高中物理第5章磁場與回旋加速器教案（打包7套）滬科版.zip

高中物理第5章磁場與回旋加速器教案（打包7套）滬科版.zip,高中物理,磁場,回旋加速器,教案,打包,滬科版 探究安培力一、教學目標 1理解磁感應強度的定義，知道的單位是特斯拉 2會用磁感應強度的定義式進行有關計算 3知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應強度的大小 4知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線是分布均勻的平行直線 5知道什么是安培力知道電流方向與磁場方向平行時，電流所受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于 6會用公式解答有關問題 7知道左手定則的內容，并會用它解答有關問題二、重點難點 重點：對磁感應強度的理解安培力大小的計算和方向判斷難點：理解磁感應強度的概念磁場方向、電流方向和安培力方向三者的關系。三、教與學 教學過程： 磁場不僅具有方向性，而且各處的強弱也可能不同，靠近磁極或電流處的磁場較強，為了反映磁場的基本特性（具有力的性質），反映磁場不僅具有方向而且還有強弱，我們將引入一個叫做磁感應強度的物理量加以定量地描述 （一）磁感應強度 1磁場對電流的作用 【演示】利用控制變量法來演示通電的直導線在蹄形磁鐵間的磁場（可以認為磁場是均勻的）中的受力跟哪些因素有關 （1）與電流的大小有關，精確實驗表明 （2）與通電導線在磁場中的長度有關，精確實驗表明 （3）與通電導線在磁場中放置的方向有關，導線與磁場間的夾角越接近90，F(xiàn)越大，當通電導線平行磁場放置時，；當通電導線垂直磁場放置時，F(xiàn)最大 歸納可得：在保持電流方向與磁場方向垂直時，通電導線所受的磁場對它的作用力安培力 2磁感應強度概念的引入 （1）在同一磁場中的某處，不管電流I、導線長度L怎樣變但導線所受的安培力F跟IL的比值保持不變，對不同的磁場或磁場中的不同處，這一比值一般是不同的 （2）比值與放入的通電導線無關，反映了磁場本身的特性（力的性質），為了反映這一特性我們引入物理量磁感應強度B 3磁感應強度B 定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值，叫做磁感應強度（電流與磁場垂直）（引導學生將和作比較） （1）磁感應強度是反映磁場本身特性的物理量，跟磁場中是否存在通電導線無關 （2）B的大小表示磁場的強弱，B越大表示磁場越強 （3）單位：在國際單位制中是特斯拉，簡稱特，符號是T1T1N/Am （4）B是矢量 為了讓B不僅能反映磁場的強弱，還能反映磁場具有方向性，我們把磁場中某一點的磁場方向定義為該點的磁感應強度的方向 這樣磁感應強度B這一矢量就全面地反映了磁場的強弱和方向 （5）幾個常見磁場B的大約值： 地面附近的磁場： 永磁鐵磁極附近的磁場： 工作的電機和變壓器鐵芯中的磁場： 4磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小，磁感線越密的地方表示磁感強度越大 5勻強磁場：磁感應強度的大小和方向處處相同的磁場 （1）勻強磁場的實例：相距很近的兩平行的異名磁極間的磁場；通電的長直螺線管內部（邊緣部分除外）的磁場 （2）勻強磁場的磁感線分布是一組等間隔的平行線 （二）安培力 磁場對電流的作用力通常稱為安培力 1安培力的大小由可得：安培力大小。 （1）適用條件：通電導線與磁場方向垂直 （2）B對于放入的通電導線來說是外磁場的磁感應強度 （3）在非勻強磁場中，公式僅適用于很短一段通電導線 在通電導線平行于磁場方向時，安培力 2安培力的方向 【演示】安培力的方向與電流方向、磁場方向均有關 （1）安培力的方向：既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，即安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面 討論：F既垂直于B，又垂直于I，是否可以得出B和I一定垂直？ （2）安培力方向的判定：左手定則 伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向注意：安培力方向的判斷跟電場力方向的判斷不同【例1】關于磁感應強度，下列說法正確的是（）A由可知：磁場中某處的磁感應強度大小隨通電導線中電流I的減小而增大B由可知：磁場中某處的磁感應強度大小隨通電導線所受的磁場力F的增大而增大C通電導線所受的磁場力為零，該處的磁感應強度不一定為零D放置在磁場中1m長的通電導線，通過1A的電流，受到的安培力為1N，則該處的磁感應強度就是1T 【解析】磁感應強度是反映磁場本身力的特性的物理量，與是否存在通電導線，電流的大小，導線的長度，導線的放置方向均無關通電導線在磁場中垂直磁場放置時所受的安培力最大，平行磁場放置時所受的安培力最小，等于零 正確選項為C【例2】如圖所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點已知a點的實際磁感應強度為零，則下列敘述正確的是（） A直導線中的電流方向垂直紙面向里 Bb點的實際磁感應強度為T，方向斜向上，與B的夾角為45 Cc點的實際磁感應強度也為零 Dd點的實際磁感應強度跟b點的相同 【解析】磁感應強度是矢量，合成時遵循平行四邊形定則： a點的實際磁感應強度為零，是直線電流在a處的磁感應強度跟勻強磁場在該處的磁感應強度的矢量和為零，所以直線電流在a處的T，方向向左，由安培定則可得直導線中的電流方向垂直紙面向里，由于圓周上各點到直導線的距離相同，所以直線電流在圓周上各處的磁感應強度大小均為1T，但方向不同，在b處向上，在c處向右，在d處向下b、c、d三處的實際磁感應強度分別為T方向斜向右上方與B成45夾角；2T方向向右；T方向斜向右下方與B成45夾角 正確選項為AB【例3】如圖所示，垂直折線abc中通入電流I，折線所在的平面與勻強磁場垂直勻強磁場的磁感應強度為B，求abc折線受到的安培力大小和方向 【解析】ab段所受的安培力大小為BIL，方向向右，bc段所受的安培力大小也為BIL，方向向上，所以這一折線所受的安培力大小為，方向沿ab和bc的角平分線向上 abc受到的安培力可等效于ac（圖中的虛線，通有a到c的電流I）所受的安培力，這樣直接可得方向按左手定則判斷得垂直于ac向上【例4】質量為m，長度為L的導體棒MN靜止于水平導軌上，通過NM的電流為I，勻強磁場的磁感應強度為B，方向與導軌平面成角斜向下，如圖（a）所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力（a） 【解析】求解此題時最容易誤把角看成是導體棒與磁場之間的夾角，實際上盡管磁感線傾斜，但磁場方向與導體棒MN是垂直的正視題圖，由左手定則判斷出安培力方向，對MN受力分析，如圖（b）所示（b） 對導體棒MN，由平衡條件得： 水平方向 豎直方向安培力，所以MN所受的支持力，所受的摩擦力 【小結】磁感應強度B是描寫磁場強弱和方向的物理量，（I垂直于磁場），方向規(guī)定為該處的磁場方向，安培力大小方向由左手定則判定 5