2019-2020年高一物理《磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、 磁感應(yīng)強(qiáng)度》學(xué)案.doc

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2019-2020年高一物理《磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、 磁感應(yīng)強(qiáng)度》學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 【前置作業(yè)】 1、磁性: 物體能吸引 物體的性質(zhì)叫磁性。 磁極: 磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫 。能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體（例如懸吊著的磁針），靜止時(shí)指南的磁極叫 ；指北的磁極叫 。 2、電流的磁效應(yīng): 發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了 的聯(lián)系。 奧斯特實(shí)驗(yàn)：將通電導(dǎo)線沿 方向放置在磁針 方，發(fā)現(xiàn)磁針轉(zhuǎn)動(dòng)。 3、磁場(chǎng)的性質(zhì):磁體與磁體間、磁體與通電導(dǎo)體間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體間的相互作用，是通過(guò) 發(fā)生的。它的性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體有 的作用。 4、地磁場(chǎng)：地磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)分布相似，地理北極附近是磁場(chǎng) 極；地理南極附近是磁場(chǎng) 極。地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，存在 。 磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是 的。 5、磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量叫 。 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 ：小磁針靜止時(shí) 極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，即磁場(chǎng)方向。 6、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小：物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL叫做 。用 檢驗(yàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向 時(shí)，它受力的大小既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比。用公式表示為 F=ILB 其中，B與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的大小都 。是表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。 6、磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是 ，簡(jiǎn)稱(chēng) ，符號(hào) 。 【課堂探究】 地理北極 地理南極 知識(shí)點(diǎn)1：磁性、磁極、磁場(chǎng) 【例1】 判斷 A. 物體能夠吸引輕小物體的性質(zhì)叫磁性（ ） B. 磁鐵的兩端部分就是磁鐵的磁極（ ） C. 磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是同一種物質(zhì)（ ） 【例2】磁場(chǎng)是一種物質(zhì)嗎？ 知識(shí)點(diǎn)2：地球的磁場(chǎng) 【例3】下列說(shuō)法正確的是： A. 磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極，任何磁體都有兩個(gè)磁極 B. 磁體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的 C. 地球周?chē)嬖诖艌?chǎng)，但地磁的兩極與地理的兩極并不重合，其間有一個(gè)交角，就是磁偏角，其數(shù)值在地球上不同的地點(diǎn)是相同的 D. 地球表面各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同 知識(shí)點(diǎn)3：磁場(chǎng)大小和方向 【例4】 下列說(shuō)法正確的是 A、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)，受到的磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過(guò)的電流I的乘積的比值即為磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C、磁感應(yīng)強(qiáng)度只是定義式，它的大小取決于場(chǎng)源及磁場(chǎng)中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān) D、磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì) 【難點(diǎn)精析】 有人根據(jù)B=提出;一個(gè)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。這種說(shuō)法有問(wèn)題嗎？ 【綜合拓展】磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念及其矢量性理解： 1、有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是 A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量 B. 若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C. 若有一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)，通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是F/IL D. 由定義式B=F/IL可知，電流I越大，導(dǎo)線L越長(zhǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小 2、在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直，先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系，下述圖象中正確的是： 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1、下列說(shuō)法正確的是（ ） A．電荷處在電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，受到的電場(chǎng)力一定為零 B．小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的地方，受到的磁場(chǎng)力一定為零 C．小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 D．電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處電場(chǎng)為零 2、一根長(zhǎng)20㎝的通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，若導(dǎo)線收到的磁場(chǎng)力為410-3N，則導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度是 ，若只將導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度減少0.05A，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 3、由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=知，磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? ） A、隨通電導(dǎo)線中電流I的減少而增大 B、隨IL的乘積的減少而增大 C、隨通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的增大而增大 D跟F、I、L的變化無(wú)關(guān) 第三節(jié) 幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng) 2、知道通電直導(dǎo)線和通電線圈周?chē)艌?chǎng)的方向 3、掌握勻強(qiáng)磁場(chǎng) 4、知道磁通量的物理意義和定義式 5、了解安培分子假說(shuō)，從而解釋一些磁現(xiàn)象 【前置作業(yè)】 1、 磁感線的物理意義 磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 。磁感線的疏密表示 。 2、 安培定則 : 環(huán)形電流的磁場(chǎng)： 通電線圈周?chē)艌?chǎng): 3、分子電流假說(shuō)的內(nèi)容及現(xiàn)象解釋:在原子分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流。分子電流是每個(gè)物質(zhì)微粒都成為一個(gè)微小的 ，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè) 。安培的假說(shuō)能夠解釋一些磁現(xiàn)象，如 、 。 4、 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的定義 5、 磁通量的物理意義和定義式 寫(xiě)成公式為 。 磁通量的單位是 簡(jiǎn)稱(chēng)為 符號(hào) 〖課堂探究〗 知識(shí)點(diǎn)1.常見(jiàn)磁場(chǎng) 三種常用的電流磁場(chǎng)的特點(diǎn)及畫(huà)法比較（請(qǐng)?jiān)趫D的右側(cè)練習(xí)畫(huà)電流磁場(chǎng)） （1）直線電流的磁場(chǎng)：無(wú)磁極，非勻強(qiáng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱，畫(huà)法如圖所示。 （2）通電螺線管的磁場(chǎng)：兩端分別是N極和S極，管內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，畫(huà)法如圖所示。 （3）環(huán)形電流的磁場(chǎng)：兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，畫(huà)法如圖所示。 [例1] 如圖所示為磁場(chǎng)、磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，當(dāng)在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)（ ） A. 小磁針N極向里轉(zhuǎn)B. 小磁針N極向外轉(zhuǎn) C. 小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng)D. 小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng) [總結(jié)]應(yīng)用安培定則判斷環(huán)形電流的磁場(chǎng)；小磁針的N極指示磁場(chǎng)方向。 [變式訓(xùn)練] 如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向沿虛線飛過(guò)磁針上方，并與磁針?lè)较蚱叫?，能使磁針N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是（ ） A. 向右飛的正離子 B. 向左飛的負(fù)離子 C. 向右飛的負(fù)離子 D. 向左飛的正離子 知識(shí)點(diǎn)2.安培分子電流假說(shuō) [例2]安培分子電流假說(shuō)可以解釋?zhuān)?） A. 直線電流的磁場(chǎng) B 、永磁鐵的磁場(chǎng) C、軟磁棒被磁化 D、環(huán)形電流的磁場(chǎng) 知識(shí)點(diǎn)3.磁通量、磁通密度 磁通量：磁場(chǎng)的強(qiáng)弱（即磁感應(yīng)強(qiáng)度）可以用磁感線的疏密來(lái)表示。如果一個(gè)面積為S的面垂直一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，則穿過(guò)這個(gè)面的磁感線的條數(shù)就是確定的。我們把B與S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。 （1）定義：面積為S，垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)B放置，則B與S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，用Ф表示。 （2）公式：Ф=BS 磁通密度 磁通密度大，即穿過(guò)單位面積的磁感線條數(shù)多，一定是磁感線很密，磁感應(yīng)強(qiáng)度大 磁通量是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但磁感線穿過(guò)平面時(shí)有正反面之分。因此，在計(jì)算磁通量時(shí)必須注意磁感線是從哪邊穿過(guò)這個(gè)平面的，磁通量的大小存在正、負(fù)值。 [例3] 如圖所示，在條形磁鐵中部垂直套有A、B兩個(gè)圓環(huán)，試分析穿過(guò)A環(huán)、B環(huán)的磁通量誰(shuí)大。 [變式訓(xùn)練]下列各種說(shuō)法中，正確的是 A． 磁通量很大，而磁感應(yīng)強(qiáng)度可能很小 B． 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，磁通量也越大 C． 磁通量小，一定是磁感應(yīng)強(qiáng)度小 D． 磁感應(yīng)強(qiáng)度很大，而磁通量可能為零 〖基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)〗 1. 如圖所示，橡膠圓盤(pán)上帶有大量負(fù)電荷，當(dāng)圓盤(pán)在水平面上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，懸掛在圓盤(pán)邊緣上方的小磁針可能轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是（ ） A. N極偏向圓心 B. S極偏向圓心 C. 無(wú)論小磁針在何位置，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)小磁針無(wú)影響 D. A、B兩種情況都有可能 2. 如圖所示為某磁場(chǎng)的一條磁感線，其上有A、B兩點(diǎn)，則（ ） A. A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B. B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 C. 因?yàn)榇鸥芯€是直線，A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一樣大 D. 條件不足，無(wú)法判斷 3. 如圖所示，三條長(zhǎng)直導(dǎo)線都通以垂直于紙面向外的電流，且，則距三導(dǎo)線等距的A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)椋?） A. 向上 B. 向右 C. 向左 D. 向下 〖能力提升〗 1、某同學(xué)做奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，把小磁針?lè)旁谒降耐娭睂?dǎo)線的下方，當(dāng)通電后發(fā)現(xiàn)小磁針不動(dòng)。稍微用手撥動(dòng)一下小磁針，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了180后靜止不動(dòng)。由此可知通電直導(dǎo)線的電流方向是（ ）。 A. 自東向西 B. 自南向北 C. 自西向東 D. 自北向南 2、如圖，在條形磁鐵的S極附近懸掛一個(gè)線圈，磁鐵水平放置，其軸線與線圈共面并通過(guò)線圈的圓心，當(dāng)線圈中電流沿圖示方向流動(dòng)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)_______ A.線圈向磁鐵平移 B.線圈遠(yuǎn)離磁鐵平移 C.從上往下看線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁體 D.從上往下看，細(xì)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁體 第四節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、認(rèn)識(shí)安培力。 2、會(huì)判斷安培力的方向。 3、會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力。 4、了解磁電式電流表的基本原理 〖前置作業(yè)〗 1、左手定則： 。 2、垂直于磁場(chǎng)B放置、長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，它所受的安培力F為 。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向夾角成角時(shí)，它可以分解為 和 的分量。導(dǎo)線所受的安培力只是 的分量產(chǎn)生的，安培力的大小為 3、磁電式儀表最基本的組成部分是 和 。為了使電流表表盤(pán)的刻度均勻，兩磁極間裝有極靴，極靴中間又有一個(gè)鐵質(zhì)圓柱，使磁場(chǎng)都沿 方向，線圈始終跟磁感線 。 〖課堂探究〗 知識(shí)點(diǎn)1.左手定則 磁感線方向——穿過(guò)手心 電流方向——四指指向 安培力方向——拇指指向 [例1] 關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力F的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向和電流方向之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是______ A.F、B、I三者總是互相垂直的 B.F總是與B和I垂直，但F、B之間可以不垂直 C.B總與F和I垂直，但F、I之間可以不垂直 D.I總與F和B垂直，但F、B之間可以不垂直 [總結(jié)] 。 S N V [變式訓(xùn)練1] 如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它 的上方有一與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，正緩慢的自左向右 移動(dòng)，直導(dǎo)線中通以垂直紙面向里外的電流，則磁鐵受 桌面的摩擦力作用為（磁鐵始終不動(dòng)） A、先減少后增大 B、先增大后減少 C、一直增大 D、一直減少 知識(shí)點(diǎn)2. 安培力的大小 [例2] 如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有下列通電導(dǎo)線，長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流強(qiáng)度為I、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求各導(dǎo)線所受的安培力的大小和方向。 M N b c d a α B I BI B2 [變式訓(xùn)練2]如圖所示，ab邊與MN平行， 關(guān)于線框的受力下列敘述正確的是（ ） A、線框有兩條邊所受安培力方向相同 B、線框有兩條邊所受安培力大小相同 C、線框所受的安培力的合力方向向左 D、線框所受的安培力的合力方向向右 S N 〖難點(diǎn)精析〗由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、電流的方向、安培力的方向涉及三維空間，所以要熟練掌握把立體圖形改畫(huà)成平面圖形的方法技巧，以便于畫(huà)受力圖分析受力情況。安培力的方向用左手定則判斷，但更要明確電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不一定垂直，但所決定的平面一定與安培力垂直。 〖綜合拓展〗[例3] 如圖所示，把一重力不計(jì)的 通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo) 線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流時(shí)， 導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（俯視圖）（ ） A、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 B、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升 C、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 D、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升 〖基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)〗 1、根據(jù)已知的兩個(gè)量的方向，標(biāo)明第三個(gè)量的方向。 B F A B I B C F I F I D E I B F I F 2、.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通入流向紙內(nèi)的電流時(shí)，在通電的一瞬間，可能產(chǎn)生的情況是_______ A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C.磁鐵受向左的摩擦力 D.磁鐵受向右的摩擦力I I 3、兩根平行放置的通電直導(dǎo)線電流方向如圖所示， 兩根導(dǎo)線都可以自由運(yùn)動(dòng)，則（ ） A、 兩根導(dǎo)線在紙面內(nèi)相互靠攏 B、 兩根導(dǎo)線在紙面內(nèi)相互遠(yuǎn)離 C、 右導(dǎo)線上端向紙內(nèi)旋轉(zhuǎn)，左導(dǎo)線上端向紙外旋轉(zhuǎn) D、 右導(dǎo)線上端向紙外旋轉(zhuǎn)，左導(dǎo)線上端向紙內(nèi)旋轉(zhuǎn) 4、下列關(guān)于磁電式電流表的有關(guān)說(shuō)法，正確的是（ ） A、電流表的工作原理是安培力對(duì)通電導(dǎo)線的加速作用 B、電流表的工作原理是安培力對(duì)通電導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動(dòng)作用 C、電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成正比 D、電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成反比 5、一段通電直導(dǎo)線平行與磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，導(dǎo)線上電流方向由左指向右，當(dāng)導(dǎo)線以其中點(diǎn)O為軸旋轉(zhuǎn)90的過(guò)程中，導(dǎo)線受到的安培力（ ） A、大小不變，方向不變 O B B、由“0”增至最大，方向時(shí)刻變 C、由最大減少至“0”，方向不變 D、由“0”增至最大，方向不變 〖能力提升〗 6、如圖所示，質(zhì)量為m的細(xì)桿ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，ab處于磁場(chǎng)中，ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有電流時(shí)，ab恰好靜止在導(dǎo)軌上，則從b端的側(cè)視圖看，其中桿 ab與導(dǎo)軌間摩擦力可能為“0”的是（ ） θ a θ b 甲 θ A θ B θ C θ D 乙 7、在傾角為30的光滑斜面上垂直放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向下，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒通有垂直紙面向里的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B為多少？ 30 B I