第2节
磁感应强度
新课教学过程一
进行新课
1.磁感应强度的方向
【演示】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时,小磁针的N极所指的方向不同,来认识磁场具有方向性,明确磁感应强度的方向的规定。
【板书】小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向
过渡语:能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢?
2.磁感应强度的大小
【演示1】用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的,说明磁场有强弱。
【演示2】探究影响通电导线受力的因素(如图)
先介绍匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。
后定性演示(控制变量法)①保持通电导线的长度不变,改变电流的大小②保持电流不变,改变通电导线的长度。让学生观察导线受力情况。
【板书1】精确实验表明,通电导线和磁场方向垂直时,通电导线受力(磁场力)大小
写成等式为:F
=
BIL
①
式中B为比例系数。
注意:①B与导线的长度和电流的大小无关②在不同的磁场中B的值不同(即使同样的电流导线的受力也不样)
再用类比电场强度的定义方法,从而得出磁感应强度的定义式
【板书2】磁感应强度的大小(表征磁场强弱的物理量)
(1)定义:
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的力(安培力)F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。符号:B
说明:如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度。其中,I和导线长度L的乘积IL称电流元。
(2)定义式:
②
(3)单位:在国际单位制中是特斯特,简称特,符号T.
1T=N/A·m
(4)物理意义:磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.
对B的定义式的理解:
①要使学生了解比值F/IL是磁场中各点的位置函数。换句话说,在非匀强磁场中比值F/IL是因点而异的,也就是在磁场中某一确定位置处,无论怎样改变I和L,F都与IL的乘积大小成比例地变化,比值F/IL跟IL的乘积大小无关。因此,比值F/IL的大小反映了各不同位置处磁场的强弱程度,所以人们用它来定义磁场的磁感应强度。还应说明F是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力,此时通电导线受到的磁场力最大。
②有的学生往往单纯从数学角度出发,曲公式B=
F/IL得出磁场中某点的B与F成正比,与IL成反比的错误结论。
③应强调说明对于确定的磁场中某一位置来说,B并不因探测电流和线段长短(电流元)的改变而改变,而是由磁场自身决定的;比值F/IL不变这一事实正反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的。
【例】磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5
A,导线长1
cm,它受到的安培力为5×10-2
N,则这个位置的磁感应强度是多大?
解答:
介绍一些磁场的磁感应强度值。(P89表3。2-1)
小结:可继续类比磁场与静电场,小结出以下两个方面:
一是电场力与磁场力在方向上是有差异的。电场力的方向总是与电场强度E的方向相同或相反;而磁场力的方向恒与磁感应强度B的方向垂直。
二是E和B在引入方法上也是有差异的。在电场强度E的引入中,考虑到的是电场中检验电荷所受的力F与检验电荷所带电量q之比;而在磁感应强度B的引入中,考虑的是磁场中检验电流元所受的力F与乘积IL之比。
板书设计
1.磁感应强度定义
2.定义式:B=
3.大小:B=(B⊥L)
4.方向:磁感应强度的方向与磁场方向相同
5.物理意义:磁感应强度是描述磁场力性质的物理量
形象表示——磁感线
教学反思
本节内容是本章的重点内容,所以学好本节内容十分重要。觉得类比教学可更多的交与学生进行类比,比较得出结论。第2节
磁感应强度
本节教材分析
一、三维目标
(一)知识与技能
1.理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。
2.能用磁感应强度的定义式进行有关计算。
(二)过程与方法
通过观察、类比(与电场强度的定义的类比)使学生理解和掌握磁感应强度的概念,为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。
(三)情感态度与价值观
培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。
二、教学重点
磁感应强度的物理意义。
三、教学难点
磁感应强度概念的建立。
四、教学建议
磁感应强度是本章的重点内容,所以学好本节内容十分重要,首先要告诉学生一定要高度重视本节课内容的学习。
学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识,且在研究电场时,已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量,用来描述电场的强弱。与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。
新课导入设计
导入一
引入新课
复习上课时知识后引入
要点:磁场的概念。
提问、引入新课:
磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢?
(紧接着教师提问以下问题.)
哪个物理量来描述电场的强弱和方向?
[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向.
2.电场强度是如何定义的?其定义式是什么?
[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为E=F/q
过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.
导入二
引入新课
N、S极
磁极
同名磁极相互排斥
异名磁极相互吸引
磁场
?
强弱方向
磁感应强度
如何定义磁感应强度的大小和方向?
是否可以用研究电场的方法,分析磁体或电流在磁场中所受的力来确定磁场强弱和方向呢
电荷
正、负
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
电场
强弱方向
电场强度
大小
Q
q
F
方向
正电荷受力方向
试探电荷第2节
磁感应强度
新课教学过程二
进行新课
1、磁感应强度的方向
在电场中规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。场强的方向是从电荷受力的角度规定的。小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用,因此,磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。
学生动手操作,教师在多媒体上展示
教师板书:在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。
过渡:磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究?
设凝:那我么如何研究磁感应强度的大小呢?
学生:从电流在磁场中受力的角度去研究。
2、磁感应强度的大小
教师指出:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。但要使导线中有电流,就要把它连接到电源上,所以孤立的电流元是不存在的。那我们怎样研究磁场中某点的磁感应强度呢?
[演示实验]
(1)先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小。
[结论]通电导线长度一定时,电流越大,导线所受磁场力就越大。
(2)然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。
[结论]电流一定时,通电导线越长,磁场力越大。
精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的磁场力的大小,既与导线的长度L成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积成正比,用公式表示为F=BIL,式中B为比例系数。
教师问:B有何物理意义呢?
(1)在磁场中同一位置,不管I、L如何改变,比值B总是不变的。
(2)I、L不变,但在的磁场中不同位置,比值B是不同的。
可见,B是由磁场本身决定的,在电流I、导线长度L相同的情况下,电流所受的磁场力越大,比值B越大,表示磁场越强。
磁感应强度
①定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
②定义式:
说明:如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度。
③物理意义:磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。
④单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T。
1
T=1
⑤方向:磁感应强度是矢量。在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。
课堂总结、点评
(让学生概括总结本节的内容)
1、磁感应强度的向
在磁场中小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场的方向。
2、磁感应强度的大小
①定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
②定义式:
(说明:如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度)
③物理意义:磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量。
④单位:特斯拉,简称特,国际符号是T。1
T=1
⑤方向:磁感应强度是矢量。在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。
作业
1、课下阅读课本第89页科学漫步《地球磁场与古地质学》
2、完成P90“问题与练习”第1、3题