高一物理磁場教案
高中物理的《磁場》教學(xué)是在初中相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上對磁場知識(shí)更加深入的介紹,作為電磁學(xué)核心內(nèi)容的磁場抽象知識(shí)一直都是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母咭晃锢泶艌鼋贪?，希望對你有幫助?/p>
物理磁場教案
教學(xué)目標(biāo)
1.了解磁場的產(chǎn)生和基本特性，加深對場的客觀性、物質(zhì)性的理解。
2.通過磁場與電場的聯(lián)系，進(jìn)一步使學(xué)生了解和探究看不見、摸不著的場的作用的方法.掌握描述磁場的各種物理量。
3.掌握安培力的計(jì)算方法和左手定則的使用方法和應(yīng)用。
4.使學(xué)生掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
5.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用平面幾何知識(shí)解決物理問題的能力。
6.進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的思想教育。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.對磁感強(qiáng)度、磁通量的物理意義的理解及它們在各種典型磁場中的分布情況。
2.對安培力和電磁力矩的大小、方向的分析。
3.如何確定圓運(yùn)動(dòng)的圓心和軌跡。
4.如何運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題。
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
一、基本概念
1.磁場的產(chǎn)生
(1)磁極周圍有磁場。
(2)電流周圍有磁場(奧斯特)。
安培提出分子電流假說(又叫磁性起源假說)，認(rèn)為磁極的磁場和電流的磁場都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。(不等于說所有磁場都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。)
(3)變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場(麥克斯韋)。
磁場是一種特殊的物質(zhì)，我們看不到，但可以通過它的作用效果感知它的存在，并對它進(jìn)行研究和描述。它的基本特征是對處于其中的通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷或磁體的磁極能施加力的作用。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)是指所有磁現(xiàn)象都可歸納為：運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。
2.磁場的基本性質(zhì)
磁場對放入其中的磁極和電流有磁場力的作用(對磁極一定有力的作用;對電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場力作用)。這一點(diǎn)應(yīng)該跟電場的基本性質(zhì)相比較。
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
電場和磁場都是無法直接看到的物質(zhì)。我們在描述電場時(shí)引入電場強(qiáng)度e這個(gè)物理量，描述磁場則是用磁感應(yīng)強(qiáng)度b。研究這兩個(gè)物理量采用試探法，即在場中引入試探電荷或試探電流元，研究電磁場對它們的作用情況，從而判定場的分布情況。試探法是一種很好的研究方法，它能幫助我們研究一些因無法直接觀察或接近而感知的物質(zhì)，如電磁場。
磁感強(qiáng)度的定義式為：b=f/il(條件是勻強(qiáng)磁場中，或δl很小，并且l⊥b )
其中電流元(il)受的磁場力的大小與電流方向相關(guān)。因此采用電流與磁場方向垂直時(shí)受的最大力f來定義b。
研究電場、磁場的基本方法是類似的。但磁場對電流的作用更復(fù)雜一些，涉及到方向問題。我們分析此類問題時(shí)要多加注意。
磁感應(yīng)強(qiáng)度b的單位是特斯拉，符號為t，1t=1n/(am)=1kg/(as2)
磁感強(qiáng)度矢量性：磁感強(qiáng)度是描述磁場的物理量。因此它的大小表征了磁場的強(qiáng)弱，而它的方向，也就是磁場中某點(diǎn)小磁針靜止時(shí)n極的指向，則代表該處磁場的方向。同時(shí)，它也滿足矢量疊加的原理：若某點(diǎn)的磁場幾個(gè)場源共同形成，則該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為幾個(gè)場源在該點(diǎn)單獨(dú)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的矢量和。
4.磁感線
(1)用來形象地描述磁場中各點(diǎn)的磁場方向和強(qiáng)弱的曲線。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向，也就是在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)n極的指向。磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱。
特點(diǎn)：磁體外方向n極指向s極(內(nèi)部反之)。
(2)磁感線是封閉曲線(和靜電場的電場線不同)。
(3)要熟記常見的幾種磁場的磁感線：
(4)安培定則(右手螺旋定則)：對直導(dǎo)線，四指指磁感線方向;對環(huán)行電流，大拇指指中心軸線上的磁感線方向;對長直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。
【例題1】如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線a、c由通有等大電流，在紙面上距a、c等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)p。若p點(diǎn)磁感強(qiáng)度及方向水平向左，則導(dǎo)線a、c中的電流方向是如下哪種說法?
a.a中向紙里，c中向紙外
b.a中向紙外，c中向紙里
c.a、c中均向紙外
d.a、c中均向紙里
5.磁通量
如果在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)與磁場方向垂直的平面，其面積為s，則定義b與s的乘積為穿過這個(gè)面的磁通量，用u表示。u是標(biāo)量，但是有方向(進(jìn)該面或出該面)。單位為韋伯，符號為wb。1wb=1tm2=1vs=1kgm2/(as2)。
穿過磁場中某一面積的磁感線條數(shù)稱為穿過這一面積的磁通量。定義式為：u=bs⊥(s⊥為垂直于b的面積)。磁感強(qiáng)度是描述磁場某點(diǎn)的性質(zhì)，而磁通量是描述某一面積內(nèi)磁場的性質(zhì)。由b= u/s⊥可知磁感強(qiáng)度又可稱為磁通量密度。在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)b與s的夾角為α時(shí)，有u=bssinα。
【例題2】如圖所示，在水平虛線上方有磁感強(qiáng)度為2b，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場，水平虛線下方有磁感強(qiáng)度為b，方向水平向左的勻強(qiáng)磁場。邊長為l的正方形線圈放置在兩個(gè)磁場中，線圈平面與水平面成α角，線圈處于兩磁場中的部分面積相等，則穿過線圈平面的磁通量大小為多少?
分析：注意到b與s不垂直，應(yīng)把s投影到與b垂直的方向上;水平虛線上下兩部分磁場大小與方向的不同。應(yīng)求兩部分磁通量按標(biāo)量疊加，求代數(shù)和。
解：(以向右為正)u=u1+u2=[(2bl2/2)-(bl2/2)]sinα=bl2 sinα/2
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