高中物理《磁感应强度》教案13 新人教版选修3-1.doc

第2课时 5.2磁感应强度教学目标知识与技能1理解和掌握磁感应强度的方向、大小、单位。2能用磁感应强度的定义式进行有关计算。过程与方法探究影响通电导线受力的因素，寻求表征磁场强弱的物理量。通过观察、类比（与电场强度的定义类比）使学生理解和掌握磁感应强度的概念 。情感态度与价值观培养学生探究未知世界的兴趣，掌握探究多个变间关系的方法。教学重点与难点教学重点：磁感应强度概念的建立与理解教学难点： 磁感应强度的方向 课堂教与学互动设计创设情景，导入新课情景1：小磁针静止时为什么有一定的指向？ 因为有地磁场的存在情景2：当条形磁铁靠近小磁针时，小磁针出现了什么现象？为什么会这样？ 当条形磁铁靠近小磁针时，小磁针出现了偏转。说明了条形磁铁对它有力的作用。问题1：当条形磁铁出现时，地磁场吓跑了？ 不！是因为条形磁铁的磁性比地磁场要强。说明磁场也有强有弱问题2：磁场看不见，摸不着，怎样认识和描述磁场的强弱呢？ 有了探究电场强度的经验，探究磁场的强弱与之类同。情景3：将一检验电荷放在电场中不同的地方，探究其受力。发现：电荷所受的 电场力 与检验电荷 电荷量 的比值，反映该处电场的强弱，定义它为电场强度，定义式为e。问题3：电场强度是矢量，其方向与f相同？错！物理学中规定 正电荷 受到的电场力方向为该点电场强度的方向。 与电场类似，磁场也有表征其强弱的物理量。 合作交流，探究新知在磁铁周围不同的地方悬挂一些小磁针，发现小磁针受力大小不相同，这表明磁场中不同位置磁场对小磁针的作用强弱不同，因此磁场有强有弱表征磁场强弱的物理量并不叫磁场强度，而是磁感应强度。1 磁感应强度：描述磁场强弱的物理量叫磁感强度。 在磁铁周围的不同位置放一些小磁针，发现小磁针静止时，指向各不相同，这表明磁场中不同位置力的作用方向不同，因此磁场具有方向性2 磁感强度的方向：物理学中把小磁针静止时n极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向。简称磁场方向。或者说：在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向规定为该点的磁场方向3 磁感应强度是矢量问题1：磁感应强度有大小有方向，如何探究它的大小呢？ 与电场类似，放小磁针于磁场中，探究其受大小即可。问题2：可行吗？不可行。因为与电场不同的是：n极不能单独存在，小磁针静止时所受的合力为零，不可能测出n极受力的大小。也就不能确定磁感应强度的大小。问题3：怎么办？ 磁场除了对磁体有力的作用，还对电流有力的作用，也许可以通过磁场对电流的作用，来探究其强弱。 演示1：探究影响磁场对电流作用力的因素电流元：物理学中把很短的一段导线中的电流i和导线的长度l的乘积叫电流元。孤立的电流元是不存在的。匀强磁场：磁场的强度、方向都一样的磁场。在匀强磁场中可以用长导线来探电流元的受力情况。（1） 实验目的：探究影响通电导线受力的因素（2） 需要测哪些物理量：导线的长度l；电流强度i；导线受到的作用力f。（3） 需要什么器材：（4） 实验条件如何控制（5） 实验方法：（控制变量法） il垂直于匀强磁场：保持磁场的磁感应强度b、导线长度l不变， 研究导线受到的作用力f与电流强度i的关系，发现fi；fi保持磁场的磁感应强度b、电流强度i不变，研究导线受到的作用力f与导线的长度l的关系，发现fl。fl（6）结论：fil，精确的实验表明：在通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度l成正比，又与导线的电流i成正比，即与i和l的乘积il成正比，用公式表示为：f=bil 其中b为比例系数，与导线的长度和电流的大小无关。在不同的磁场中b的值不同：即使同样的电流导线的受力也不样。可见b是我们要寻找的表征磁场强弱的物理量磁感受应强度4磁感应强度的大小b（表征磁场强弱的物理量）（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力f跟电流i和导线长度l的乘积il的比值叫磁感应强度（比值定义）（2）定义式：bb：导线l所处的磁感应强度 i：导线中的电流强度l：导线在磁场中的长度 f：导线受到的磁场力（3）适用条件：一切磁场；磁感应强度b与电流i垂直（4）单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号t. 1t=1n/am（5）物理意义：磁感应强度b是表示磁场强弱的物理量.例1:有人根据bf/il提出：磁场中某点的磁感应强度b跟磁场力f成正比，跟电流强度i和导线长度l的乘积il成反比，这种提法有什么问题？错在哪里？答：这种提法不对。实验表明，f和il的乘积成正比，但比值（f/il）在磁场中某处是确定了的，反映了磁场本身的特性，不随f及il的变化而变化。例2：有同学说：由e可知，e的方向与正电荷受到的力f方向相同。同理由b可知，b的方向也与f相同。提示：分析演示实验解答：错误。分析演示实验可知：b的方向与f的方向垂直。例3 ： 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5 a，导线长1 cm，它受到的安培力为510-2 n，则这个位置的磁感应强度是多大？如果把通电导线中的电流强度增大到5 a时，这一点的磁感应强度应是多大？解：由：b得：b2t。磁感应强度b是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度l、电流i的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 t。例4：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场.演示2：il平行于匀强磁场：电流不受力。解：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则可能有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。（6）理解：比值定义：b与f、i、l无关，由磁场本身性质决定的。（由例1得出）b的方向与f的方向垂直，而不是相同。5磁场的叠加矢量运算磁感应强度是矢量，它可以合成，合成同样遵守平形四边形定则。若空间存在几个磁场，空间的磁场应由这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为b。bb1b2b3（矢量和）课堂小结1磁感应强度b：表征磁场强弱的物理量是磁感应强度2磁感应强度的方向：物理学规定小磁针静止时n极所指的方向为该点的磁感应强度方向。3磁感应强度b的大小：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力f跟电流i和导线长度l的乘积il的比值叫磁感应强度。公式：b4单位：特斯拉，符号： t 课外同步训练轻松过关1下列说法中正确的是 （ac） a电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零b一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零c把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱d把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：电场与磁场的区别在于：磁场中通电导线要与磁场垂直，才有关系式：b。故b、d都错，只有a、c正确。2下列关干磁感应强度大小的说法中正确的 （d） a通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大b通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大c放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同d磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关3下列关于磁感应强度的方向的说法中.正确的是（bd） a某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向b小磁针n极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向c垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向d磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向4.在磁感应强度的定义式b中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是 （ b ） a.b由f、i和l决定 b.f由b、i和l决定c.i由b、f和l决定 d.l由b、f和i决定5根据磁感应强度的定义式b=，下列说法中正确的是（d）a、在磁场中某确定位置，b与f成正比，与i、l的乘积成反比b、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力f=0，那么该处的b一定为零c、磁场中某处的b的方向跟电流在该处受磁场力f的方向相同d、一小段通电直导线放在b为零的位置，那么它受到磁场力f也一定为零解析：磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。a错误。若电流方向与磁场方向在一条直线上，通电导体将不受到磁场力的作用，因此在某处磁场力为零，并不能说明该处的磁感应强度为零。b错误。通电导体受到磁场力的方向垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。c错误。通电导体处在一个没有磁场的空间，当然不受磁场力的作用。答案：d6.a有一小段通电导体，长为1cm，电流为5a，把它置入磁场中某点，受到的磁场力为0.1n，则该点的磁感应强度b一定是 ( c ) a.b=2 t b.b2t c.b2t d.以上情况都有可能解析：b与il垂直时磁场力最大：fm=bil，fm01n，解得b2t，c正确点评：讨论通导线受到的磁场力时，一定要明确导线与磁场的位置关系，是平行的？还是垂直的？这是与电荷在电场中受力不同之处。7在匀强磁场里,有一根长1.2m的通电导线,导线中的电流为5a,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为1.8n，则磁感应强度的大小为 0.3 8在磁感应强度的大小为2t匀强磁场里,有一根长8m的通电导线, ,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为32n，则导线中的电流为 2 a9一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4t的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.若它受到的安培力为410-3n则导线中的电流强度是 0.05a若将导线中的电流增加0.05a，则该处的磁感应强度为 0.4 t，当导线的长度在原位置缩短为原来的一半时，磁感应强度为 _0.4_t。 适度拓展10磁感应强度b在国际单位制中的单位是特斯拉（符号t），关于1t下列单位中与磁感应强度单位一致的是：（ a cd）a、 b、 c、1kg/as2 d、11在匀强磁场中某处p放一个长度为l=20，通电电流i=0.5a的直导线，测得它受到的最大磁场力f=1.0n，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则p处的磁感应强度（b ）a、零 b、10t，方向肯定不沿竖直向上c、0.1t，方向竖直向上 d、10t，方向竖直向上综合提高12在b2t的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度为0.8m的通电直导线，导线沿磁场