高中物理 第3章 磁場(chǎng) 第2節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度課件 新人教版選修3-1.ppt

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第2節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度,,(教師參考) 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 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.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的意義及方向的規(guī)定 3.會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問題 過程與方法 1.通過探究實(shí)驗(yàn),知道影響磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力的因素,總結(jié)、歸納其間的關(guān)系 2.由通電導(dǎo)體受到磁場(chǎng)的作用力與IL乘積成正比,引入并理解磁感應(yīng)強(qiáng)度 情感態(tài)度與價(jià)值觀 學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識(shí)一般事物的共性的科學(xué)方法,,二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義 教學(xué)難點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立 三、重難點(diǎn)突破方略 探究影響通電導(dǎo)線受力因素的突破方略 【思考與討論】 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小跟哪些因素有關(guān)呢?學(xué)生自由發(fā)揮,教師引導(dǎo)并思考以下幾個(gè)關(guān)鍵問題: (1)電流越大,磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力是否越大? (2)導(dǎo)線越長,磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力是否越大? (3)磁場(chǎng)越強(qiáng),磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力是否越大?,,學(xué)生猜想:磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小跟電流的大小、導(dǎo)線的長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān). 教師:影響磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力有三個(gè)物理量,那么用什么思維方法來探究作用力跟某一個(gè)量的關(guān)系呢? 學(xué)生:用控制變量法.探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小跟電流的大小、導(dǎo)線的長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系,可以分以下三種過程來實(shí)現(xiàn): (1)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線通電部分的長度不變,改變電流的大小; (2)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流不變,改變導(dǎo)線通電部分的長度; (3)保持導(dǎo)線通電部分的長度、電流不變,改變磁感應(yīng)強(qiáng)度.,,【實(shí)驗(yàn)設(shè)置】 如圖所示,三塊相同的蹄形磁鐵并列放置,可以認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)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(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度,通過這個(gè)角度可以比較磁場(chǎng)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,電流由外部電路控制. 【演示1】 先用較小電流,后用較大電流,并提問:增大 電流,導(dǎo)線擺動(dòng)角度如何變化?磁場(chǎng)力的大小如何變化? 學(xué)生:導(dǎo)線擺動(dòng)角度變大,磁場(chǎng)力就變大 教師:電流越大,導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力就越大. 【演示2】 先接通“2,3”,后接通“1,4”,導(dǎo)線通電部分的長度增大,并提問:增大導(dǎo)線通電部分的長度,導(dǎo)線擺動(dòng)角度如何變化?磁場(chǎng)力的大小如何變化? 學(xué)生:導(dǎo)線擺動(dòng)角度變大,磁場(chǎng)力就變大. 教師:通電導(dǎo)線越長,磁場(chǎng)力越大.,,【演示3】 先在“2,3”之間放一個(gè)磁體,后在“2,3”之間放一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度更大的磁體,并提問:增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,導(dǎo)線擺動(dòng)角度如何變化?磁場(chǎng)力的大小如何變化? 學(xué)生:導(dǎo)線擺動(dòng)角度變大,磁場(chǎng)力就變大. 教師:磁場(chǎng)越強(qiáng),磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力越大. 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小隨電流的大小、導(dǎo)線的長度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大.,自主學(xué)習(xí),課堂探究,達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng),自主學(xué)習(xí) 課前預(yù)習(xí)感悟新知,,(教師參考) 情境鏈接一 巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵,實(shí)驗(yàn)室中的小磁鐵只能吸起幾枚鐵釘,如圖所示.磁體磁性的強(qiáng)弱,表現(xiàn)為它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁性物質(zhì)和電流的作用力的強(qiáng)弱,也就是說磁場(chǎng)也有強(qiáng)弱之分.怎樣描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱?,,信息 在電場(chǎng)中,我們用檢驗(yàn)電荷所受的靜電力與電荷量的關(guān)系引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度;由于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體也有作用力,我們也可以通過磁場(chǎng)的作用力與電流I、導(dǎo)體長度L的關(guān)系引入描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量. 情境鏈接二 鴿子到一、二千公里以外,仍能飛回家,是鴿子眼神好、記憶力驚人嗎?不是,若把鴿子裝在嚴(yán)密遮擋的籠子里運(yùn)到一個(gè)陌生的地方放飛,它們依然能輕而易舉地飛回家.鴿子千里歸家,奧妙何在?若在鴿子頭頂和脖子上繞幾匝線圈,以小電池供電,鴿子頭部就產(chǎn)生一個(gè)均勻的附加磁場(chǎng),放飛的鴿子向四面八方亂飛,這表明:地球磁場(chǎng)是鴿子的導(dǎo)航羅盤.你認(rèn)為,晴天、陰天或雨天在外面放飛鴿子,它能飛回家嗎?,,信息 地磁場(chǎng)分布是穩(wěn)定的,鴿子能檢測(cè)到地磁場(chǎng),正如指南針本身是磁體一樣,它體內(nèi)有磁性物質(zhì),鴿子千里歸巢就是靠地磁場(chǎng)導(dǎo)航的,通過“雷達(dá)”接收磁場(chǎng)回波指揮自己的航向.,教材梳理,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度 閱讀教材第83頁“磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向”部分,知道磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,它的方向是怎樣規(guī)定的. 1.方向:小磁針靜止時(shí) 所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,簡(jiǎn)稱 的方向. 2.意義:描述磁場(chǎng) 的物理量,是矢量. 想一想 小磁針N極,S極在磁場(chǎng)中受力方向不一樣,那么磁場(chǎng)的方向與小磁針的N極,S極有關(guān)嗎? 答案:無關(guān).磁場(chǎng)的方向是固有的,用小磁針只是來確定磁場(chǎng)的方向.,N極,磁場(chǎng),強(qiáng)弱,二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 閱讀教材第83～84頁“磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小”部分,大致了解探究影響通電導(dǎo)線受力的因素實(shí)驗(yàn)過程,知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式、單位. 1.電流元:很短一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度L的 .,乘積IL,,特斯拉,,答案:不改變.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是磁場(chǎng)固有的,各種關(guān)系式是用來計(jì)算大小的.,自主檢測(cè),,答案:(1)√ (2) (3) (4)√,,解析:B是描述磁場(chǎng)的物理量,與通電導(dǎo)體及受力無關(guān);I,L的大小與B,F也無關(guān);而F與I,L,B三者都有關(guān),選項(xiàng)B正確.,B,3.(多選)有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,下列說法正確的是( ) A.B的方向就是小磁針靜止時(shí)S極所指的方向 B.B的方向與小磁針在任何情況下N極受力方向一致 C.B的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向 D.B的方向就是該處磁場(chǎng)的方向,,解析:磁場(chǎng)的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,規(guī)定為小磁針靜止時(shí)N極所指方向或小磁針N極受力方向,它與通電導(dǎo)線所受力的方向不同.,BD,4.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法正確的是( ) A.磁感應(yīng)強(qiáng)度只是描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱的物理量 B.通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 D.放置在磁場(chǎng)中1 m的導(dǎo)線,通過1 A的電流,受到的磁場(chǎng)力為1 N時(shí),該處磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1 T,,解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其大小用來描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,其方向用來描述磁場(chǎng)的方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力大小,除與I,L,B大小有關(guān)外,還與放置方向有關(guān),I∥B時(shí),即使B≠0,但F=0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;選項(xiàng)D中只有滿足I⊥B時(shí)才成立,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,C,課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)探究,要點(diǎn)一,對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解,答案:(1)由于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力大小與放置情況有關(guān),定義磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)要求通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直;磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)的物理量,它是由磁場(chǎng)本身決定,而與是否放入或如何放置通電導(dǎo)線無關(guān). (2)不是,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向定義為小磁針靜止時(shí)N極所指的方向.,(教師備用) 【要點(diǎn)歸納】 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,既有大小,又有方向,合成遵循平行四邊形定則. 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與磁場(chǎng)的方向一致,由磁場(chǎng)決定,與導(dǎo)線的受力方向無關(guān),與放入其中的通電導(dǎo)線的電流的方向無關(guān).,【例1】 (多選)有一段直導(dǎo)線長為1 cm,通有5 A的電流,把它置于磁場(chǎng)中的某點(diǎn)時(shí),受到的磁場(chǎng)力為0.1 N,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值可能為( ) A.1 T B.0.5 T C.2 T D.2.5 T,,?思路探究?(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的決定因素是什么? 答案:只取決于磁場(chǎng)本身的性質(zhì),與F,I,L無關(guān). 答案:要求直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直.,CD,規(guī)律方法 對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解,,(教師備用) 變式:若例1中的通電導(dǎo)線在空間某處除受重力、懸線拉力外還受其他力作用,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零嗎? 答案:不一定.若存在磁場(chǎng),導(dǎo)線沿磁場(chǎng)方向放置,則磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線無磁場(chǎng)力作用,但該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零.,,例1-1:關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B,下列說法中正確的是( ) A.磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小,跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān) B.磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向,跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場(chǎng)力方向一致 C.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí),該點(diǎn)B值大小為零 D.在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,,解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)本身決定的,與試探電流元的情況無關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電流元所受磁場(chǎng)力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)磁場(chǎng)與電流平行時(shí),安培力等于零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,選項(xiàng)D正確.,D,C,,要點(diǎn)二,電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比較,【問題導(dǎo)引】 電場(chǎng)中某一確定的位置放一個(gè)檢驗(yàn)電荷,磁場(chǎng)中某一確定的位置放一段通電導(dǎo)線,電荷受到的靜電力和導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力是唯一確定的嗎?,答案:電荷受到的靜電力是唯一確定的,但導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力還與它放置的方向有關(guān).,【要點(diǎn)歸納】,【例2】 (多選)關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的下列說法中正確的是( ) A.電荷在電場(chǎng)中某處不受靜電力的作用,則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力的作用,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C.把一個(gè)試探電荷放在電場(chǎng)中的某點(diǎn),它受到的靜電力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱 D.把一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某處,它所受的磁場(chǎng)力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,,?思路探究?電荷在電場(chǎng)中是否一定受靜電力的作用?通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中是否一定受磁場(chǎng)力的作用? 答案:電荷在電場(chǎng)中一定受靜電力的作用,而通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不一定受磁場(chǎng)力的作用,當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)就不受磁場(chǎng)力的作用.,AC,,解析:電荷在電場(chǎng)中一定受靜電力的作用,若電荷在電場(chǎng)中某處不受靜電力的作用,則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零,選項(xiàng)A正確;當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)就不受磁場(chǎng)力的作用,此時(shí)該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤; 通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力與電荷受靜電力不同,磁場(chǎng)力的大小與通電導(dǎo)線放置的方向有關(guān),只有當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)放置時(shí),通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值才表示該處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.,誤區(qū)警示 檢驗(yàn)電荷(或電流)與“場(chǎng)”的關(guān)系 (1)靜電力為零,該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零;磁場(chǎng)力為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零. (2)放在某處的正電荷所受靜電力的方向與該處電場(chǎng)方向相同;放在某處的通電導(dǎo)線的受力方向與該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同.,,(教師備用) 例2-1:(多選)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較下列說法正確的是( ) A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E都是矢量 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E都是由場(chǎng)本身決定的 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向是檢驗(yàn)電流和檢驗(yàn)電荷在場(chǎng)中受力的方向 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E都是用比值來定義的,,解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場(chǎng)強(qiáng)度E都是描述“場(chǎng)”的特性的物理量,都是矢量,大小、方向由場(chǎng)本身決定,與“檢驗(yàn)電流”“檢驗(yàn)電荷”的受力方向無關(guān),它們都是通過比值法來定義.故選項(xiàng)A,B,D正確.,ABD,針對(duì)訓(xùn)練2:(多選)某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)晨臻g有無電場(chǎng)或者磁場(chǎng)存在,想到的以下方法中可行的是 ( ) A.在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷,如果電荷受到靜電力作用說明此空間存在電場(chǎng) B.在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷,如果電荷沒有受到靜電力作用說明此空間不存在電場(chǎng) C.在該空間內(nèi)引入“檢驗(yàn)電流”,如果通電導(dǎo)線受到磁場(chǎng)力作用說明此空間存在磁場(chǎng) D.在該空間內(nèi)引入“檢驗(yàn)電流”,如果通電導(dǎo)線沒有受到磁場(chǎng)力作用說明此空間不存在磁場(chǎng),,解析:如果把電荷引入電場(chǎng)中,一定會(huì)受到靜電力作用,如果電荷沒有受到靜電力作用,一定是沒有電場(chǎng),選項(xiàng)A,B對(duì),把通電導(dǎo)線引入磁場(chǎng)中時(shí),只要電流方向不與磁場(chǎng)方向平行,就會(huì)受到磁場(chǎng)力作用,但是不受磁場(chǎng)力的原因有兩個(gè),一是沒有磁場(chǎng),二是雖有磁場(chǎng),但是電流方向與磁場(chǎng)方向平行,選項(xiàng)C對(duì),D錯(cuò).,ABC,,(教師參考) 【教材探究】 通過教材P84圖3.2-1的裝置,探究得出“通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積成正比”,由此為何就可以定義描述磁場(chǎng)的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度?,達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 隨堂演練檢測(cè)效果,,A,,A,3.(多選)將長度為L的一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列圖像能正確反映各物理量間關(guān)系的是( ),,BC,4.在磁場(chǎng)中某一點(diǎn),已經(jīng)測(cè)出一段0.5 cm長的導(dǎo)線中通入0.01 A電流時(shí),受到的安培力為5.010-6 N,則下列說法正確的是( ) A.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定是0.1 T B.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定不大于0.1 T C.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定不小于0.1 T D.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即為導(dǎo)線所受安培力的方向,,C,(教師參考) 課堂小結(jié),謝謝觀賞！,