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安培力 磁感应强度 教学设计

教学目标:

1、 理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。

2、 会用磁感应强度的定义进行有关计算;

3、 知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小。

4、 知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线。

5、 知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流所受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL。

6、 会用公式F=BIL解答有关问题。

7、 知道左手定则的内容,并会用它解答有关问题。

重点、难点:

1、 重点:对磁感应强度的理解,安培力大小的计算和方向判断。

2、 难点:理解磁感应强度的概念,磁场方向、电流方向和安培力方向三者间的关系。

教学过程:

一、 引入新课:

磁场不仅具有方向性,而且各处的强弱也可能不同,靠近磁极或电流处的磁场较强,为了反映磁场的基本特性(具有力的性质),反映磁场不仅具有方向而且还有强弱,我们将引入一个叫磁感强度的物理量加以定量描述。

二、 新课教学:

1、 磁场对电流的作用:

(演示)利用控制变量法来演示通电的直导线在蹄形磁铁间的磁场中受力跟哪些因素有关。

(1) 与电流大小有关,精确实验表明F∝I

(2) 与通电导线在磁场中的长度有关,精确实验表明F∝L

(3) 与通电导线在磁场中放置的方向有关,导线与磁场间的夹角越接近900,F越

大,当通电导线平行磁场放置时,F=0;当通电导线垂直磁场放置时,F最大

归纳得:在保持电流方向与磁场方向垂直时,通电导线所受的磁场对它的作用力:安培力F=BIL

2、 磁感强度的概念的引入:

(1) 在同一磁场中的某处,不管电流I、导线长度L怎样变,但导线所受的安培力

F跟IL的比值保持不变,对不同的磁场或磁场中的同处,这一比值一般是不同

的。

(2) 比值 与放入通电导线无关,反映了磁场本身的特性(力的性质),为了反映这

一特性我们引入物理量磁感强度B。

3、 磁感应强度B

定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫磁感强度。

B= (电流与磁场垂直)

(1) 磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量,跟磁场中是否存在通电导线无关。

(2) B的大小表示磁场的强弱,B越大表示磁场越强。

(3) 单位:在国际单位制中:特斯拉。简称:特,符号:T

(4) B是矢量

(5) 几个常见的磁场B的大约值:

场面附近的磁场:0.3×10-4T-0.7×10-4T

永磁体磁极附近的磁场::10-3T-1T

工作的电机和变压器铁芯中的磁场:0.8T-1.4T

4、 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小, 磁感线越密的地方表示磁感应强度越大。

5、 匀强磁场:磁感强度的大小和方向处处相同的磁场。

(1) 匀强磁场的实例:相距很近的两平行的异名磁极间的磁场;通电长直螺线管内部的磁场。

(2) 匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线。

(二)安培力

磁场对电流的作用力通常称为安培力:

1、 安培力的大小 :F=BIL

(1) 适用条件:通电导线与磁场方向垂直。

(2) B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度。

(3) 在非匀强磁场中,公式F=BIL仅适用于很短的一段通电导线。在通电导线平

行于磁场方向时,安培力F=0。

2、 安培力的方向

(演示)安培力的方向与电流方向、磁场方向均有关。

(1) 安培力的方向:既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直。即安培力的方向总

是垂直于磁感线和通电导线所在平面。

(2) 安培力方向的判定:左手定则

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,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

(注意这与电场力的方向判断不同)

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