高中物理 第3章 磁场 第2节 磁感应强度课件 新人教版选修31.ppt

第2节磁感应强度 教师参考 一 教学目标知识与技能1 理解磁感应强度b的定义 知道b的单位是特斯拉2 知道磁感应强度的意义及方向的规定3 会用公式f bil解答有关问题过程与方法1 通过探究实验 知道影响磁场对通电导体的作用力的因素 总结 归纳其间的关系2 由通电导体受到磁场的作用力与il乘积成正比 引入并理解磁感应强度情感态度与价值观学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法 二 教学重点难点教学重点磁感应强度的物理意义教学难点磁感应强度概念的建立三 重难点突破方略探究影响通电导线受力因素的突破方略 思考与讨论 磁场对电流的作用力大小跟哪些因素有关呢 学生自由发挥 教师引导并思考以下几个关键问题 1 电流越大 磁场对导线的作用力是否越大 2 导线越长 磁场对导线的作用力是否越大 3 磁场越强 磁场对导线的作用力是否越大 学生猜想 磁场对电流的作用力大小跟电流的大小 导线的长度 磁感应强度有关 教师 影响磁场对电流的作用力有三个物理量 那么用什么思维方法来探究作用力跟某一个量的关系呢 学生 用控制变量法 探究磁场对电流的作用力大小跟电流的大小 导线的长度 磁感应强度的关系 可以分以下三种过程来实现 1 保持磁感应强度 导线通电部分的长度不变 改变电流的大小 2 保持磁感应强度 电流不变 改变导线通电部分的长度 3 保持导线通电部分的长度 电流不变 改变磁感应强度 实验设置 如图所示 三块相同的蹄形磁铁并列放置 可以认为磁极间的磁场是均匀的 将一根直导线悬挂在磁铁的两极间 有电流通过时导线将摆动一个角度 通过这个角度可以比较磁场力的大小 分别接通 2 3 和 1 4 可以改变导线通电部分的长度 电流由外部电路控制 演示1 先用较小电流 后用较大电流 并提问 增大电流 导线摆动角度如何变化 磁场力的大小如何变化 学生 导线摆动角度变大 磁场力就变大教师 电流越大 导线所受磁场力就越大 演示2 先接通 2 3 后接通 1 4 导线通电部分的长度增大 并提问 增大导线通电部分的长度 导线摆动角度如何变化 磁场力的大小如何变化 学生 导线摆动角度变大 磁场力就变大 教师 通电导线越长 磁场力越大 演示3 先在 2 3 之间放一个磁体 后在 2 3 之间放一个磁感应强度更大的磁体 并提问 增大磁感应强度 导线摆动角度如何变化 磁场力的大小如何变化 学生 导线摆动角度变大 磁场力就变大 教师 磁场越强 磁场对电流的作用力越大 实验结论 磁场对电流的作用力大小随电流的大小 导线的长度和磁感应强度的增大而增大 自主学习 课堂探究 达标测评 自主学习课前预习 感悟新知 教师参考 情境链接一巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁 实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉 如图所示 磁体磁性的强弱 表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱 也就是说磁场也有强弱之分 怎样描述磁场的强弱 信息在电场中 我们用检验电荷所受的静电力与电荷量的关系引入了描述电场强弱的物理量 电场强度 由于磁场对通电导体也有作用力 我们也可以通过磁场的作用力与电流i 导体长度l的关系引入描述磁场强弱的物理量 情境链接二鸽子到一 二千公里以外 仍能飞回家 是鸽子眼神好 记忆力惊人吗 不是 若把鸽子装在严密遮挡的笼子里运到一个陌生的地方放飞 它们依然能轻而易举地飞回家 鸽子千里归家 奥妙何在 若在鸽子头顶和脖子上绕几匝线圈 以小电池供电 鸽子头部就产生一个均匀的附加磁场 放飞的鸽子向四面八方乱飞 这表明 地球磁场是鸽子的导航罗盘 你认为 晴天 阴天或雨天在外面放飞鸽子 它能飞回家吗 信息地磁场分布是稳定的 鸽子能检测到地磁场 正如指南针本身是磁体一样 它体内有磁性物质 鸽子千里归巢就是靠地磁场导航的 通过 雷达 接收磁场回波指挥自己的航向 教材梳理 一 磁感应强度阅读教材第83页 磁感应强度的方向 部分 知道磁感应强度是矢量 它的方向是怎样规定的 1 方向 小磁针静止时所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向 简称的方向 2 意义 描述磁场的物理量 是矢量 想一想小磁针n极 s极在磁场中受力方向不一样 那么磁场的方向与小磁针的n极 s极有关吗 答案 无关 磁场的方向是固有的 用小磁针只是来确定磁场的方向 n极 磁场 强弱 二 磁感应强度的大小阅读教材第83 84页 磁感应强度的大小 部分 大致了解探究影响通电导线受力的因素实验过程 知道磁感应强度的定义式 单位 1 电流元 很短一段通电导线中的电流i与导线长度l的 乘积il 特斯拉 答案 不改变 磁感应强度的大小是磁场固有的 各种关系式是用来计算大小的 自主检测 答案 1 2 3 4 解析 b是描述磁场的物理量 与通电导体及受力无关 i l的大小与b f也无关 而f与i l b三者都有关 选项b正确 b 3 多选 有关磁感应强度的方向 下列说法正确的是 a b的方向就是小磁针静止时s极所指的方向b b的方向与小磁针在任何情况下n极受力方向一致c b的方向就是通电导线的受力方向d b的方向就是该处磁场的方向 解析 磁场的方向就是磁感应强度的方向 规定为小磁针静止时n极所指方向或小磁针n极受力方向 它与通电导线所受力的方向不同 bd 4 关于磁感应强度 下列说法正确的是 a 磁感应强度只是描述磁场的强弱的物理量b 通电导线所受磁场力为零 该处磁感应强度一定为零c 通电导线所受磁场力为零 该处磁感应强度不一定为零d 放置在磁场中1m的导线 通过1a的电流 受到的磁场力为1n时 该处磁感应强度就是1t 解析 磁感应强度是矢量 其大小用来描述磁场的强弱 其方向用来描述磁场的方向 选项a错误 通电导线所受的磁场力大小 除与i l b大小有关外 还与放置方向有关 i b时 即使b 0 但f 0 选项b错误 c正确 选项d中只有满足i b时才成立 选项d错误 c 课堂探究核心导学 要点探究 要点一 对磁感应强度的理解 答案 1 由于磁场对通电导线的作用力大小与放置情况有关 定义磁感应强度时要求通电导线与磁场方向垂直 磁感应强度b是描述磁场的物理量 它是由磁场本身决定 而与是否放入或如何放置通电导线无关 2 不是 磁感应强度的方向定义为小磁针静止时n极所指的方向 教师备用 要点归纳 1 磁感应强度是矢量 既有大小 又有方向 合成遵循平行四边形定则 2 磁感应强度的方向与磁场的方向一致 由磁场决定 与导线的受力方向无关 与放入其中的通电导线的电流的方向无关 例1 多选 有一段直导线长为1cm 通有5a的电流 把它置于磁场中的某点时 受到的磁场力为0 1n 则该点的磁感应强度b的值可能为 a 1tb 0 5tc 2td 2 5t 思路探究 1 磁感应强度大小的决定因素是什么 答案 只取决于磁场本身的性质 与f i l无关 答案 要求直导线与磁场方向垂直 cd 规律方法对磁感应强度的理解 教师备用 变式 若例1中的通电导线在空间某处除受重力 悬线拉力外还受其他力作用 该处磁感应强度一定为零吗 答案 不一定 若存在磁场 导线沿磁场方向放置 则磁场对通电导线无磁场力作用 但该处磁感应强度不为零 例1 1 关于磁感应强度b 下列说法中正确的是 a 磁场中某点b的大小 跟放在该点的试探电流元的情况有关b 磁场中某点b的方向 跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致c 在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时 该点b值大小为零d 在磁场中磁感线越密集的地方 磁感应强度越大 解析 磁感应强度是由磁场本身决定的 与试探电流元的情况无关 选项a错误 电流元所受磁场力方向与磁感应强度b的方向垂直 选项b错误 当磁场与电流平行时 安培力等于零 选项c错误 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 磁场中磁感线越密集的地方 磁感应强度越大 选项d正确 d c 要点二 电场强度e与磁感应强度b的比较 问题导引 电场中某一确定的位置放一个检验电荷 磁场中某一确定的位置放一段通电导线 电荷受到的静电力和导线受到的磁场力是唯一确定的吗 答案 电荷受到的静电力是唯一确定的 但导线受到的磁场力还与它放置的方向有关 要点归纳 例2 多选 关于电场和磁场的下列说法中正确的是 a 电荷在电场中某处不受静电力的作用 则该处的电场强度为零b 一小段通电导线在某处不受磁场力的作用 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 它受到的静电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 它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 思路探究 电荷在电场中是否一定受静电力的作用 通电导线在磁场中是否一定受磁场力的作用 答案 电荷在电场中一定受静电力的作用 而通电导线在磁场中不一定受磁场力的作用 当通电导线与磁场方向平行时就不受磁场力的作用 ac 解析 电荷在电场中一定受静电力的作用 若电荷在电场中某处不受静电力的作用 则该处的电场强度一定为零 选项a正确 当通电导线与磁场方向平行时就不受磁场力的作用 此时该处磁感应强度不一定为零 选项b错误 通电导线受磁场力与电荷受静电力不同 磁场力的大小与通电导线放置的方向有关 只有当通电导线垂直于磁场放置时 通电导线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才表示该处磁场的强弱 选项c正确 d错误 误区警示检验电荷 或电流 与 场 的关系 1 静电力为零 该处电场强度为零 磁场力为零 该处磁感应强度不一定为零 2 放在某处的正电荷所受静电力的方向与该处电场方向相同 放在某处的通电导线的受力方向与该处磁感应强度的方向不同 教师备用 例2 1 多选 关于磁感应强度b和电场强度e的比较下列说法正确的是 a 磁感应强度b和电场强度e都是矢量b 磁感应强度b和电场强度e都是由场本身决定的c 磁感应强度b和电场强度e的方向是检验电流和检验电荷在场中受力的方向d 磁感应强度b和电场强度e都是用比值来定义的 解析 磁感应强度b和电场强度e都是描述 场 的特性的物理量 都是矢量 大小 方向由场本身决定 与 检验电流 检验电荷 的受力方向无关 它们都是通过比值法来定义 故选项a b d正确 abd 针对训练2 多选 某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在 想到的以下方法中可行的是 a 在该空间内引入检验电荷 如果电荷受到静电力作用说明此空间存在电场b 在该空间内引入检验电荷 如果电荷没有受到静电力作用说明此空间不存在电场c 在该空间内引入 检验电流 如果通电导线受到磁场力作用说明此空间存在磁场d 在该空间内引入 检验电流 如果通电导线没有受到磁场力作用说明此空间不存在磁场 解析 如果把电荷引入电场中 一定会受到静电力作用 如果电荷没有受到静电力作用 一定是没有电场 选项a b对 把通电导线引入磁场中时 只要电流方向不与磁场方向平行 就会受到磁场力作用 但是不受磁场力的原因有两个 一是没有磁场 二是虽有磁场 但是电流方向与磁场方向平行 选项c对 d错 abc 教师参考 教材探究 通过教材p84图3 2 1的装置 探究得出 通电导线所受磁场力f与电流i和导线长度l的乘积成正比 由此为何就可以定义描述磁场的物理量 磁感