魯科版選修31 磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量 第一課時 教案.doc

5.3磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量教案教材分析 本節(jié)主要介紹磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量以及利用安培定則來測定磁感應(yīng)強(qiáng)度的基本知識。是今后更深入學(xué)習(xí)磁知識的基礎(chǔ)。學(xué)情分析 知識上：學(xué)生已經(jīng)通過前兩課的學(xué)習(xí)對磁場的基本概念、磁場的方向和安培力大小方向判斷有了一定掌握；在學(xué)習(xí)磁場的磁感線時對磁場強(qiáng)度和磁場方向也有一些了解，但是只是停留在現(xiàn)象和表面，并不能定量來比較磁感應(yīng)強(qiáng)度。 能力上：在靜電場的學(xué)習(xí)中建立了“電場強(qiáng)度”的基本觀念，對于比值定義的研究方法也積累了一定的經(jīng)驗。這些因素都為利用類比展開教學(xué)提供了條件。教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能： 認(rèn)識磁感應(yīng)強(qiáng)度，知道其物理意義，掌握勻強(qiáng)磁場，會求勻強(qiáng)磁場中與磁場有夾角的通電直導(dǎo)線所受的安培力。知道磁通量的概念，會求與磁場有夾角的平面的磁通量，了解磁通密度和磁通變化量。（二）過程與方法： 以靜電場的電場強(qiáng)度為基礎(chǔ)，類比出磁場強(qiáng)度。緊接著學(xué)習(xí)勻強(qiáng)磁場。利用前面學(xué)習(xí)的磁感線的特點學(xué)習(xí)磁感線疏密程度與磁感應(yīng)強(qiáng)度聯(lián)系磁通量，繼而定量測量磁感應(yīng)強(qiáng)度來培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。（三）情感態(tài)度與價值觀： 了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響，關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展；激發(fā)愛國主義情懷。促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。教學(xué)重點 磁感應(yīng)強(qiáng)度、勻強(qiáng)磁場中通電導(dǎo)線安培力求法、磁感線與平面不垂直時的磁通量、磁通量的變化量。教學(xué)難點 勻強(qiáng)磁場中通電導(dǎo)線安培力求法、磁通量的變化量。教法學(xué)法教法：通過類比導(dǎo)入，利用問題驅(qū)動法，結(jié)合數(shù)據(jù)、講解、討論、啟發(fā)等教學(xué)方法。學(xué)法：通過靜電場中電場強(qiáng)度的類比學(xué)習(xí)磁場強(qiáng)度逐步引導(dǎo)學(xué)習(xí).教學(xué)準(zhǔn)備教具：學(xué)具：教學(xué)過程、引入新課同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了安培力b是一個比例系數(shù)，b是描述磁場強(qiáng)弱的物理量，這個物理量是怎么定義的呢？這節(jié)課讓我們一起來學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量?！景鍟?：演示一，磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁場（標(biāo)題）】請問:請同學(xué)們想一下我們是如何來定義電場強(qiáng)弱的？我們從試探電荷這個偵察兵受力的角度引入了描述電場強(qiáng)弱的物理量電場強(qiáng)度，并且規(guī)定正電荷在電場中一點所受力的方向就是該點的電場方向，也就是該點電場強(qiáng)度的方向。我們在電場中引入了試探電荷來定義某點的電場強(qiáng)度，那么在磁場中能否引出試探磁體或試探電流來定義該點磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度呢？二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小思考與討論1：利用磁體在磁場中的受力來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以嗎？不可以，為什么？因為磁極不能單獨存在。在n極與s極都會受力。在磁場中除了磁極外還有什么可以受磁場力？生：通電導(dǎo)線這也就是說，我們現(xiàn)在只能利用通電導(dǎo)線在磁場中的受力來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小了。思考與討論2：我們應(yīng)該找怎么樣的通電導(dǎo)線，如何放在磁場中來研究它的受力呢？在物理學(xué)中，把很短的一段通電導(dǎo)線中的電流i和導(dǎo)線長度l的乘積il叫做電流元。【板書：電流元】我們就是通過電流元在磁場中的受力來研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的。前人通過大量的實驗確實發(fā)現(xiàn)與定義電場強(qiáng)度一樣在磁場中某一點磁感應(yīng)強(qiáng)度為：垂直放入磁場中某點的通電導(dǎo)線所受安培力與電流和導(dǎo)線長度乘積的比值。即，【板書：1定義，公式】它的單位是特斯拉，簡稱特，符號是t，那么有磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式我們可以推倒出1t=1n/(am)【板書：單位：特斯拉，符號：t，1t=1n/(am)】b是一個比值定義的物理量，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線所受的安培力、導(dǎo)線的長度、通過導(dǎo)線中的電流有關(guān)嗎？ 無關(guān)。對，它只與磁場自身性質(zhì)有關(guān)，而且與該點是否放入電流也無關(guān)?！景鍟罕戎刀x，左右無關(guān)，b只與自身性質(zhì)有關(guān)】那么它有什么物理意義呢？【板書：2.物理意義】生：它是用來描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是如何定義的？（1）（2）（3）師：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，就滿足矢量合成定則，那么在某點上有多個磁場作用那么應(yīng)該怎么求出該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向呢？【板書：3.矢量性(寫最開始方向前面)】生：矢量合成法則。如果題中讓我們求磁感應(yīng)強(qiáng)度，我們應(yīng)該求出大小，還應(yīng)該求出它的方向。師：在磁場的某個區(qū)域內(nèi)，如果各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向都相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場?！景鍟?.勻強(qiáng)磁場，定義】勻強(qiáng)磁場有它自己獨特的特點：磁感線是一組平行而且等距的直線。通電螺線管內(nèi)部的磁場可近似看成勻強(qiáng)磁場?！景鍟簞驈?qiáng)磁場的特點】放在磁場中通電導(dǎo)線的安培力上一堂可我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩中特殊情況：1.磁場方向與導(dǎo)線平行時，安培力為零2.磁場方向與導(dǎo)線垂直時，安培力為如果通電導(dǎo)線與磁場方向成一個夾角安培力怎么計算呢？如圖所示ppt，可把磁感應(yīng)強(qiáng)度b分解為垂直導(dǎo)線方向和平行導(dǎo)線方向的兩個分量,對通電導(dǎo)線沒有作用力，而這時通電導(dǎo)線所受安培力大小的計算公式為：那么更一般的表達(dá)式應(yīng)該是其中為磁場方向與平面的夾角通電導(dǎo)線和磁場方向平行時，或，安培力為零。通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，此時夾角為這時安培力最大為【板書：6安培力】例題：下列說法中錯誤的是（ ）a磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流i、長為l的一小段導(dǎo)線放在該處時所受磁場力f與i、l的乘積的比值b一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場c一小段通電導(dǎo)線放在磁場中a處時受磁場力比放在b處大，則a處磁感應(yīng)強(qiáng)度比b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大d因為b =f/il，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)線il乘積成反比二、磁通量 過渡：我們知道磁感線密集的地方磁場強(qiáng)，磁感線稀疏的地方磁場弱。這說明了磁感線的的疏密程度與磁感應(yīng)強(qiáng)度有聯(lián)系，那么他們之間可能有什么定量關(guān)系呢？為此我們引入磁通量【板書：二、磁通量】1.定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為s，我們把b與s的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，用字母表示。也就是公式：.【板書：1.定義，公式：.】2.注意它的適用條件是：勻強(qiáng)磁場且平面是與勻強(qiáng)磁場方向垂直的?！景鍟?.適用條件：勻強(qiáng)磁場，】3.如圖所示 ppt的勻強(qiáng)磁場中，面積為s的平面的垂線與磁場方向有一個夾角時，磁通量怎么計算呢？ 平面面積是平面面積s在垂直磁場方向的投影，顯然穿過s和的磁感線條數(shù)完全相同。因此我們可以算出此時穿過平面s的磁通量【板書：3.s的垂線與b有夾角時4.它的國際制單位為韋伯，簡稱韋，符號wb.【板書：4.位韋伯，簡稱韋，符號wb.】5.磁通量的方向：磁通量是標(biāo)量，但有方向【板書：5.標(biāo)量，有方向】用正負(fù)表示，當(dāng)磁感線從某一面上傳入時，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時即為負(fù)值。舉例：一平面磁感線先從正面穿，再從反面穿磁通量的變化量6.那么磁通量與磁感線有什么關(guān)系呢？ 磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于垂直穿過1的面積上磁感線的根數(shù)，那么就是穿過該平面上磁感線的根數(shù)，比較磁通量，也就可以比較它的根數(shù)。【板書：6.磁通量與磁感線的關(guān)系】7.如果同時有磁感線沿相反方向穿過同一平面，那么穿過此平面的磁通量應(yīng)該是找到穿過它的凈磁通。如果穿過此平面的磁感線又穿出了，那么此平面的凈磁通量為零，如果正向磁通量為，反向磁通量為，則穿過該平面的磁通量?！景鍟?.凈磁通量，】8.磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)?！景鍟?8.與匝數(shù)無關(guān)】9.通過可以發(fā)現(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度也就是單位面積通過的磁通，我們把它稱為磁通密度，它其實就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。單位。【板書：9.磁通密度】snbab.a.例題：如圖所示，兩同心圓環(huán)a和b處在同一平面內(nèi)，b的半徑小于a的半徑，一條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量和的大小關(guān)系是（ ）c.下面我們來看怎么測量磁感應(yīng)強(qiáng)度呢？三、測量磁感應(yīng)強(qiáng)度1.原理：利用通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,.2.測量步驟：課本流程。表示的是線框的重力的大小表示線框的重力與所受安培力的合力大小主視圖：電流指向讀者則受安培力豎直向下安培力大小為 電流背離讀者則受安培力豎直向上安培力大小為安培力的大小為匝數(shù)為n則磁場中的邊長為nl，那么可以求出如果換成精密天平，開始時使天平平衡。在天平另一端上加砝碼使再次