2019-2020年高二物理安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度 人教版(I).doc

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2019-2020年高二物理安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度 人教版(I) 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)目標(biāo) 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、知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小. 4、知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是分布均勻的平行直線. 5、知道什么是安培力，知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL. 6、會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問(wèn)題. 7、知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會(huì)用它解答有關(guān)問(wèn)題. 二、能力目標(biāo) 1、通過(guò)演示磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力． 2、通過(guò)學(xué)習(xí)左手定則，理解磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力． 三、德育目標(biāo) 使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法. 教學(xué)重點(diǎn) 1、理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決定因素，掌握電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，安培力的大小為F ＝ BIL 2、理解和掌握左手定則 教學(xué)難點(diǎn) 1、磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立 2、當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左手定則如何變通使用 教 學(xué) 過(guò) 程 教學(xué)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)意圖 復(fù)習(xí)提問(wèn)、引入新課 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(wèn)以下問(wèn)題.） 1.用哪個(gè)物理量來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向？ ［學(xué)生答］用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)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(guò)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(lái)定義的，其定義式為E=. 過(guò)渡語(yǔ)： 今天我們用相類似的方法來(lái)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. 復(fù)習(xí)提問(wèn)、引入新課 15--2 安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度 一、安培力 初中我們?cè)鴮W(xué)過(guò)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線能產(chǎn)生力的作用，我們把這種力叫安培力. 1、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力通常稱為安培力. 安培力是以安培的名字命名的，因?yàn)樗芯看艌?chǎng)對(duì)電流的作用力有突出的貢獻(xiàn). 2、影響安培力的因素 安培力與什么因素有關(guān)呢？ 利用教材P174演示實(shí)驗(yàn)裝置，研究安培力大小與哪些因素有關(guān) （1）與電流的大小有關(guān)． 保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及與磁場(chǎng)方向不變這兩個(gè)條件下，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭改變導(dǎo)線中電流的大小． 請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．導(dǎo)線擺動(dòng)的角度大小隨電流的改變而改變，電流大，擺角大；電流小，擺角?。? 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，受到磁場(chǎng)的作用力的大小跟導(dǎo)線中電流的大小有關(guān)，電流大，作用力大；電流小，作用力也?。? （2）與通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān)． 保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及方向不變，電流大小也不變，改變通電電流部分的長(zhǎng)度． 學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．導(dǎo)線擺動(dòng)的角度大小隨通電導(dǎo)線長(zhǎng)度而改變，導(dǎo)線長(zhǎng)、擺角大；導(dǎo)線短，擺角?。? 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場(chǎng)的作用力的大小跟通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān)，導(dǎo)線長(zhǎng)、作用力大；導(dǎo)線短，作用力小． （3）與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的放置方向有關(guān)． 保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度不變，改變導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向的夾角，當(dāng)夾角為0時(shí)，導(dǎo)線不動(dòng)，即電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)不受安培力作用；當(dāng)夾角增大到90的過(guò)程中，導(dǎo)線擺角不斷增大，即電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，所受安培力最大；不平行也不垂直時(shí)，安培力大小介于0和最大值之間． 用L表示通電導(dǎo)線長(zhǎng)度，I表示電流，保持電流和磁場(chǎng)方向垂直，精確實(shí)驗(yàn)表明： （A）通電導(dǎo)線所受的安培力大小。 （B）通電導(dǎo)線垂直置于磁場(chǎng)同一位置，不管I、L如何改變，比值不變。I、L不變，但在不同的磁場(chǎng)中，比值是不同的。 分析影響安培力大小的因素 講解精確實(shí)驗(yàn)結(jié)論 這表明值的大小是由磁場(chǎng)本身的位置決定為．對(duì)于電流和長(zhǎng)度相同的導(dǎo)線，放置在值大的位置受的安培力F也大，表明磁場(chǎng)強(qiáng)．放在值小的位置受的安培力F也小，表明磁場(chǎng)弱．因而我們可以用比值來(lái)表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。 二、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，所受的安培力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。符號(hào)：B 說(shuō)明：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、定義式： 3、單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯特，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T. 4、方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，把某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向. 5、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. 6、形象表示方法 在磁場(chǎng)中用磁感線可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向. ［教師講解］正像在電場(chǎng)中可以用電場(chǎng)線的疏密程度大致表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小一樣，在磁場(chǎng)中也可以用磁感線的疏密程度大致表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，這樣，從磁感線的分布就可以形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向. ［實(shí)物投影］課本15-5、15-6、15-7、15-8、15-9圖. ［學(xué)生分析得］離磁體或電流越遠(yuǎn)的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小. ［投影例題］ 有人根據(jù)B=F/IL提出：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問(wèn)題？錯(cuò)在哪里？ 學(xué)生思考討論后教師作出解答： 這種提法不對(duì).因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)和IL的乘積成正比，故比值（F/IL）在磁場(chǎng)中某處是一個(gè)恒量，反映了磁場(chǎng)本身的特性，不隨F及IL的變化而變化 常見的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是－， 永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是10－， 變壓器、電動(dòng)機(jī)的軟鐵芯內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是0.8T—1.4T。 前面我們學(xué)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)在大家回憶一下以下問(wèn)題： 1.什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)？ 2.勻強(qiáng)電場(chǎng)的產(chǎn)生條件是什么？ 3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線有何特點(diǎn) 引入磁感應(yīng)強(qiáng)度 介紹常見磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 類比學(xué)習(xí) ［學(xué)生答］ 1.在電場(chǎng)的某一區(qū)域，如果場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng). 2.兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對(duì)，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng). 3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是距離相等的平行直線. 在同學(xué)回答完問(wèn)題后，教師緊接著提問(wèn). 什么是勻強(qiáng)磁場(chǎng)？它的產(chǎn)生條件是什么？勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線又有什么特點(diǎn)？ ［實(shí)物投影課本圖15-16］ ［教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論］ 7、勻強(qiáng)磁場(chǎng) （1）定義：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 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)（除邊緣部分外）都可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng). （3）磁感線的特點(diǎn) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是間距相等的平行直線。 三、安培力的大小 由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/IL，可得安培力的計(jì)算公式F=BIL. 1、計(jì)算公式：F=BIL 2、適用條件： ①通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直 ②勻強(qiáng)磁場(chǎng)或非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，很短的通電導(dǎo)線. ［投影片出示練習(xí)題］ 1.磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長(zhǎng)1 cm，它受到的安培力為510-2 N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？ 2.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？ 3.如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，是否肯定這里沒(méi)有磁場(chǎng). 解答： 1. 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)和空間位置（點(diǎn)）決定的，和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、電流I的大小無(wú)關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T. 3.如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，則可能有兩種可能： ①該處沒(méi)有磁場(chǎng)，②該處有磁場(chǎng)，只不過(guò)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行. 四、安培力的方向 安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？ 演示課本圖15-2實(shí)驗(yàn) 1、改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象. ［現(xiàn)象］導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng). ` 鞏固練習(xí) 2、調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象. ［現(xiàn)象］導(dǎo)體又向相反的方向運(yùn)動(dòng) .［教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論］ 1.安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系. 2.安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面. 如何判斷安培力的方向呢？ 人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場(chǎng)方向存在著一個(gè)規(guī)律一一左手定則． 左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，把手放人磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿人手心，并使伸開的四指指向電流方向，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．（見圖2）。 值得注意的是，左手定則僅僅展示一種電流方向和磁場(chǎng)方向垂直的特殊情形下安培力方向法則，而在實(shí)際情形中，電流方向和磁場(chǎng)方向顯然不一定是垂直的，在這種一般的情況下，怎樣理解“左手定則”呢？ *一般情形的安培力方向法則介紹… 結(jié)論：電流和磁場(chǎng)可以不垂直，但安培力必然和電流方向垂直，也和磁場(chǎng)方向垂直，用左手定則時(shí)，磁場(chǎng)不一定垂直穿過(guò)手心，只要不從手背傳過(guò)就行。 *至于大小法則，如果電流和磁場(chǎng)不垂直，則將磁場(chǎng)進(jìn)行分解，取垂直分量代入公式即可；從這個(gè)角度不難理解——如果電流和磁場(chǎng)平行，那么安培力是多少？ [學(xué)生]為零。 練習(xí)：判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場(chǎng)力的方向. 解答： （垂直于紙面向外） 小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用——安培力，通過(guò)研究安培力的大小，我們定義了反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)，我們可以據(jù)此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定則來(lái)確定． 如果磁場(chǎng)方向不與電流方向垂直，安培力的大小怎么求，只要我略作了解就行，方向法則的變通倒是一個(gè)難點(diǎn)，我們會(huì)在后面的應(yīng)用逐步鞏固它。 鞏固練習(xí)