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2019-2020年新課標魯科版3-1 選修三5.3《磁感應強度 磁通量》 WORD教案4 教學目的：理解磁感應強度的概念. 記住磁感應強度的單位，知道磁場的特點，知道磁通量記住磁通量的單位。通過實驗現(xiàn)象的分析,掌握新概念,培養(yǎng)學生觀察.思考. 歸納的邏輯思維能力.使學生學會類比法.用比值定義物理量的方法等常見的物理方法. 重點難點：磁感應強度的概念的理解，磁通量與磁感應強度的關(guān)系 教　　具：大的蹄形磁鐵、線圈、鐵架臺、導線、電鍵、穩(wěn)壓電源等。 教學過程: 問題提出 在前兩節(jié),我們通過實驗觀察,提出假設,運用類比方法,明確了磁場的起源;規(guī)定了磁場方向;引入磁感應線,形象地描述了磁場;掌握了運用安培定則確定直線電流.環(huán)型電流及通電螺線管的磁場方向等知識.磁場和電場一樣都是物質(zhì).我們在電場一章中研究了電場的最基本的特性及描述這一基本特性的物理量.這一節(jié)我們將按照研究電場特性類似的思路來研究磁場的特性.為此,請同學們先回答兩個問題. 問1:電場和磁場的最基本的屬性是什么？ 電場與磁場的比較： 電 場 磁 場 1．描述場特性的物理量 電場強度E 磁感應強度B 2．定 義 E＝ B＝ 3．物理量的性質(zhì) 矢量 矢量 4．方向 正檢驗電荷所受電場力的方向 小磁針N極所指的方向或用通電導線來判斷 5．檢驗存在的方法 放入檢驗電荷 放入小磁針或通電導線 一、 磁感應強度 【問一：一段電阻絲拿出來，該電阻絲電阻大小客觀存在沒有？ 追問1：如何讓它的屬性反映出來？ 追問2：若電壓U在不斷變化，觀察到電流I的也隨之變化，電阻的大小變化嗎？ 總結(jié)：電阻的大小是導體的屬性，與電壓U、電流I無關(guān)，用U／I這個不變值可量電阻大小，即R＝U／I。 問二：如圖所示，一個電量為Q的點電荷存在，空間A點的場強大小客觀存在沒有？ 追問1：如何讓它的屬性反映出來？ 追問2：q不斷變化，同時觀察到庫侖力F也隨之變化，A點的場強大小變化？總結(jié)：A點場強大小是＋Q的屬性，與電量q、庫侖力F無關(guān)，用F／q這個不變的值可量度A點場強大小，即E＝F／q。 問三：圖中A點的方向客觀存在沒有？ 追問3：如何讓它的屬性反映出來？ 總結(jié)：A點場強方向客觀存在，且只有一個方向，＋q受力方向始終不變，可以確定＋q的受力方向為該點場強的方向。 問四：如圖所示，一個通電螺線管存在，空間A點磁場方向客觀存在沒有？ 追問1：如何讓它的屬性反映出來？ 總結(jié)：A點磁場方向客觀存在，且只有一個方向。不同的小磁針放在A點北極受力方向始終一致，可以確定小磁針北極的指向為該點磁場方向。 問五：如圖所示A點場強的大小客觀存在沒有？ 追問1：能不能通過在A點換不同小磁針來量度該點磁感應強度？ 追問2：還有其它方法能使A點磁場屬性反映出來嗎？ 追問3：通電導線在磁場中一定受力嗎？ 實驗演示1：通電導線的通電方向與A點磁場方向一致，通電導線不受力 實驗演示2：通電導線的通電方向與A點磁場方向成一定角，通電導線受力小 實驗演示3：通電導線的通電方向與A點磁場方向垂直，通電導線受力最大】 根據(jù)通電導線在磁場中受到的磁場力，如何用類比的方法來定義磁感應強度呢？ 1．實驗證明：磁場的強弱與哪些因素有關(guān)？有什么樣的關(guān)系？如何用這些物理量來定義磁感應強度？ 用通電導線放入磁場中研究其受力情況： 當通電導線通入的電流I越大時，導線受到的磁場力也越大 當通電導線的長度L越長時，導線受到的磁場力也越大 當改變導線方向與磁場方向的夾角改變時，導線的磁場力也改變 大量實驗進一步表明：磁場力F與電流強度I和導線長度L乘積之比，對磁場中某一點來說是一恒定值，對磁場中的不同點比值不同。 此比值反映了磁場對通電導線作用的特點，反映發(fā)了磁場強弱。 2．定義式：B＝ 通電導線是否任意放置？注意點：L：很短，相當于一點 B：為該點的磁感應強度 1． 方向：該點的磁場方向，即為小磁針N極所指方向， 2． 單位：在國際單位制中B單位為T 永久磁鐵附近的磁感應強度B：0.4T－0.7T 電機、變壓器的鐵芯的磁感應強度：0.8T—1.4T 地磁場的磁感應強度：0.510T 5.問題討論： 例：磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流是2.5A，導線長度為1cm,受到的磁場力為510N，問：（1）這個位置的磁感應強度是多少？（2）如果把通電導線的電流強度增大到5A，這一點磁感應強度B和磁場力F各是多少？（3）如果讓通電導線平行磁場方向，這時B、F各是多大？ 例2：如果通電導線不受磁場力作用，該處是否一定沒有磁場呢？ 二、磁感應線與磁感應強度的關(guān)系： 磁感應線的疏密程度反映了磁場的強弱，即也就反映了磁感應強度的大小。 為了定量確定磁感應線與磁感應強度大小的關(guān)系，物理學中規(guī)定：在垂直于磁場方向面積上磁感應線的條數(shù)跟那里的磁感應強度的數(shù)值相同。但一般在畫圖中磁感應線條數(shù)可以是這個若干倍，不是由圖中通過磁感應線的條數(shù)來得出磁感應強度的數(shù)值，僅僅通過磁感應線分析比較那里磁場的強弱。 三、磁通量： 1． 定義：穿過某一面積的磁感應線的條數(shù)，叫做穿過這個面積的磁通量 2． 符號：Φ 3． 表達式： 4． 單位：韋伯，Wb 例：下列幾種情況下的磁通量的大?。? 例：如圖所示，磁感強度B垂直于線圈平面S、S(S＞S)指向紙內(nèi)，若通過線圈平面的磁通量分別為φ、φ則（） A φ＝φ B φ＞φ C φ＜φ D 無法判斷 5．注意點：磁通量的大小由穿過該面的磁感線的條數(shù)決定，與面積的大小無關(guān)。 6．在勻強磁場中磁通量的大小可以用公式Φ＝BS計算，在使用此公式時，注意： （1） 磁場必須是勻強磁場 （2） 磁感線與線圈平面須垂直，不垂直須取投影面積 （3） 磁通量與磁磁萬場力不同，計算時它與線圈的匝數(shù)無關(guān) （4） 磁通量是標量，但有方向，通常取從某一方向穿過該面積的磁通量為正值，則從相反方向穿過則為負值。 例：某一線圈的截面積為0.1㎡，匝數(shù)為100匝，垂直于磁場方向放入磁感強度為5T的勻強磁場中，則穿過此線圈的磁通量為多少？若將線圈某一邊轉(zhuǎn)動180，則磁通量的改變量為多少？ 例：試比較A、B兩線圈的磁通量的大小，已知S＞S。 四、磁通量與磁感應強度的關(guān)系： 穿過垂直于磁感應強度方向的單位面積的磁感應線的條數(shù)等于磁感應強度B，所以在勻強磁場中垂直于磁感應強度的面積S的磁通量Φ。 Φ＝BS 如果平面不垂直于磁場方向，則應把平面投影到垂直磁場的面上 即 Φ＝BScosθ 由公式可知：B＝――磁通密度，即單位面積上磁通量 磁通量變化：△Φ＝△BScosθ ＝B△Scosθ ＝BS△（cosθ） （1）磁場的變化 （2）面積的變化 （3）面積S與B方向的夾角變化 課堂練習： 布置作業(yè)：