高中物理人教版 (2019)必修第三冊2 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量完美版ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量〖教材分析〗磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是本章的重點(diǎn)，需要學(xué)生有很強(qiáng)的想象能力，所以它又是本章的一個(gè)難點(diǎn)。書中用電流元受的電場力與電流元的比值定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，和用電荷受到的電場力與電量之比定義電場強(qiáng)度與異曲同工之妙。設(shè)置合理的物理情景加強(qiáng)學(xué)生對磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的直觀認(rèn)識，從生活情景出發(fā)，縮短物理知識與學(xué)生之間的距離，建立學(xué)生對物理、科學(xué)的親近感等。磁通量是中學(xué)生遇到的唯一一個(gè)“通量”對學(xué)生而言難度相當(dāng)大，通過穿過面磁感線條數(shù)來理解就好很多。〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗物理觀念：通過類比的方法理解描述磁場強(qiáng)弱的物理量。理解磁通量的含義及會使用公式計(jì)算。科學(xué)思維：孤立的磁極和電流元是不存在的，電流元受到的磁場力可以用微元法測量。科學(xué)探究：對于磁通量的理解可以做光通量的實(shí)驗(yàn)來類比探究。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過觀察生活實(shí)例、交流與討論等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及學(xué)生體驗(yàn)物理與生活的緊密聯(lián)系。〖教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)〗重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義。難點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立，磁通量的計(jì)算。〖教學(xué)準(zhǔn)備〗蹄形磁鐵（多個(gè)）、學(xué)生電源，導(dǎo)體棒，多媒體課件等。〖教學(xué)過程〗一、新課引入播放動(dòng)圖觀察：巨大的電磁鐵能吸起成噸的鋼鐵，小磁體卻只能吸起幾枚鐵釘。闡述：磁場有強(qiáng)弱之分，那么我們怎樣定量地描述磁場的強(qiáng)弱呢?之前我們研究過電場，磁場和電場有很多相似的地方，電場對于處于其中的電荷有力的作用，通過這個(gè)力引入了電場強(qiáng)度。用類似的方法，通過分析磁場中磁體或電流的受力，我們可以找出一個(gè)物理量來描述磁場的強(qiáng)弱和方向。這個(gè)量我們把它叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度，下面就來研究磁感應(yīng)強(qiáng)度。二、新課教學(xué)（一）磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場一樣磁感應(yīng)強(qiáng)度也是個(gè)矢量，有大小和方向。我們先看方向。①磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向我們討論電場時(shí)，電場的方向是正電荷的受力方向。那么在磁場中，我們做過這樣的實(shí)驗(yàn)，磁化后的鐵屑就像一個(gè)個(gè)小磁針形象地顯示出了每一點(diǎn)磁場的方向。所以我們把小磁針北極N的受力方向，即北極所指的方向，定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。②磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之前電場強(qiáng)度的大小采用的是試探電荷的電場力與電荷量的比值，那么在磁場中是不是換成小磁針就行了呢？展示圖片：闡述小磁針不存在單獨(dú)的一個(gè)磁極。不行，因?yàn)?/span>小磁針不存在單獨(dú)的一個(gè)磁極，它靜止時(shí)兩個(gè)磁極所受合力為零，那就沒法研究它的受力了。那么要如何研究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小呢？磁場不僅對磁極有力的作用，磁場對通電導(dǎo)線也有力的作用。那我們就來分析這個(gè)。咱先來了解一下電流元這個(gè)概念。一段很短的通電導(dǎo)線，電流I與通電導(dǎo)線長度L的乘積IL就叫做電流元。困難：孤立的電流元是不存在的。因?yàn)閷?dǎo)線要有電流，就得接到電源上。那么怎么辦呢？辦法：可以在強(qiáng)弱和方向都相同的勻強(qiáng)磁場中研究較長的一段通電導(dǎo)線，這樣就能推知一小段電流元的受力情況了。（測多算少）演示：探究影響通電導(dǎo)線受力的因素播放實(shí)驗(yàn)動(dòng)圖：①長度不變，改變電流大小，②電流不變，改變導(dǎo)線長度。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線長度一定時(shí)電流越大，導(dǎo)線所受磁場力就越大。電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長所受磁場力就越大。更加精確的實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，它受到的磁場力的大小與導(dǎo)線的長度L成正比，與導(dǎo)線中的電流I也成正比，也就是與IL的乘積成正比。引入比例系數(shù)B，寫成等式為F=BIL①式中B 是比例系數(shù)，它與導(dǎo)線長度和電流大小都沒有關(guān)系。②在同一磁場中,不管IL如何改變，比值B總是不變的。③在不同磁場中，B 一般不同。可見比值B是能夠反映磁場性質(zhì)的物理量，是由磁場自身決定的，是客觀存在。在IL相同的情況下，電流所受的磁場力越大，比值B越大，表示磁場越強(qiáng)，所以定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度。注意這個(gè)定義里通電導(dǎo)線必須與磁場垂直。①單位是特斯拉簡稱特，符號是T。。②磁感應(yīng)強(qiáng)度是個(gè)矢量。常見的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。課堂練習(xí)例1：一根長0.4m 的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流為20A，這條導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，所受磁場力為0.015N，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。解題提示：通電導(dǎo)線與磁場垂直，可以直接應(yīng)用公式，代入數(shù)據(jù)得B=0.001875T。（二）勻強(qiáng)磁場1.定義：磁場強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場。2.磁感線分布特點(diǎn):一些間隔相同的平行直線3.常見的勻強(qiáng)磁場:①距離很近的兩個(gè)平行異名磁極之間的磁場，除邊緣部分外，可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場。②兩個(gè)平行放置較近的線圈通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場近似為勻強(qiáng)磁場。這種裝置在電子儀器中常常用到。③還有一種是通電螺線管內(nèi)部的磁場。（三）磁通量引入：研究電磁現(xiàn)象時(shí)，常常要研究穿過某一面積的磁場以及它的變化。這樣就需要磁通量這個(gè)物理量。設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這個(gè)平面與磁場方向垂直，面積為S。磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積為S的乘積，就叫做穿個(gè)這個(gè)平面的磁通量。簡稱磁通，用φ表示，φ=BS①它是一個(gè)標(biāo)量。②國際單位制中磁通量的單位是韋伯，符號是Wb，他以德國物理學(xué)家威廉韋伯命名。根據(jù)公式磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，面積單位是平方米，所以1Wb=1T·m2。③可以通過磁感線條數(shù)來判斷磁通量的大小。因?yàn)閺膱D上看，就好像這些磁感線穿過了這樣一個(gè)平面。所磁通量就可以形象的理解為穿過這個(gè)平面的磁感線條數(shù)。不管是磁感應(yīng)強(qiáng)度變化還是面積變化，磁感線條數(shù)都是相應(yīng)的變化。磁通量計(jì)算的三種情況：第一種：平面它跟磁場垂直時(shí)，穿過它的磁通量最大，φ=BS。第二種：平面它跟磁場平行時(shí)，沒有磁感線穿過這個(gè)平面，所以磁通量為零。所以φ=BS這個(gè)公式中平面必須與磁感線線垂直。第三種：如果不垂直，咱們就得做出它垂直于磁場方向的投影。為了方便我們看側(cè)視圖，這個(gè)面就是原平面的投影，穿過這兩個(gè)平面的磁通量相等。設(shè)這個(gè)這個(gè)夾角為θ。此時(shí)的磁通量φ=B，就等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘以這個(gè)投影面積垂直，這個(gè)面積也叫有效面積。從圖中看=Scosθ，所以公式就變成這樣φ=BScosθ。視頻展示：當(dāng)平面一磁感線垂直時(shí)穿過平面的磁通量最大。角度這樣變化投影就相應(yīng)的變小。那磁通量也隨著減小，直到平面與磁感線平行時(shí)，投影面積為零，磁通量也為零。最后補(bǔ)充一點(diǎn)，從φ=BS，可以推導(dǎo)出,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度也可以理解為穿過單位面積的磁通量，又叫做磁通密度。思考與討論磁通量在今后的學(xué)習(xí)中有著重要應(yīng)用。在圖中，如果S2的面積增大，使穿過S1的磁感線都穿過S2，試著在圖中畫出來，穿過它們的磁通量有什么關(guān)系?STSE：指南針與鄭和下西洋課堂練習(xí)例2:勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.2T，方向沿x軸正方向，且線段MN、DC相等，長度為0.4m，線段NC、EF、MD、NE、CF相等，長度為0.3m。通過面積SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少？解：①SMNCD與B垂直，Φ1=BSMNCD=0.2×0.4×0.3=0.024wb ②因?yàn)?/span>SNEFC與B平行,Φ2=0③因?yàn)椋?/span>SMEFD與在磁場方向的投影SMNCD，所以Φ3=BSMEFD=BSMNCD=0.024wb 例3：如圖所示，套在條形磁鐵外的三個(gè)線圈，其面積之間的關(guān)系為 S1＞S2 = S3 ，且“3”線圈在磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為Φ1、Φ2、Φ3則它們的大小關(guān)系是（） A. Φ1 >Φ2 >Φ3 B. Φ1 >Φ2 =Φ3 C. Φ1 <Φ2 <Φ3 D. Φ1 <Φ2 =Φ3 解題提示：磁鐵內(nèi)外都有磁場，在內(nèi)部磁感線由S指向N極，而在外部磁感線由N極回到S極。磁體內(nèi)外磁感線條數(shù)一定相等，如果鐵環(huán)的面積無限大，那左右方向的磁感線一樣多，它們的磁通量正負(fù)相反，總的磁通量為0。但現(xiàn)在面積就這么大，外部磁感線比較少，內(nèi)部條數(shù)是不變，所以線圈面積越小，外部磁感線就越少，這個(gè)差值就越大，也就是磁通量更大。選C。〖板書設(shè)計(jì)〗13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向：N極所指的方向2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/span>（單位：特T）3.勻強(qiáng)磁場：磁場強(qiáng)弱、方向處處相同的磁場。4.磁通量：Φ=BS （標(biāo)量）①單位：韋伯，符號：Wb 1Wb=1T·m2②磁通量表示穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)。③當(dāng)SB垂直時(shí)：φ=BS④當(dāng)B∥S時(shí),磁通量Φ=0⑤當(dāng)磁場B與面積S不垂直： φ=BScosθ〖教學(xué)反思〗教學(xué)中把磁感應(yīng)強(qiáng)度類比成電場強(qiáng)度這樣的教學(xué)效果會更好，練習(xí)主要是以概念題為主，加深學(xué)生的認(rèn)識。在教學(xué)當(dāng)中對于磁通量的理解，可以推廣到任意的物理量通過某一平面后的量都可以成為某某通量，類似的電量也是如此。

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