場方向與電流方向平行時，磁場對導線沒有力的作用，而垂直時，磁場對導線的力最大。后面的實驗，我們都讓磁場和電流垂直。 b．演示實驗：改變導線在磁場中的長度 結(jié)論：導線在磁場中的長度越長，磁場對導線的力越大 c．演示實驗：改變電流的大小 結(jié)論：電流越大，磁場對導線的力越大 （4）結(jié)論：通電導線和磁場垂直時，導線在磁場中的長度越長，電流越大，它受的力越大 （5）分析了很多實驗事實后人們認識到，通電導線和磁場垂直時,導線受力的大小既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比。 4．磁感應強度的定義 （1） （2）借鑒電場強度的定義，我們就可以定義磁感應強度，若用B表示磁感應強度，則 （3）單位：特斯拉 1T=1N/Am 介紹特斯拉和一些磁場的磁感應強度 （四）對磁感應強度的進一步理解 1．此公式適用于勻強磁場，那么，對于非勻強磁場又如何呢？ 電流元：物理學中將很短一段通電導線中的電流I和導線長度L的乘積IL叫做電流元 導線很短很短時，由B=求得的數(shù)值即可認為是導線所在位置那一點的磁感應強度大小 2．你認為電場強度和磁感應強度的定義中最明顯的區(qū)別是什么？ 電場強度用電荷同時定義了大小方向，而磁感應強度的定義中，用小磁針定義了方向，用電流定義了力 3． （1）磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流強度是2.5 A，導線長1 cm，它受到的安培力為510-2 N，則這個位置的磁感應強度是多大？如果把通電導線中的電流強度增大到5 A時，這一點的磁感應強度應是多大？如果把通電導線中的電流強度減小為0時，這一點的磁感應強度又是多大？ （2）上題考察什么知識點？ （3）B與L、I、F無關(guān)，與場源和該點在場中的位置有關(guān) 4． （1）有一小段通電導體，長為1cm，電流為5A，把它置入磁場中某點，受到的磁場力為0.1N，則該點的磁感應強度B一定是 ( ) A. B = 2 T B. B ≤ 2T C. B ≥ 2T D. 以上情況都有可能 （2）上題考察什么知識點？ （3）導線電流的方向與磁場方向的關(guān)系，要注意兩者必須垂直。通電導線與磁場方向垂直時受到磁場力最大，平行時為零 5．若在某一點同時存在幾個磁場，則該點的磁感應強度B如何？ 若某一空間同時存在幾個磁場，空間的磁場應由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應強度為B，則有：B=B1+B2+B3……（矢量和） ，用平行四邊形法則運算 6．既然磁場對N極的磁力和磁場方向一致，對S極的磁力方向和磁場方向相反，那么，磁體之間相互吸引又如何解釋？ 小磁針兩磁極所處位置的磁場強弱不同 三、復習總結(jié) 板 書 設(shè) 計 磁感應強度 一、方向：小磁針北極的受力方向（靜止時北極所指的方向） 二、大小：B= 三、單位： 四、說明： 1、電流元：物理學中將很短一段通電導線中的電流I和導線長度L的乘積IL叫做電流元 2、B與L、I、F無關(guān)，與場源和該點在場中的位置有關(guān) 3、B與IL垂直 4、B為矢量 作業(yè)布置 書 面 《優(yōu)化》對應內(nèi)容 研究性課題 磁感應強度的不同測量方法 預 習 幾種常見的磁場 教學反思 授課時間 第 周 10 月 12日 教案檢查紀錄