2019-2020年高二物理安培力 磁感应强度二.doc

2019-2020年高二物理安培力 磁感应强度二一、教学目标1知识目标：复习上节课所学的知识，加深对磁感应强度概念的理解，能够运用安培力公式和磁感应强度公式进行简单运算。二、重点、难点分析重点是在掌握磁感应强度定义的基础上，掌握磁场对电流作用的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向。三、教具幻灯片、投影仪四、教法复习提问，讲练结合五、教学过程（一）引入新课上节课我们学习了安培力及磁感应强度的概念这节课我们对上节课所学的知识进行复习和应用。（二）进行新课复习提问：1磁感应强度是由什么决定的？答：磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。2磁感应强度的定义式是什么？3磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？成立。4垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm，通电电流强度I=10A，若它所受的磁场力F=5N，求（1）该磁场的磁感应强度B是多少？（2）若导线平行磁场方向放置，它所受的磁场力F为多大？该磁场的磁感应强度B是多少？。答：（1）因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场，所以根据磁感应强度的定义式（2）导线平行磁场方向放置，它所受的磁场力F为零，该磁场的磁感应强度B仍是0.5T。点评：计算磁感应强度B时，要注意导线必须垂直磁场方向放置，此时磁感应强度B才等于导线所受安培力F与导线中电流I和导线长度L乘积的比值。当导线平行磁场方向放置时，它所受的磁场力F为零，但磁感应强度B是由磁场的性质决定的，与导线放置方向及所受安培力大小无关。5安培力的方向如何判定？答：用左手定则判定。伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。6投影并在黑板上演算下面的题目：下列图3中的通电导线长均为L=20cm，通电电流强度均为I=5A，它们放入磁感应强度均为B=0.8T的匀强磁场中，求它们所受磁场力（安培力）。 让三个同学上黑板上做，其他同学在课堂练习本上做，若有做错的，讲明错在哪儿，正确解应是多少，并把判断和描述磁场力方向的方法再给学生讲解一下（如下图示）。【例1】两根平行输电线，其上的电流反向，试画出它们之间的相互作用力。分析：如下图所示，A、B两根输电线，电流方向相反。通电导线B处在通电导线A产生的磁场中，受到A产生的磁场的磁场力作用；通电导线A处在通电导线B产生的磁场中，受到B产生的磁场的磁场力作用。我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB，再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向；同理，再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA，再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力FB的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。完成上述分析，可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力，自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力。【例2】斜角为=30的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源，滑轨间距为L=10厘米，将一个质量为m=30g，电阻R=0.5的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如下图所示，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少？解：合上开关S后金属棒上有电流流过，且金属棒保持静止，由闭合电路欧姆定律金属棒静止在滑轨上，它受到重力mg和滑轮支持力N的作用，因轨道光滑，仅此二力金属棒不可能平衡，它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力作用才能平衡，根据题意和左手定则判断出，磁场方向垂直滑轨面斜向下，金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上，如图所示，由进一步受力分析得出，若金属棒平衡，则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsin大小相等，方向相反：F-mgsin=0又 F=BIL代入得BIL=mgsinT（三）巩固练习练习1匀强磁场中长2cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为410-3N，问：该处的磁感应强度B是多大？（让学生回答）应答：根据磁感应强度的定义在这里应提醒学生在计算中要统一单位，计算中必须运用国际单位。再问：若上题中，电流不变，导线长度减小到1cm，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？若导线长不变，电流增大为5A，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？引导学生讨论，得出正确的答案：210-3N，0.1T；110-2N，0.1T，并指出，某处的磁感应强度由建立该磁场的场电流情况和该点的空间位置来决定，与检验通电直导线的电流强度大小、导线长短无关。练习2检验某处有无电场存在，可以用什么方法？检验某处有无磁场存在，可以用什么方法？回答：检验有无电场存在，可用检验电荷，把检验电荷放在被检验处，若该检验电荷受到电场力作用，则该处有电场存在，场强不为零；若该检验电荷没有受到电场力作用，该处没有电场存在或该处场强为零。检验某处有无磁场存在，可用“检验电流”，把通电导线放在被检验处，若该通电导线受磁场力作用，则该处有磁场存在，磁感应强度不为零；若该通电导线不受磁场力作用，则该处无磁场存在，该处磁感应强度为零。追问：如果通电导线不受磁场力，该处是一定不存在磁场，磁感应强度一定为零吗？引导学生讨论，得出“不一定”的正确结果。因为当通电导线平行磁场方向放在磁场中，它是不受磁场力作用的（这是实验证明的结论）。再次强调磁感应强度定义的条件：通电直导线必须垂直磁场方向放置。再问：如何利用通电导线检验某处磁场的存在与否呢？应答：可以改变通电导线的方向，若在各个方向均不受磁场力作用，则该处没有磁场。再问：在通电导线在不同方法检测，至少检测几次就可确定该处没有磁场存在？应答：至少在相互垂直的两个方向上检测两次。先将其放在任意方向检测，若此时其不受磁场力作用，则再将通电导线沿垂直刚才的方向放置，若此时其仍不受磁场力作用，则说明该处无磁场存在。（四）课堂小结1当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力最大，F=BIL；当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零。2安培力的大小与电流的大小，导线的长短，磁感应强度的大小及电流方向跟磁场方向的夹角有关系。3磁场对通电直导线的安培力的方向，用左手定则来判断。4安培力的方向、电流的方向及磁场的方向三者之间的关系，安培力的方向一定同时垂直于磁场方向和电流方向，即安培力垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面，但磁场方向与电流方向不一定互相垂直。（五）课外作业1课本187页和188页上（1）至（5）题，其中（4）、（5）两题做在作业本上。2预习第三节内容。六、说明1在本课教学中应向学生说明，磁感应强度B只由磁场本身决定，而导线所受安培力F由B、I、L、电流方向跟磁场方向的夹角共同决定。2在教学中可简要说明F=BIL公式除了适用于匀强磁场中的通电导线外，也适用于非匀强磁场中的电流元。