教學目標:
1、 理解磁感應(yīng)強度B的定義,知道B的單位是特斯拉。
2、 會用磁感應(yīng)強度的定義進行有關(guān)計算;
3、 知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)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BIL。
6、 會用公式F=BIL解答有關(guān)問題。
7、 知道左手定則的內(nèi)容,并會用它解答有關(guān)問題。
重點、難點:
1、 重點:對磁感應(yīng)強度的理解,安培力大小的計算和方向判斷。
2、 難點:理解磁感應(yīng)強度的概念,磁場方向、電流方向和安培力方向三者間的關(guān)系。
教學過程:
一、 引入新課:
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(zhì)),反映磁場不僅具有方向而且還有強弱,我們將引入一個叫磁感強度的物理量加以定量描述。
二、 新課教學:
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(dǎo)線在蹄形磁鐵間的磁場中受力跟哪些因素有關(guān)。
(1) 與電流大小有關(guān),精確實驗表明F∝I
(2) 與通電導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān),精確實驗表明F∝L
(3) 與通電導(dǎo)線在磁場中放置的方向有關(guān),導(dǎo)線與磁場間的夾角越接近900,F(xiàn)越
大,當通電導(dǎo)線平行磁場放置時,F(xiàn)=0;當通電導(dǎo)線垂直磁場放置時,F(xiàn)最大
歸納得:在保持電流方向與磁場方向垂直時,通電導(dǎo)線所受的磁場對它的作用力:安培力F=BIL
2、 磁感強度的概念的引入:
(1) 在同一磁場中的某處,不管電流I、導(dǎo)線長度L怎樣變,但導(dǎo)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同處,這一比值一般是不同
的。
(2) 比值 與放入通電導(dǎo)線無關(guān),反映了磁場本身的特性(力的性質(zhì)),為了反映這
一特性我們引入物理量磁感強度B。
3、 磁感應(yīng)強度B
定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值,叫磁感強度。
B= (電流與磁場垂直)
(1) 磁感應(yīng)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(dǎo)線無關(guān)。
(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:特斯拉。簡稱:特,符號:T
(4) B是矢量
(5) 幾個常見的磁場B的大約值:
場面附近的磁場:0.3×10-4T-0.7×10-4T
永磁體磁極附近的磁場::10-3T-1T
工作的電機和變壓器鐵芯中的磁場:0.8T-1.4T
4、 磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的大小, 磁感線越密的地方表示磁感應(yīng)強度越大。
5、 勻強磁場:磁感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;通電長直螺線管內(nèi)部的磁場。
(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 :F=BIL
(1) 適用條件:通電導(dǎo)線與磁場方向垂直。
(2) B對放入的通電導(dǎo)線來說是外磁場的磁感應(yīng)強度。
(3) 在非勻強磁場中,公式F=BIL僅適用于很短的一段通電導(dǎo)線。在通電導(dǎo)線平
行于磁場方向時,安培力F=0。
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(guān)。
(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(dǎo)線所在平面。
(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(nèi),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(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。
(注意這與電場力的方向判斷不同)
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