魯科版選修31 磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量 第一課時(shí) 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(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度的基本知識(shí)。是今后更深入學(xué)習(xí)磁知識(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)情分析 知識(shí)上：學(xué)生已經(jīng)通過(guò)前兩課的學(xué)習(xí)對(duì)磁場(chǎng)的基本概念、磁場(chǎng)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(chǎng)的磁感線時(shí)對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)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(lái)比較磁感應(yīng)強(qiáng)度。 能力上：在靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中建立了“電場(chǎng)強(qiáng)度”的基本觀念，對(duì)于比值定義的研究方法也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。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(shí)與技能： 認(rèn)識(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度，知道其物理意義，掌握勻強(qiáng)磁場(chǎng)，會(huì)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)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(huì)求與磁場(chǎng)有夾角的平面的磁通量，了解磁通密度和磁通變化量。（二）過(guò)程與方法： 以靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為基礎(chǔ)，類比出磁場(chǎng)強(qiáng)度。緊接著學(xué)習(xí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。利用前面學(xué)習(xí)的磁感線的特點(diǎn)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(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀： 了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)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(guó)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(shí)驗(yàn)、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(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線安培力求法、磁感線與平面不垂直時(shí)的磁通量、磁通量的變化量。教學(xué)難點(diǎn) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)類比導(dǎo)入，利用問題驅(qū)動(dòng)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(guò)靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的類比學(xué)習(xí)磁場(chǎng)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(guò)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(gè)比例系數(shù)，b是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，這個(gè)物理量是怎么定義的呢？這節(jié)課讓我們一起來(lái)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(chǎng)（標(biāo)題）】請(qǐng)問:請(qǐng)同學(xué)們想一下我們是如何來(lái)定義電場(chǎng)強(qiáng)弱的？我們從試探電荷這個(gè)偵察兵受力的角度引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量電場(chǎng)強(qiáng)度，并且規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中一點(diǎn)所受力的方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)方向，也就是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。我們?cè)陔妶?chǎng)中引入了試探電荷來(lái)定義某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，那么在磁場(chǎng)中能否引出試探磁體或試探電流來(lái)定義該點(diǎn)磁場(chǎng)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(chǎng)中的受力來(lái)定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以嗎？不可以，為什么？因?yàn)榇艠O不能單獨(dú)存在。在n極與s極都會(huì)受力。在磁場(chǎng)中除了磁極外還有什么可以受磁場(chǎng)力？生：通電導(dǎo)線這也就是說(shuō)，我們現(xiàn)在只能利用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力來(lái)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(chǎng)中來(lái)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(zhǎng)度l的乘積il叫做電流元。【板書：電流元】我們就是通過(guò)電流元在磁場(chǎng)中的受力來(lái)研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的。前人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)確實(shí)發(fā)現(xiàn)與定義電場(chǎng)強(qiáng)度一樣在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為：垂直放入磁場(chǎng)中某點(diǎn)的通電導(dǎo)線所受安培力與電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度乘積的比值。即，【板書：1定義，公式】它的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)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：?jiǎn)挝唬禾厮估?，符?hào)：t，1t=1n/(am)】b是一個(gè)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(zhǎng)度、通過(guò)導(dǎo)線中的電流有關(guān)嗎？ 無(wú)關(guān)。對(duì)，它只與磁場(chǎng)自身性質(zhì)有關(guān)，而且與該點(diǎn)是否放入電流也無(wú)關(guān)?！景鍟罕戎刀x，左右無(wú)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(lái)描述磁場(chǎng)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(diǎn)上有多個(gè)磁場(chǎng)作用那么應(yīng)該怎么求出該點(diǎn)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(chǎng)的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)?！景鍟?.勻強(qiáng)磁場(chǎng)，定義】勻強(qiáng)磁場(chǎng)有它自己獨(dú)特的特點(diǎn)：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(chǎng)可近似看成勻強(qiáng)磁場(chǎng)?！景鍟簞驈?qiáng)磁場(chǎng)的特點(diǎn)】放在磁場(chǎng)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(chǎng)方向與導(dǎo)線平行時(shí)，安培力為零2.磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線垂直時(shí)，安培力為如果通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向成一個(gè)夾角安培力怎么計(jì)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(gè)分量,對(duì)通電導(dǎo)線沒有作用力，而這時(shí)通電導(dǎo)線所受安培力大小的計(jì)算公式為：那么更一般的表達(dá)式應(yīng)該是其中為磁場(chǎng)方向與平面的夾角通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向平行時(shí)，或，安培力為零。通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，此時(shí)夾角為這時(shí)安培力最大為【板書：6安培力】例題：下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）a磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流i、長(zhǎng)為l的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)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(chǎng)力作用，則該處一定沒有磁場(chǎng)c一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中a處時(shí)受磁場(chǎng)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?yàn)閎 =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(guò)渡：我們知道磁感線密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，磁感線稀疏的地方磁場(chǎng)弱。這說(shuō)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(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為s，我們把b與s的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)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(chǎng)且平面是與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的?！景鍟?.適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，】3.如圖所示 ppt的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，面積為s的平面的垂線與磁場(chǎng)方向有一個(gè)夾角時(shí)，磁通量怎么計(jì)算呢？ 平面面積是平面面積s在垂直磁場(chǎng)方向的投影，顯然穿過(guò)s和的磁感線條數(shù)完全相同。因此我們可以算出此時(shí)穿過(guò)平面s的磁通量【板書：3.s的垂線與b有夾角時(shí)4.它的國(guó)際制單位為韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)wb.【板書：4.位韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)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(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)即為負(fù)值。舉例：一平面磁感線先從正面穿，再?gòu)姆疵娲┐磐康淖兓?.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(guò)1的面積上磁感線的根數(shù)，那么就是穿過(guò)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(shí)有磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，那么穿過(guò)此平面的磁通量應(yīng)該是找到穿過(guò)它的凈磁通。如果穿過(guò)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(guò)該平面的磁通量?！景鍟?.凈磁通量，】8.磁通量與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)?！景鍟?8.與匝數(shù)無(wú)關(guān)】9.通過(guò)可以發(fā)現(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度也就是單位面積通過(guò)的磁通，我們把它稱為磁通密度，它其實(shí)就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。單位?！景鍟?.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(guò)兩圓環(huán)的磁通量和的大小關(guān)系是（ ）c.下面我們來(lái)看怎么測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度呢？三、測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度1.原理：利用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,.2.測(cè)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(chǎng)中的邊長(zhǎng)為nl，那么可以求出如果換成精密天平，開始時(shí)使天平平衡。在天平另一端上加砝碼使再次