2019-2020年高中物理 安培力 磁感應強度1教案 人教版二冊.doc

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2019-2020年高中物理 安培力 磁感應強度1教案 人教版二冊 一、教學目標 1．掌握安培力的大小計算公式，理解磁感應強度的定義及其物理意義； 2．能夠利用安培力公式和磁感應強度的定義式進行計算； 3．知道磁感線和磁感應強度的關系，知道勻強磁場的特點； 4．熟練應用左手定則判斷安培力的方向。 二、重點、難點分析 磁感應強度是描述磁場性質(zhì)的物理量，其概念的建立是本節(jié)的重點和難點。 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。 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。 四、教 法：實驗演示、多媒體輔助教學 五、教學過程 （一）引入新課 與電場類比： 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。） 空間由點電荷Q建立的電場，如在其中的A點放一個檢驗電荷q1，受電場力F1，如改放電荷q2，受電場力F2，則與有何關系，說明什么？ （比值為恒量，反映場的性質(zhì)，叫電場強度。） 磁場的基本性質(zhì)是什么？（對其中的電流，即通電導線有磁場力的作用。） 師：磁場對電流的作用力通常叫做安培力。這節(jié)課就來討論安培力的大小和方向，并找出表示磁場強弱的物理量。 （二）進行新課 1．板書：安培力的大小 觀察實驗：如圖所示，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導線懸掛在磁鐵的兩極間。有電流通過時導線將擺動一個角度，通過這個角度我們可以比較安培力的大小。分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導線通電部分的長度，電流強度由外部電路控制。先保持導線通電部分的長度不變，改變電流的大??；然后保持電流不變，改變導線通電部分的長度。觀察這兩個因素對磁場力的影響。 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有關。 （1）通電導線長度一定時，電流越大，安培力越大 ； （2）通電導線電流一定時，通電導線越長，安培力越大 ； 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。寫成公式為： （3） 或 教師引導學生一起分析以上兩式中B的物理意義。 ①在同一磁場中，不管I和L怎樣變化，B總是不變的，即比值是恒量。 ②在不同磁場中，B一般是不同的，即比值與磁場有關。 總結(jié)：比值B是由磁場本身決定的。在I、L一定的情況下，F(xiàn)越大，比值B越大，表示磁場越強?？梢?，用比值B可以表示磁場的強弱。 類比：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。 2．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1m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10-3T～1T；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0.310-4T～0.710-4T。 （5）磁感應強度與磁感線的關系 類比：在電場中我們用電場線來形象直觀地定性描述電場強度的大小方向，請學生回憶有關內(nèi)容，電場線的疏密表示電場的強弱，分布疏處，電場強度小，分布密處，電場強度大，而電場線的切線方向就是電場強度的方向。 同樣，我們可以用描述磁場的磁感線來形象地定性地表示磁感應強度。 a．磁感線上各點的切線方向就是該點的磁感應強度的方向。 b．磁感線的疏密反映了磁感應強度的大小。 幻燈顯示常見的幾種磁場的磁感線分布圖，并正確地運用安培定則熟悉磁感線的方向和電流方向的關系，指出磁感線分布密處，磁感強度大，分布疏處，磁感應強度小。 在電場中我們學過一種比較典型的電場——勻強電場。請學生回憶它的特點——電場強度的大小和方向處處相同，電場線的分布是等間距同方向的平行直線。與此類似，在磁場中也存在著一種非常典型的磁場——勻強磁場。 （6）勻強磁場 ①特點　 磁感應強度的大小和方向處處相同，磁感線的分布是均勻的方向相同的平行直線。 ②存在空間　 距離很近的兩個異名磁極之間的磁場；通電螺線管內(nèi)部的磁場 幻燈顯示，上述兩磁場的磁感線分布圖 3．安培力的計算：在勻強磁場中，垂直磁感應強度的方向，放置一段通電直導線，通電直導線所受安培力F就等于電流I和導線長L的乘積，即F=BIL。 在非勻強磁場中，公式F=BIL適用于很短的一段通電直導線。。 4．安培力的方向 演示實驗 ①交換電線的正負極改變導線中電流的方向，其他條件不變，觀察導線的擺動方向。 ②交換磁鐵的兩個磁極的位置改變磁場的方向，其他條件不變，觀察導線的擺動方向。 觀察現(xiàn)象：導線的擺動方向隨上述條件改變而改變。 分析說明：通電導線在磁場中受到的作用力的方向跟導線中的電流方向、磁場方向都有關系。最后，人們通過反復的實驗和大量的研究，總結(jié)出通電導線在磁場中所受作用力的方向跟磁場方向、電流方向之間存在著一個規(guī)律——左手定則。 幻燈顯示或多媒體演示： 左手定則——伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導線在磁場中的受力方向。如右圖所示 利用前面的演示實驗，請學生伸出左手進行直接地練習。強調(diào)，掌心——磁感線垂直穿入(N極在上方的則掌心朝上)四指——電流方向(從正極指向負極)大拇指——磁場對電流作用力的方向(即導線擺動的方向)。 啟發(fā)學生　 利用幾何知識，畫出左手定則圖所示情形，從不同側(cè)面觀察而得的平面圖。幻燈顯示 （三）鞏固練習 畫出下圖中通電導線的安培力的方向。 （四）課堂小結(jié) 1.磁場的強弱和方向用磁感應強度B來描述：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。公式： B的方向與磁場方向，即小磁針N極受力方向相同。 2．安培力的大小： 方向：磁場對電流的作用力的方向與磁場的方向及電流的方向三者之間的關系遵循左手定則。 （五）布置作業(yè)：把課本P176練習二（1）－（4）做在課本上，把（5）、（6）、（7）做在練習本上。