卓越個性化教案磁場安培力

學(xué)生姓名年級授課時間教師姓名課時課題磁場、安培力教學(xué)目標(biāo)1、了解磁場的基本性質(zhì)（磁體間的作用、磁場對電流的作用）2、了解磁場是一種物質(zhì)，用磁感線描述磁場的特征3、安培力方向的判斷，大小的計算重點(diǎn)1、安培力方向的判斷，大小的計算等難點(diǎn)1、通電導(dǎo)體在磁場中的幾種情況，當(dāng)導(dǎo)體與磁場不垂直時，等效長度的計算。作業(yè)附后【知識點(diǎn)1】磁場1、基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁極、電流有力的作用。磁極間、電流間的作用通過磁場產(chǎn)生，磁場是客觀存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。電流的磁場：通電導(dǎo)線周圍存在磁場。2、方向：放入其中小磁針N極的受力方向（靜止時N極的指向）放入其中小磁針S極的受力的反方向（靜止時S極的反指向）3、磁感線：形象描述磁場強(qiáng)弱和方向的假想的曲線。磁體外部：N極到S極；磁體內(nèi)部：S極到N極。磁感線上某點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向；磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱。4、安培定則：（右手四指為環(huán)繞方向，大拇指為單獨(dú)走向）導(dǎo)體的種類圖示磁場形狀判斷方法通電直導(dǎo)線以導(dǎo)線為中心的各簇互相平行的同心圓。右手握住導(dǎo)線，大拇指指向與電流方向一致，四指繞向?yàn)榇鸥芯€的方向。矩形、環(huán)形電流各簇圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，中心軸上，磁感垂直環(huán)形平面。右手繞向與環(huán)形電流方向一致，大拇指方向?yàn)榄h(huán)形電流內(nèi)部的磁場方向。通電螺線管外部類似于條形磁體的磁場，內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場。右手握住螺線管，四指繞向與電流繞向一致，大拇指指向?yàn)榇艌龅腘極。【典型例題】1、下列關(guān)于磁場的說法中，正確的是（）A、只有磁鐵周圍才存在磁場B、磁場是假想的，不是客觀存在的C、磁場只有在磁極與磁極、磁極和電流發(fā)生作用時才產(chǎn)生D、磁極與磁極，磁極與電流、電流與電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用2、關(guān)于磁感線的一些說法，不正確的是（）A、磁感線上各點(diǎn)的切線方向，就是該點(diǎn)的磁場方向B、磁場中兩條磁感線一定不相交C、磁感線分布較密的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)D、通電螺線管的磁感線從北極出來，終止于南極，是一條不閉合的曲線3、如圖所示，在水平放置的光滑絕緣桿ab上，掛有兩個相同的金屬環(huán)M和N，當(dāng)兩環(huán)均通以圖示的相同方向的電流時，分析下列說法中，哪種說法正確（）A、兩環(huán)靜止不動B、兩環(huán)互相靠近C、兩環(huán)互相遠(yuǎn)離D、兩環(huán)同時向左運(yùn)動【知識點(diǎn)2】地磁場、磁性材料地磁場1、地磁兩極：地球?yàn)橐淮蟠朋w，其南部為N極、北部為S極，地理南極是地磁場的北極（N極），地理北極是地磁場的南極（S極），如圖所示：2、地磁場：地球本身是一個巨大的磁體，它的周圍存在著磁場，叫做地磁場，在地球兩極附近地磁場最強(qiáng)。在地表，小磁針的北極指向地理南極，這就是我們通常所說的指南針，磁針指南北，就是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔谩?、磁偏角：磁場的南北極與地理的南北極不重合，我們把地軸與磁軸之間的夾角稱為磁偏角。（如圖所示），世界上最早準(zhǔn)確記述磁偏角的是我國宋代學(xué)者沈括。磁性材料1、根據(jù)物質(zhì)在外磁場中表現(xiàn)出的特性，物質(zhì)可分為三類：順磁性物質(zhì)、抗磁性物質(zhì)和鐵磁性物質(zhì)，順磁性物質(zhì)和抗磁性物質(zhì)稱為弱磁性物質(zhì)，鐵磁性物質(zhì)稱為強(qiáng)磁性物質(zhì)。順磁性物質(zhì)：一種非鐵磁性物質(zhì)（如鉑、鋁、氧），把它們移近磁場時，可依磁場方向發(fā)生磁化，但很微弱。要用精密儀器才能測出?？勾判晕镔|(zhì)：非鐵磁性物質(zhì)，如金、銀、銅、鉛、二氧化碳、水等。它們移進(jìn)磁場，就會發(fā)生反向磁化，與磁鐵不是相互吸引，而是互相排斥。其磁化強(qiáng)度與順磁性物質(zhì)相似或稍弱。完全抗磁性：完全抗磁性是指磁場中的金屬處于超導(dǎo)狀態(tài)時，體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象是荷蘭科學(xué)家邁斯納發(fā)現(xiàn)的，因此又稱為邁斯納效應(yīng)。2、磁性材料是指強(qiáng)（鐵）磁性物質(zhì)，磁性材料按磁化后去磁的難易可分為兩類：軟磁性材料：容易去磁的物質(zhì)，如軟鐵、硅鋼、鎳鐵合金和錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體等。適用于需要反復(fù)磁化的場合，可以用來制造電磁鐵、半導(dǎo)體收音機(jī)的天線磁棒，錄音機(jī)的磁頭，電子計算機(jī)中的記憶元件，以及變壓器、交流發(fā)電機(jī)、電磁鐵和各種高頻元件的鐵芯等。硬磁性材料：不易去磁的物質(zhì)，如碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷合金和鋇鐵氧體、鍶鐵氧體等。適合制成永久磁鐵，應(yīng)用在磁電式儀表、揚(yáng)聲器、話筒、永磁電機(jī)等電器設(shè)備中?！镜湫屠}】1、關(guān)于地磁場，下列敘述正確的是（）A、地球的地磁兩極和地理兩極重合B、我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的北極C、地磁的北極與地理的南極重合D、地磁的北極在地理南極附近2、電磁鐵用軟鐵做鐵芯，這是因?yàn)檐涜F（）A、能保持磁性B、可能被其他磁體吸引C、去磁迅速D、能導(dǎo)電3、實(shí)驗(yàn)表明：磁體能吸引一元硬幣，對這種現(xiàn)象解釋正確的是（）A、硬幣一定是鐵做的，因?yàn)榇盆F能吸引鐵B、硬幣一定是鋁做的，因?yàn)榇盆F能吸引鋁C、磁體的磁性越強(qiáng)，能吸引的物質(zhì)種類越多D、硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引【知識點(diǎn)3】安培力1、定義：磁場對電流的作用力。2、計算公式：F＝ILBsinθ＝I⊥LB式中：θ是I與B的夾角。電流與磁場平行時，電流在磁場中不受安培力；電流與磁場垂直時，電流在磁場中受安培力最大：F＝ILB0≤F≤ILB3、安培力的方向：左手定則——左手掌放入磁場中，磁感線穿過掌心，四指指向電流方向，大拇指指向?yàn)橥妼?dǎo)線所受安培力的方向?！镜湫屠}】1、如圖（下左）所示，一根有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點(diǎn)，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可（）A、適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B、使磁場反向C、適當(dāng)增大電流強(qiáng)度D、使電流反向NSNS2、一束粒子沿水平方向飛過小磁針的下方，如圖（上右）所示，此時小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這一束粒子不可能的是（）A、向右飛行的正離子束B、向左飛行的負(fù)離子束C、向右飛行的電子束D、向左飛行的電子束3、把長L＝0.15m的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場中，使導(dǎo)體棒和磁場方向垂直，如圖所示。若導(dǎo)體棒中的電流I＝2.0A，方向向左，則導(dǎo)體棒受到的安培力大小F＝_____________N，安培力的方向?yàn)樨Q直向_____________。（選填“上”或“下”）【知識點(diǎn)4】磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、定義：放入磁場中的電流元與磁場垂直時，所受安培力F跟電流元IL的比值。2、公式：磁感應(yīng)強(qiáng)度B是磁場的一種特性，與F、I、L等無關(guān)。注：勻強(qiáng)磁場中，B與I垂直時，L為導(dǎo)線的長度；非勻強(qiáng)磁場中，B與I垂直時，L為短導(dǎo)線長度。3、國際單位：特斯拉（T）。4、磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，方向即磁場方向。磁感線方向?yàn)锽方向，疏密表示B的強(qiáng)弱。5、勻強(qiáng)磁場：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向處處相同的磁場。磁感線是分布均勻的平行直線。例如：靠近的兩個異名磁極之間的部分磁場；通電螺線管內(nèi)的磁場。電場強(qiáng)度E磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同點(diǎn)都是客觀存在的描述場的特殊物理量，都是矢量，疊加時遵循“平行四邊形”法則。不同點(diǎn)電場強(qiáng)度E磁感應(yīng)強(qiáng)度B引入用試探電荷q用試探電流元IL定義E＝F/q，E與F、q無關(guān)B＝F/IL，B與F、I、L無關(guān)。單位N/C或V/mT形象描述電場線磁感線兩線切線方向?yàn)閳龇较颍杳鼙硎緢龅膹?qiáng)弱。不封閉曲線，從“+Q”指向“—Q”封閉曲線，外部從N指向S，內(nèi)部從S指向N場力F電場力F=qE由電荷作用判斷方向安培力F=I⊥LB左手定則判斷方向勻強(qiáng)場E一定B一定兩線均為分布均勻的平行直線【典型例題】1、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，以下說法中正確的有（）A、電流元IL在磁場中受力為F，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于eq\f(F,IL)B、電流元IL在磁場中受力為F，則磁感應(yīng)強(qiáng)度可能大于或等于eq\f(F,IL)C、磁場中電流元受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D、磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，與電流元在此點(diǎn)的受力方向相同2、關(guān)于磁感線的描述，正確的是（）A、磁鐵的磁感線從N極出發(fā)，終止于S極B、利用磁感線疏密程度可定性地描述磁場中兩點(diǎn)相對強(qiáng)弱C、磁鐵周圍小鐵屑有規(guī)則的排列，正是磁感線真實(shí)存在的證明D、不管有幾個磁體放在某一空間，在空間任一點(diǎn)絕無兩根（或多根）磁感線相交3、由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/IL可知（）A、若某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則通電導(dǎo)線放在該處所受安培力一定為零B、通電導(dǎo)線放在磁場中某處不受安培力的作用時，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C、同一條通電導(dǎo)線放在磁場中某處所受的磁場力是一定的D、磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)是否放通電導(dǎo)線無關(guān)【課堂練習(xí)】1、、在赤道上空，水平放置一根通以由西向東的電流的直導(dǎo)線，則此導(dǎo)線（）A、受到豎直向上的安培力B、受到豎直向下的安培力C、受到由南向北的安培力D、受到由西向東的安培力2、兩條長直導(dǎo)線AB和CD相互垂直，相隔一很小距離，通以如圖所示方向的相同電流，其中AB固定，CD可以其中心為軸自由轉(zhuǎn)動并且平動，則CD的運(yùn)動情況應(yīng)是（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線ABB.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線ABC.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線ABD.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線AB3、在圖中，PQ，MN為光滑金屬導(dǎo)軌，ab為金屬棒，與電源組成閉合電路，該裝置在豎直平面內(nèi)。為使ab靜止，可將該裝置放在勻強(qiáng)磁場中，其磁場方向應(yīng)是（）A.豎直向上 B.豎直向下 C.水平向紙外 D.水平向紙內(nèi)4、如圖（下左）所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則（）A、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B、磁鐵對桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用C、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用D、磁鐵對桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用5、如圖（上右）所示，兩根長通電導(dǎo)線M、N中通有同方向等大小的電流，一閉合線框abcd位于兩平行通電導(dǎo)線所在平面上，并可自由運(yùn)動，線框兩側(cè)與導(dǎo)線平行且等距，當(dāng)線框中通有圖示方向電流時，該線框?qū)ⅲǎ〢、ab邊向里，cd邊向外轉(zhuǎn)動B、ab邊向外，cd邊向里轉(zhuǎn)動C、線框向左平動，靠近導(dǎo)線MD、線框向右平動，靠近導(dǎo)線N6、如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，放置一根長為L，質(zhì)量為m，通過電流為I的導(dǎo)線，若使導(dǎo)線靜止，應(yīng)該在斜面上施加勻強(qiáng)磁場B的大小和方向?yàn)椋ǎ│力羗A、B=mgsinα/IL，方向垂直斜面向下B、B=mgsinα/IL，方向垂直水平面向上C、B=mgtanα/IL，方向豎直向下D、B=mgsinα/IL，方向水平向右7、在勻強(qiáng)磁場的同一位置，先后放入長度相等的兩根直導(dǎo)線a和b，a、b導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直，但兩導(dǎo)線中的電流大小不同，如圖表示導(dǎo)線所受安培力F與通電電流I的關(guān)系，a、b各自有一組F、I的數(shù)值，在圖象中各描一個點(diǎn)，其中正確的是（）A、B、C、D、9、質(zhì)量為m的通電細(xì)桿放在傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，有電流通過桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上，在如圖3所示的A、B、C、D四個圖中，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是（）A、B、C、D、10、如圖（下左）所示，真空中兩點(diǎn)電荷＋q和－q以共同的角速度繞軸OO′勻速運(yùn)動，P點(diǎn)距＋q近，則P點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)椋ǎ〢、沿O′O向上B、沿OO′向下C、從＋q指向－qD、磁感應(yīng)強(qiáng)度為011、在等邊三角形的三個頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所（上右）示，過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向（）A、與ab邊平行，豎直向上B、與ab邊平行，豎直向下C、與ab邊垂直，指向左邊D、與ab邊垂直，指向右邊12、如圖（右）所示，一弓形線圈通以逆時針電流，在其圓弧的圓心處，垂直于紙面放一直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線通有指向紙內(nèi)的電流時，線圈將（）A、a端向紙內(nèi)、b端向紙外轉(zhuǎn)動，且靠近導(dǎo)線B、a端向紙內(nèi)、b端向紙外轉(zhuǎn)動，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線C、b端向紙內(nèi)、a端向紙外轉(zhuǎn)動，且靠近導(dǎo)線D、b端向紙內(nèi)、a端向紙外轉(zhuǎn)動，且遠(yuǎn)離導(dǎo)線13、如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩導(dǎo)軌間存在著豎直磁場，取垂直于紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t＝0時導(dǎo)線速度為零，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說法正確的是（）A、在最初的一個周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上做往復(fù)運(yùn)動B、在最初的一個周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動C、在最初的半個周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先增大后減小D、在最初的半個周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小14、如圖所示，將長為50cm、質(zhì)量為10g的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的彈簧懸掛成水平狀態(tài)，位于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬棒中通以0.4A電流時，彈簧恰好不伸長，求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？（2）當(dāng)金屬棒中通過大小為0.2A，方向由a到b的電流時，彈簧伸長1cm，如果電流方向由b到a，而電流大小不變，彈簧伸長又是多少？15、如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，并處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，一根質(zhì)量為0.9kg，有效長度為0.5m的金屬棒放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運(yùn)動；當(dāng)金屬棒中的電流增加到8A時金屬棒能獲得2m/s2的加速度，則磁場的磁感強(qiáng)度是多大？【課后作業(yè)】1、在赤道上，地磁場可以看作是沿南北方向并且與地面平行的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度是5×10－5T.如果赤道上有一條沿東西方向的直導(dǎo)線，長40m，載有20A的電流，地磁場對這根導(dǎo)線的作用力大小是（）A、4×10－8NB、2.5×10－5NC、9×10－4ND、4×10－2N2、指南針靜止時，其N極指向如圖中虛線所示。若在其上方放置水平方向的導(dǎo)線，并通以直流電，則指南針轉(zhuǎn)向圖中實(shí)線位置。據(jù)此可知（）西西南Ｓ北Ｎ東A、導(dǎo)線南北放置，通有向北的電流B、導(dǎo)線南北放置，通有向南的電流C、導(dǎo)線東西放置，通有向西的電流D、導(dǎo)線東西放置，通有向東的電流3、關(guān)于磁感強(qiáng)度B，下列說法中正確的是（）A、磁場中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)B、磁場中某點(diǎn)B的方向，跟該點(diǎn)處試探電流元所受磁場力方向一致C、在磁場中某點(diǎn)試探電流元不受磁場力作用時，該點(diǎn)B值大小為零D、在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大圖3-104、如圖3-10所示，兩個同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛，相隔一小段距離。當(dāng)同時給兩個線圈同方向電流時，兩導(dǎo)線將（）圖3-10A．吸引B．排斥C．保持靜止D．邊吸引邊轉(zhuǎn)動5、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位T，下列表達(dá)式中不正確的足( ).A．1T=1Wb／m2 B．1T=1Wb·m2C．1T=1N·s/C·m D．1T=1N/A·mAB圖3-86、如圖AB圖3-8A．磁通量變大B．磁通量變小C.磁通量不變D．條件不足，無法判斷7、如圖所示，把輕質(zhì)線圈用細(xì)線掛在一個固定的磁鐵的N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈的平面。當(dāng)線圈內(nèi)通電時，下列結(jié)論中正確的是（）A、電流方向如圖中所示時，線圈將向左偏移B、電流方向如圖中所示時，線圈將向右偏移C、電流方向與圖中相反時，線圈將向左偏移D、電流方向與圖中相反時，線圈