《2磁感应强度》教学设计(河北省市级优课)x-物理教案

选修3—1第三章磁场磁感应强度教学设计学习目标1.理解并掌握磁感应强度的大小、方向及其物理意义．2.进一步体会用比值定义法定义物理量．3.通过实验、类比和分析，体会实验探究的思路、方法．教学重、难点重点：1.磁感应强度的概念、物理意义。2.探究磁场对电流作用力的方法。难点：1.磁感应强度的概念的理解。2.进一步体会比值法定义物理量的方法。教学过程磁感应强度的方向电场——正试探电荷的受力方向磁场——小磁针N极的受力方向1．概念：用来描述磁场强弱和方向的物理量叫做磁感应强度，用符号B表示．2．磁感应强度的方向：(1)放入磁场中的小磁针，在磁场中受力将会_________．(2)小磁针静止时，___________所指方向规定为该点的磁感应强度方向，简称为__________ ．3．标矢性：磁感应强度是____量．例一：下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在磁场中该处时所受力的方向B．在磁场中小磁针N极的受力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【解析】磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向，但电流受力的方向并不代表磁感应强度的方向．【答案】BD磁感应强度的大小实验探究电流元：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元.（理想化模型）方法：通过检验电流元来研究磁场强弱.猜想：通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？2．探究影响通电导线受力的因素(1)将一根 ______ 水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁场的方向 _____________ ．(2)控制变量法①保持磁场中直导线的长度不变，改变______________，通过观察直导线_____________大小来比较磁场力大小．②保持电流不变，改变磁场中___________ ，通过观察直导线 ________ 大小来比较磁场力大小．(3)结论：通电直导线与磁场________ 时，它受力大小既与导线的_________成正比，又与导线中的__________成正比，即与_____________成正比．探究归纳1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度.定义式：单位：特斯拉（特：T）1T=1N/(A.m)方向：磁感应强度是矢量,方向与该点磁场的方向一致磁感应强度的理解(1)磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场自身决定的，与是否引入电流元，引入的电流元是否受力及受力大小无关．(2)因为通电导线取不同方向时，其受力大小不尽相同，在定义磁感应强度时，式中F是直导线垂直磁场时受到的力．(3)磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而不是电流元受力F的方向．(4)磁感应强度B为矢量，它有大小及方向，分别表示磁场的强弱与方向，两个磁场叠加时，应用矢量叠加的方法来运算．总结1．磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关．即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说B与F成正比或B与IL成反比．2．定义式B＝F/IL的理解：B＝F/IL是磁感应强度的定义式，其成立的条件是通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为在磁场中某点通电导线受力的大小除和磁场强弱、电流I和导线长度L有关以外，还和导线的放置方向有关．导线在磁场中的放置方向不同，所受磁场力也不相同．当通电导线与磁场方向平行时，通电导线受力为零，所以我们不能根据通电导线受力为零来判定磁感应强度B的大小为零．3．磁感应强度B的方向：磁感应强度B是一个矢量，它的方向可以有以下几种表述方式：(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向．4．两点说明:(1)某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向．(2)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．例二：在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1cm，电流为5A，所受磁场力为5×10－2N.求：(1)这点的磁感应强度是多大？(2)若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？【解析】(1)B＝F/IL＝5×10－25×1×10－2T＝1T.(2)磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关．若导线与磁场平行，磁感应强度不变B＝1T．而磁场力为0.【答案】(1)1T(2)1T0附：磁感应强度B与电场强度E的比较随堂自测1.有关磁感应强度，下列说法中正确的是()A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．若有一小段长为L、通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是FILD．由定义式B＝F/IL可知，电流I越大,导线L越长，某点的磁感应强度就越小【解析】磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量，且B＝F/IL中的B、F、L相互垂直，所以选项B、C、D皆是错误的，故正确答案为A.【答案】A2．(多选)下列可用来表示磁感应强度的单位关系的是()A．1T＝1kg/m2B．1T＝1kg/(A•s2)C．1T＝1kg•m2/(A•s2)D．1T＝1N/(A•m)【解析】由B＝F/IL得1T＝1N/(A•m)，由F＝ma，还可得1T＝1kg/(A•s2)．【答案】BD3．(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用F/IL表示磁感应强度B的是()【解析】当通电导线垂直于磁场方向时，可用F/IL表示B.【答案】AC4．(多选)在测定磁场中某一点的磁场强弱时，得到如图所示中的几个关系图象，其中正确的是()【解析】由F＝ILB知，A正确，由于B由磁场本身决定，不随电流发生变化，故D正确．【答案】AD5．(多选)某地的地磁场强度大约是4.0×10－5T，一根长为500m的导线，通入电流强度为10A的电流，该导线可能受到的磁场力为()A．0B．0.1NC．0.3ND．0.4N【解析】由F＝ILB＝10×500×4.0×10－5N＝0.2N．这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力，其他放置方向导线受