2019-2020年高中物理《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教案7 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教案7 新人教版選修3-1 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(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.會用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算. 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，知道勻強(qiáng)磁場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方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL. 6.會用公式F=BIL解答有關(guān)問題. 7.知道左手定則的內(nèi)容，并會用它解答有關(guān)問題. 二、能力目標(biāo) 1.使學(xué)生知道物理中研究問題時常用的一種科學(xué)方法——控制變量法. 2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、分析總結(jié)、語言表達(dá)的能力. 三、德育目標(biāo) 使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認(rèn)識一般事物的共性的認(rèn)識事物的一種重要的科學(xué)方法. ●教學(xué)重點(diǎn) 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度. 2.安培力的計算. ●教學(xué)難點(diǎn) 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立. 2.左手定則. ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)分析法、講授法 ●教學(xué)用具 磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺、投影儀、投影片 ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 用投影片出示本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo). 1.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉. 2.會用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算. 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.知道什么是安培力，掌握分析安培力的方法. 5.左手定則. ●學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 一、復(fù)習(xí)提問、引入新課 磁場不僅具有方向，而且也具有強(qiáng)弱，為表征磁場的強(qiáng)弱和方向就要引入一個物理量.怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢？緊接著教師提問以下問題. 1.用哪個物理量來描述電場的強(qiáng)弱和方向？ ［學(xué)生答］用電場強(qiáng)度來描述電場的強(qiáng)弱和方向. 2.電場強(qiáng)度是如何定義的？其定義式是什么？ ［學(xué)生答］電場強(qiáng)度是通過將一檢驗(yàn)電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗(yàn)電荷量的比值來定義的，其定義式為E=. 過渡語：今天我們用相類似的方法來學(xué)習(xí)描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度. 二、新課教學(xué) （一）安培力 1.教師講解：初中我們曾學(xué)過，磁場對通電導(dǎo)線能產(chǎn)生力的作用，我們把這種力叫安培力. ［板書］ 磁場對電流的作用力通常稱為安培力. 教師講解：安培力是以安培的名字命名的，因?yàn)樗芯看艌鰧﹄娏鞯淖饔昧τ型怀龅呢暙I(xiàn). 2.用CAT課件模擬把通電直導(dǎo)線放在磁場里所受安培力的實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時，電流所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間. ［教師問］安培力和庫侖力有什么區(qū)別呢？ ［學(xué)生答］電荷在電場中某一點(diǎn)受到的庫侖力是一定的，方向與該點(diǎn)的電場方向要么相同，要么相反，電流在磁場中某處受到的磁場力，與電流在磁場中放置有關(guān).電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大；當(dāng)電流方向與導(dǎo)線方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間. 3.安培力的大小與什么因素有關(guān)？ 教師講解：為了簡便起見，我們研究導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時的情況. ［演示實(shí)驗(yàn)］ 如圖，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導(dǎo)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(dǎo)線通電部分的長度，電流強(qiáng)度由外部電路控制. 先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大小. ［學(xué)生分析得出結(jié)論］通電導(dǎo)線長度一定時，電流越大，導(dǎo)線所受安培力就越大. 然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度. ［學(xué)生分析得出結(jié)論］電流一定時，通電導(dǎo)線越長，安培力越大. 教師講解：精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL或B=F/IL. 教師問：B有何物理意義呢？ ［演示］在不同的蹄形磁鐵的磁場中做上面的實(shí)驗(yàn). ［教師引導(dǎo)學(xué)生分析計算得］ 1.在同一磁場中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的. 2.I、L不變，但在不同的磁場中，比值B是不同的. 可見，B是由磁場本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長度L相同的情況下，電流所受的安培力越大，比值B越大，表示磁場越強(qiáng). ［板書］ 磁感應(yīng)強(qiáng)度 1.定義 在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度. 說明：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.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場強(qiáng)弱的物理量. 3.單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯特，簡稱特，國際符號是T. 1 T=1 4.方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，把某點(diǎn)的磁場方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向. 5.形象表示方法 在磁場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］正像在電場中可以用電場線的疏密程度大致表示電場強(qiáng)度的大小一樣，在磁場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的強(qiáng)弱和方向. ［實(shí)物投影］課本16-6、16-7、16-8、16-9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：磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問題？錯在哪里？ 學(xué)生思考討論后教師作出解答： 這種提法不對.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)和IL的乘積成正比，故比值（F/IL）在磁場中某處是一個恒量，反映了磁場本身的特性，不隨F及IL的變化而變化. ［過渡句］電場可以合成，那么磁場能否合成呢？若能合成，如何合成呢？ ［教師講解］磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它可以合成，合成同樣遵守平形四邊形定則. 6.磁場的疊加 若空間存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B空間存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. B=B1+B2+B3……（矢量和） ［投影例題］ 例 如圖所示，三根通電直導(dǎo)線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示.a位于bd中點(diǎn)且ad=ab,則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向是_______ A.垂直紙面指向紙里 B.垂直紙面指向紙外 C.沿紙面由a指向b D.沿紙面由a指向c 解析：根據(jù)安培定則：b、d兩根導(dǎo)線在a點(diǎn)形成的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為零，故a點(diǎn)磁場就由通電導(dǎo)線c來決定，根據(jù)安培定則在a點(diǎn)處的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)為沿紙面由a指向b，正確選項(xiàng)為C. 前面我們學(xué)過勻強(qiáng)電場，現(xiàn)在大家回憶一下以下問題： 1.什么是勻強(qiáng)電場？ 2.勻強(qiáng)電場的產(chǎn)生條件是什么？ 3.勻強(qiáng)電場的電場線有何特點(diǎn)？ ［學(xué)生答］ 1.在電場的某一區(qū)域，如果場強(qiáng)的大小和方向都相同，這個區(qū)域的電場叫做勻強(qiáng)電場. 2.兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場. 3.勻強(qiáng)電場的電場線是距離相等的平行直線. 在同學(xué)回答完問題后，教師緊接著提問.什么是勻強(qiáng)磁場？它的產(chǎn)生條件是什么？勻強(qiáng)磁場的磁感線又有什么特點(diǎn)？ ［實(shí)物投影課本圖16-16］ ［教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論］ 勻強(qiáng)磁場 1.定義：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場. 2.產(chǎn)生方法 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（除邊緣部分外）都可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場. 3.磁感線的特點(diǎn) 勻強(qiáng)磁場的磁感線是間距相等的平行直線 （二）安培力的大小 由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/IL，可得安培力的計算公式F=BIL. ［投影片出示板書］ 安培力的大小 1.計算公式：F=BIL 2.適用條件：①通電導(dǎo)線與磁場方向垂直②勻強(qiáng)磁場或非勻強(qiáng)磁場中，很短的通電導(dǎo)線. ［投影片出示練習(xí)題］ 1.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的安培力為510-2 N，則這個位置的磁感應(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，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？ 3.如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場. 解答：1. 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場和空間位置（點(diǎn)）決定的，和導(dǎo)線的長度L、電流I的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T. 3.如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，則可能有兩種可能：①該處沒有磁場，②該處有磁場，只不過通電導(dǎo)線與磁場方向平行. （三）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16-2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. 2.調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向，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. ［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方向、電流方向有關(guān)系. 2.安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，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？ ［出示投影片］ 通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關(guān)系.可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(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，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向. 三、鞏固練習(xí) 判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向. 解答： （垂直于紙面向外） 四、小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題： 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義、計算式、單位、方向及形象表示方法. 2.勻強(qiáng)磁場的定義、產(chǎn)生條件. 3.安培力的定義、大小和方向. 五、布置作業(yè) 1.練習(xí)二④⑤⑥⑦ 習(xí)題A組①②③④ 2.閱讀本節(jié)課文. 3.預(yù)習(xí)：電流表的工作原理. 六、板書設(shè)計 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度 定義 定義式：B= 大?。築=（B⊥L） 方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與磁場方向相同 物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場力性質(zhì)的物理量 形象表示——磁感線 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度 定義 大?。篎=BIL（注意B⊥L） 方向（用左手定則判斷） 2.安培力