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高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场2 磁感应强度说课课件ppt
展开学习目标:1.知道磁场的概念,认识磁场是客观存在的物质,了解磁现象及电流的磁效应.2.掌握地磁场的产生,理解地磁两极与地理两极的关系.3.理解掌握磁感应强度的大小、方向.4.学会类比法,知道比值定义物理量的方法是常用的物理方法.重点难点:1.了解磁现象、磁场及电流的磁效应.2.地磁场中磁感线的分布.3.磁感应强度概念的建立和计算.
一、磁现象1.磁性:物质具有吸引__、____、镍等物质的性质.2.磁体:具有_____的物体、天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体.3.磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性______的区域.任何磁体都有两个磁极,即___极和____极.4.磁极间的相互作用同名磁极相互_____,异名磁极相互______.
二、电流的磁效应1.奥斯特实验将导线沿______方向放置在磁针的上方,通电时磁针发生了转动.2.奥斯特实验的意义发现了______________,首次揭示了________的联系.
三、磁场1.磁场的定义磁体或电流周围存在的一种能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的_____________的特殊物质.2.磁场的基本性质对放入其中的磁体或_____产生力的作用.
四、地球的磁场1.地球本身是一个大磁体,它的 N极位于____________附近,S极位于______________附近.2.地球的地理两极与地磁两极并不重合,磁针的指向与南北方向有一个夹角,这个夹角称做_________.如图3-1-1所示.
五、磁感应强度的方向1.小磁针:为了描述磁场而引入的检验用的小磁体.2.方向规定:小磁针静止时_____所指的方向,也即小磁针在磁场中____的受力方向.六、磁感应强度的大小1.定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的______,用B表示.2.定义式:B=______.3.单位:特斯拉,简称特,符号T.
一、对磁场、地磁场的认识1.磁场(1)磁场的基本特性:对处在它里面的磁极或电流有力的作用.磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间,都是通过磁场发生力的相互作用.(2)运动电荷的磁场:电流是由于电荷做定向移动形成的,因此运动电荷周围不但有电场,同时也产生磁场.
(3)磁场的客观性:磁场虽然不是由分子、原子组成的,但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用,它是客观存在的,虽然我们看不见它,但可以通过很多磁现象感知它的存在,因此它与前面学过的电场一样,也是一种物质.2.地磁场(1)地磁场特点:地磁场的方向并不是正南正北方向的,即地磁两极与地理两极并不重合.地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近.地磁场方向与正南正北方向间有一夹角叫磁偏角.
(2)虽然地磁两极与地理两极并不重合,但它们的位置相对来说差别不是很大.因此,一般我们认为:①地理南极正上方磁场方向竖直向上,地理北极正上方磁场方向竖直向下.②在赤道正上方,地磁场方向水平向北.③在南半球,地磁场方向指向北上方;在北半球,地磁场方向指向北下方.(3)影响:由于磁场对运动电荷有力的作用,故射向地球的高速带电粒子,其运动方向会发生变化,不能直接到达地球.因此地磁场对地球生命有保护作用.
即时应用(即时突破,小试牛刀)1.地球是一个大磁体,①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.以上关于地磁场的描述正确的是( )A.①②④ B.②③④C.①⑤ D.②③答案:D
2.磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质,与F、I、L无关.3.研究磁感应强度是分步进行的,其方向由磁针受力确定,其大小根据电流元受力来计算.通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向.4.磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短很短,IL称作“电流元”,相当于静电场中的“试探电荷”.5.我们要找的是磁场中某一点磁感应强度的大小,因此要把电流元放入磁场中某一点,这要求电流元要足够的短.
即时应用(即时突破,小试牛刀)2.在磁场中某一点,已经测出一段0.5 cm长的导线中通入0.01 A电流时,受到的安培力为5.0×10-6 N,则下列说法正确的是( )A.该点磁感应强度大小一定是0.1 TB.该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TC.该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TD.该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向
三、磁感应强度B与电场强度E的比较电场强度E是描述电场的力的性质的物理量,磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量.现把这两个物理量比较如下
特别提醒:电场强度E的方向是放在该点的正电荷所受到的电场力的方向,但磁感应强度B的方向并不是放在该点的电流元所受力的方向.
即时应用(即时突破,小试牛刀)3.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中,不正确的是( )A.电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B.电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D.磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同
解析:选A.电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向,磁感应强度的方向是磁针N极受力的方向.只有A项错误.
在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )A.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上B.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的正下方C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方
【精讲精析】 把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方,通电时磁针发生明显的偏转,是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向.【答案】 C【规律总结】 通电直导线的磁场与磁体产生的磁场本质相同.
变式训练1 奥斯特实验说明了( )A.磁场的存在 B.磁场的方向性C.电流可以产生磁场 D.磁体间有相互作用答案:C
【精讲精析】 根据磁感应强度的定义,通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”,只有在这个方向上导线所受的力才最大,故A错;当通电导线与磁场方向平行时,不受安培力作用,故B错;在磁场源稳定的情况下,磁场内每一点的磁感应强度是惟一确定的,与放入该点的检验电流无关,C正确;安培力的方向与磁感应强度的方向并不相同,而是垂直,故D错.
【答案】 C【规律总结】 磁场的强弱由磁场本身决定,与磁场中是否放入通电导线、导线放入的位置无关.用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱,导线的作用在于检测.与电场不同的是电场中只要场强不为零,带电粒子一定受力,而磁场中即使磁感应强度不为零,通电导线受力也有可能为零.安培力的大小与B、I、L及电流与磁场的夹角有关.
变式训练2 有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是( )A.B的方向就是小磁针N极所指的方向B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C.B的方向就是通电导线的受力方向D.B的方向就是该处磁场的方向解析:选BD.磁场的方向就是磁感应强度的方向,规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向,它与通电导线所受力的方向是不一致的.故选BD.
在磁场中某一点放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长1 cm,电流为5 A,所受磁场力为5×10-2 N.求:(1)这点的磁感应强度是多大?若电流增加为10 A,所受磁场力为多大?(2)若让导线与磁场平行,这点的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大?
【答案】 (1)1 T 0.1 N (2)1 T 0【规律总结】 (1)磁场中某点的磁感应强度与导线中电流的大小、放置方向无关.(2)磁场力的大小与电流大小、导线放置方向有关.通电导线与磁场方向垂直时,受到的磁场力最大,这时F=BIL;平行时磁场力为0.
变式训练3 关于磁感应强度B,电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系,下列说法中正确的是( )A.在B=0的地方,F一定等于零B.在F=0的地方,B一定等于零C.若B=1 T,I=1 A,L=1 m,则F一定等于1 ND.若L=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T
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