2013高考物理二轮复习精品教学案 专题08 磁场(教师版)
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高中物理选修3-1《磁场》精品教学案(全章整理)第1节磁现象和磁场一、磁现象及电流的磁效应1.磁现象(1)磁性:物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。
(2)磁体:天然磁石和人造磁铁都叫做磁体。
(3)磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。
能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫做南极(S极),指北的磁极叫做北极(N极)。
(4)磁极间相互作用规律:自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
2.电流的磁效应(1)奥斯特实验:把导线沿南北方向放置在指向南北的磁针上方,通电时磁针发生了转动。
(2)意义:奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首先揭示了电与磁的联系。
二、磁场1.磁体、电流间的相互作用(1)磁体与磁体间存在相互作用。
(2)通电导线对磁体有作用力,磁体对通电导线也有作用力。
(3)两条通电导线之间也有作用力。
2.磁场(1)定义:磁体与磁体之间,磁体与通电导线之间,以及通电导线与通电导线之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。
(2)基本性质:对放入其中的磁体或通电导线有力的作用。
三、地球的磁场1.地磁场图3-1-1地球本身是一个磁体,N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近。
自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向,这就是指南针的原理。
2.磁偏角小磁针的指向与正南方向之间的夹角。
3.太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场。
1.自主思考——判一判(1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。
(×)(2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。
(√)(3)单独一个带电体可以只带正电荷(或负电荷),同样磁体也可以只有N极或S极。
(×)(4)地磁场能使小磁针的两极指向正南正北。
(×)(5)地理的南北极与地磁的南北极并不重合,地磁的北极在地理北极附近。
(×)(6)磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力的作用。
第1讲 磁场及其对电流的作用一、磁场、磁感应强度1.磁场的特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有__________的作用.2.磁场的方向:小磁针静止时________所指的方向.3.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的________________. (2)大小:B =________(通电导线垂直于磁场). (3)方向:小磁针静止时________的指向.(4)单位:________,简称______,符号:______. 4.磁通量(1)概念:在匀强磁场中,与磁场方向________的面积S 和磁感应强度B 的乘积. (2)公式:Φ=________. (3)单位:1 Wb =________.二、磁感线、通电导体周围的磁场的分布1.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的________方向跟这点的磁感应强度方向一致.2.条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布__磁场(1)磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向.(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的________,在磁感线较密的地方磁场________;在磁感线较疏的地方磁场较______.(3)磁感线是________曲线,没有起点和终点.在磁体外部,从N 极指向S 极;在磁体内部,由S 极指向N 极.(4)同一磁场的磁感线不________、不________、不相切.(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在. 三、安培力的大小和方向 1.安培力的大小当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时,F =______,这是一般情况下的安培力的表达式,以下是两种特殊情况:(1)当磁场与电流________时,安培力最大,F max =BIL .(2)当磁场与电流________时,安培力等于零. 2.安培力的方向(1)安培力:____________在磁场中受到的力. (2)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指________,并且都与手掌在同一个平面内.让磁感线从掌心进入,并使四指指向________的方向,这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.(3)两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相______,异向电流互相________.考点一 安培定则的应用和磁场的叠加 1.安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场(1)确定磁场场源,如通电导线.(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图所示为M 、N 在c 点产生的磁场.(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场.【典例剖析】例1.(多选)下列说法正确的是( )A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=FIL,即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的例2.如图所示,a、b两根垂直纸面的直导线通有等值的电流,两导线旁有一点P,P点到a、b距离相等,关于P点的磁场方向,以下判断正确的是( )A.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,则P点的磁场方向向右B.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸里,则P点的磁场方向向左C.a中电流方向向纸里,b中电流方向向纸外,则P点的磁场方向向右D.a中电流方向向纸外,b中电流方向向纸外,则P点的磁场方向向左例3.如图所示,两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2,与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点,a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等,b是两根导线连线的中点,b、d连线与两根导线连线垂直.则( )A.I2受到的安培力水平向左B.b点磁感应强度为零C.d点磁感应强度的方向必定竖直向下D.a点和c点的磁感应强度不可能都为零例4.(多选)如图,三根相互平行的固定长直导线L 1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反.下列说法正确的是( )A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1例5.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。
磁场教案优秀5篇作为一名专为他人授业解惑的人民教师,就不得不需要编写教案,编写教案有利于我们弄通教材内容,进而选择科学、恰当的教学方法。
那么应当如何写教案呢?它山之石可以攻玉,以下内容是本文范文为您带来的5篇《磁场教案》,亲的肯定与分享是对我们最大的鼓励。
电流的磁场教案篇一教学要求:1、知道磁场对电流存在力的作用,知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向,以及磁感线方向有关系。
改变电流方向,或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。
能说明通电线圈在磁场中转动的道理。
2、知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。
3、培养、训练学生观察能力和从实验事实中,归纳、概括物理概念与规律的能力。
教学过程一、引人新课首先做直流电动机通电转动的演示实验,接着提出问题:电动机为什么会转动?要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现——电流周围存在着磁场,并通过磁场对磁体发生作用,即电流对磁体有力的作用,再让我们逆向思索,磁体对电流有无力的作用呢?即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢?现在就让我们共同沿着这一逆向思索所形成的猜想,设计实验,进行探索性的研究。
板书:四、研究磁场对电流的作用二、演示实验板书:1、实验研究:1、介绍实验装置的同时说明为什么选择这些实验器材,渗透实验的设计思想。
2、用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格,如下:3、按照实验过程,把课本1、2两个实验,用边演示,边指导观察,边提出问题的方式,连续完成。
要求学生完成观察演示实验的记录和思考回答表中的问题:“通电铜棒在磁场中,运动的原因是什么?”这样做,一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用,二是进一步巩固、深化力的概念。
4、对学生通过观察,归纳概括出的结果,要做小结:(板书小结如下)通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向与电流方向、磁感线方向是相互垂直的、不论是改变电流方向,还是改变磁场方向,都会改变力的方向三、应用板书:2、实验结论的应用:1、出示线圈在磁场中的演示实验装置,并提出问题让学生思考:应用上面实验研究的结论,分析判断通电的线圈在磁场中会发生什么现象?2、出示方框线圈在磁场中的直观模型,并用小黑板或幻灯片把模型的平面图展示出来,以助学生思考。
高中物理磁场教案及反思一、教学目标1. 让学生了解磁场的概念,理解磁场的基本性质和特点。
2. 掌握磁感线的绘制方法和特点,能够运用磁感线描述磁场的分布。
3. 学习磁场对电流的作用,理解安培力定律和洛伦兹力定律。
4. 通过实验和观察,培养学生的观察能力和实践能力,提高学生对物理现象的探究能力。
二、教学内容1. 磁场的概念:磁场、磁力线、磁感应强度。
2. 磁感线的绘制:磁感线的性质、磁感线的绘制方法。
3. 磁场对电流的作用:安培力定律、洛伦兹力定律。
4. 磁场实验:奥斯特实验、电磁感应实验。
三、教学重点与难点1. 重点:磁场的概念、磁感线的绘制方法、磁场对电流的作用。
2. 难点:磁感线的绘制方法、磁场对电流的作用的计算和理解。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过问题探究磁场的性质和特点。
2. 利用多媒体课件和实验,生动形象地展示磁场和磁感线的概念和特点。
3. 通过小组讨论和实验,培养学生的合作能力和实践能力。
五、教学过程1. 引入:通过奥斯特实验,引导学生思考磁场的存在和特点。
2. 讲解:讲解磁场的概念、磁感线的绘制方法和特点。
3. 练习:让学生通过练习题,巩固磁场和磁感线的基本概念。
4. 实验:进行电磁感应实验,观察和分析磁场对电流的作用。
教案反思:在教学过程中,我发现部分学生对磁感线的绘制方法和磁场对电流的作用的理解存在困难。
针对这一问题,我在课堂上进行了多次示范和讲解,并安排了额外的练习和实验,帮助学生巩固知识。
我也鼓励学生在课堂上积极提问和参与讨论,提高学生的学习积极性和理解能力。
在未来的教学中,我将继续关注学生的学习情况,及时调整教学方法和策略,提高教学效果。
六、教学评价1. 通过课堂提问、练习题和实验报告,评估学生对磁场概念的理解和掌握程度。
2. 观察学生在实验中的操作技能和观察能力,评估学生的实践能力。
3. 收集学生的课堂参与和小组讨论情况,评估学生的合作和沟通能力。
磁场【命题趋向】带电粒子在磁场中的运动问题,综合性较强,解这类问题既要用到物理中的洛仑兹力、圆周运动的知识,又要用到数学中的平面几何中的圆及解析几何知识。
带电粒子在复合场中的运动包括带电粒子在匀强电场、交变电场、匀强磁砀及包含重力场在内的复合场中的运动问题,是高考必考的重点和热点。
【考点透视】一、洛伦兹力:二、带电粒子在匀强磁场的运动2、解题思路及方法圆运动的圆心的确定:(1)利用洛仑兹力的方向永远指向圆心的特点,只要找到圆运动两个点上的洛仑兹力的方向,其延长线的交点必为圆心.(2)利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心三、带电体在复合场或组合场中的运动.复合场是指重力场、电场和磁场三者或其中任意两者共存于同一区域的场;带电体在复合场中的运动(包括平衡),说到底仍然是一个力学问题,只要掌握不同的场对带电体作用的特点和差异,从分析带电体的受力情况和运动情况着手,充分发掘隐含条件,建立清晰的物理情景,最终把物理模型转化成数学表达式,即可求解.一般地,对于微观粒子,如电子、质子、离子等不计重力,而一些实际物体,如带电小球、液滴等应考虑其重力.有时也可由题设条件,结合受力与运动分析,确定是否考虑重力.【命题角度】命题角度1 带电粒子在磁场中运动区域的判定1.如图10-3,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率,沿位于纸面内的各个方向,由小孔口射人磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中.qBmvR=哪个图是正确的?2.如图10-4,真空室内存在匀强磁场,磁场方禹垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大小B=0.06t,磁场内有一块平面感不干板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离l=16cm处,有一个点状的a放射源S,它向各个方向发射a粒子,a粒子的速度都是v=3.0x106m/s,已知a粒子的电荷与质量之比=mq5.0x107C/kg,现只考虑在图纸平面中运动的。
高二物理磁场教案5篇高二物理磁场教案篇1一、教学目标1.在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系,掌握牛顿第三定律的内容.2.牛顿第三定律是通过实验得到的,在这一节课中要充分让学生体会到这一点.通过本节课的教学,要让学生在学习物理知识的同时,学会物理学研究现象、总结规律的方法.二、重点、难点分析1.本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用力的关系,学生不应把对它们的认识只停留在大小和方向上.学生应该掌握对作用力和反作用力的正确判断.2.作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处,也有不同之处,学生常常把这两种力混淆.两个相互作用力是大小相等的,但对两个物体产生的效果往往也是不同的,要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识.三、教具1.演示两物体间的相互作用力为弹力的小车、弹簧片、细线;2.演示两物体间的相互作用力为摩擦力的三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒;3.演示两物体间的相互作用力为静电力的通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸;4.演示两物体间的相互作用力为磁场力的小车、磁铁等;5.演示两个学生间相互作用力的小车、绳;6.演示相互作用力大小关系的弹簧秤.四、主要教学过程(一)引入新课人在划船时用桨推河岸,发生了什么现象呢?船离开了岸.这个问题在初中已经研究过,当时对这个问题的解释是:物体间力的作用是相互的.当一个物体对另一个物体施加力的作用时,这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用,我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力.下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系.(二)教学过程设计第六节牛顿第三定律1.物体间力的作用是相互的我们通过几个实验来研究今天的内容.通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系.在实验中大家要注意观察现象,分析现象所说明的问题.实验 1.在桌面上放两辆相同的小车,两车用细线套在一起,两车间夹一弹簧片.当用火烧断线后,两车被弹开,所走的距离相等.实验2.在桌面上并排放上一些圆杆,可用静电中的玻璃棒.在棒上铺一块三合板,板上放一辆遥控电动玩具小车.用遥控器控制小车向前运动时,板向后运动;当车向后运动时板向前运动.实验 3.用细线拴两个通草球,当两个通草球带同种电荷时,相互推斥而远离;当带异种电荷时,相互吸引而靠近.实验 4.在两辆小车上各固定一根条形磁铁,当磁铁的同名磁极靠近时,放手小车两车被推开;当异名磁极接近时,两辆小车被吸拢.实验5.把两辆能站人的小车放在地面上,小车上各站一个学生,每个学生拿着绳子的一端.当一个学生用力拉绳时,两辆小车同时向中间移动.实验分析:①相互性:两个物体间力的作用是相互的.施力物体和受力物体对两个力来说是互换的,分别把这两个力叫做作用力和反作用力.②同时性:作用力消失,反作用力立即消失.没有作用就没有反作用.③同一性:作用力和反作用力的性质是相同的.这一点从几个实验中可以看出,当作用力是弹力时,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等.④方向:作用力跟反作用力的方向是相反的,在一条直线上.实验 6.用两个弹簧秤对拉,观察两个弹簧秤间的作用力和反作用力的数量关系可以得到以下结论.⑤大小:作用力和反作用力的大小在数值上是相等的.由此得出结论:2.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.教师举几个作用力和反作用力的实例.提问:学生举例说明.既然两个物体间的作用力和反作用力是大小相等的,为什么会出现这种情况:鸡蛋与石头相碰时,鸡蛋破碎而石头不破碎;马拉车时,车会向前走而马不后退呢?鸡蛋碰石头和石头碰鸡蛋的都是鸡蛋破碎,同样大小的力作用在两个物体上会产生不同的效果.效果不同是什么原因呢?这个效果由物体本身的特性和物体受到其它力的情况有关.物体能够承受的压强大就不易损坏;物体是否发生运动状态的变化还要看物体受到的其它力的情况.3.作用力、反作用力跟平衡力的区别前面学习物体受到的平衡力的关系时曾提到,它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通过列表的方式加以比较.在列表的同时用相应的例子加以说明.(三)小结本节内容和布置作业五、说明1.牛顿第三定律是从实验中得出的.这里设计的几个实验除实验5外都体现了作用力跟反作用力间的关系,实验5是为提高课堂的活跃程度而设计的.每做一个实验都应把实验装置画在黑板上,并讲清实验装置,留在黑板上的图是为后面分析实验总结出规律用的.2.牛顿第三定律的教学除了让学生掌握定律的内容外,还应通过教学使学生体会研究物理规律的方法.在教学中要培养学生的思考能力,让学生多发表自己的看法.在学生的积极性调动起来后,教师要注意对课堂的控制高二物理磁场教案篇2一、教学简析1.教材分析:本学期期采用的教材为人民教育出版社出版的《物理》选修3-1,共分为三章,分别是第一章静电场、第二章恒定电流、第三章磁场。
高考综合复习——磁场专题复习一磁场、磁场对电流及运动电荷的作用总体感知知识网络考纲要求命题规律1.从近几年的高考试题可以看出,考查热点主要集中在:①安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动;②带电粒子在复合场中的运动。
2.纵观近几年高考题可以看出题型包括选择、填空和计算题;选择和填空侧重考查磁场的基本概念,安培力的简单应用,带电粒子在磁场中的运动;计算题则侧重考查带电粒子在复合场中的运动,与电磁感应相结合的问题。
通过对近几年高考试题的分析可以看出,由于复合场问题综合性较强,覆盖考点较多,预计今后的高考中仍将是一个热点。
复习策略1.熟悉六大磁场分布要熟悉那些常见的磁场的磁感线的分布情况(不仅熟悉它们的平面分布情况,也要熟悉它们的立体分布情况),达到“心中有图”的程度,只有这样,才能为该部分内容的学习打好基础。
2.处理相关安培力问题时要注意图形的变换安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面,即一定垂直于B和I,但B和I不一定垂直。
有关安培力的力电综合题往往涉及到三维立体空间问题,如果我们变三维为二维便可变难为易,迅速解题。
3.判断安培力作用下通电导体和通电线圈运动方向的方法①电流元法:即把整段电流等效为多段直流电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向,最后确定运动方向。
②特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向。
③等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。
④结论法:结论一,两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;结论二,两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
4.带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题当带电粒子垂直进入匀强磁场,且仅受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动时,此时洛伦兹力充当向心力,即。
高中物理磁场优秀教案
教学目标:
1. 了解磁场的基本概念和性质
2. 熟悉磁场的产生方式和特点
3. 掌握磁场的作用规律和应用领域
教学内容:
1. 磁场的定义和特点
2. 磁场的产生方式
3. 磁场的作用规律
4. 磁场在生活中的应用
教学准备:
1. 课件或教材
2. 演示用的磁铁和铁条
3. 实验仪器,如磁力计等
教学步骤:
一、导入新知识(5分钟)
教师引入磁场的概念,并让学生讨论磁场对我们日常生活的影响和应用。
二、讲解磁场基本概念(15分钟)
1. 介绍磁场的定义和特点
2. 说明磁场的产生方式和磁场的单位
3. 展示磁场的特性和规律
三、进行实验演示(20分钟)
教师进行实验演示,展示磁铁对铁条的吸引和排斥现象,并让学生通过实验观察和感受磁场的作用。
四、讲解磁场的作用规律(15分钟)
1. 介绍磁场对电荷的影响
2. 解释电磁感应现象和洛伦兹力定律
3. 探讨磁场在电子设备和磁共振成像中的应用
五、课堂小结与讨论(5分钟)
总结课堂内容,梳理学生对磁场的理解和掌握程度,鼓励学生提出问题和思考。
六、家庭作业布置(5分钟)
布置相关作业,要求学生巩固复习本节课内容,并提出自己的见解和思考。
教学反思:
通过本节课的教学,学生可以系统地了解和认识磁场的基本概念和性质,培养学生对磁场的兴趣和好奇心,激发学生对物理学的学习热情,提高学生的实验操作能力和科学素养。
同时,要注重学生的主动参与和思考,引导学生树立正确的科学观念和方法论,促进学生综合素质的全面发展。
《磁场》教案共3篇《磁场》教案1一、教学目标1.了解磁场的概念,掌握磁场和磁力线的性质。
2.了解安培定则和洛伦兹力,掌握磁感应强度的计算方法。
3.能够解决一些有关磁场的实际问题。
二、教学重点1.磁场和磁力线的性质2.安培定则和洛伦兹力3.磁感应强度的计算方法三、教学难点1.解决实际问题时如何运用磁场的知识四、教学方法1.理论教学与实验教学相结合。
2.探究式学习。
五、教学准备1.课件、PPT2.磁铁、磁针、螺线管等实验器材3.以磁场为主题的实例题和案例六、教学过程1.引入环节(1)通过一组有关磁场的实例或图片展示引导学生注意磁场的存在和性质,激发学生学习磁场的兴趣。
(2)提出问题:为什么物体的运动会受到磁场的影响?2.知识讲解(1)定义:磁场是由电荷在运动中所产生的磁效应的表现,是一种物理量,与电荷运动相关。
(2)磁力线磁力线是描述磁场的工具,它们是磁力的矢量表示。
磁力线的性质如下:a. 磁力线始终指向磁场的方向b. 磁力线不会交叉,始终呈封闭曲线c. 磁力线密集程度代表了磁场强度。
(3)磁感应强度磁感应强度是表示磁场强度的物理量,用B表示,是单位面积垂直于磁感线的区域内磁通量ϕ的比值。
(4)安培定则以右手法则或者洛伦兹力公式,通过电流、电荷、磁通量等量之间的关系,揭示了在磁场中电荷、电流、磁场的相互作用关系。
(5)洛伦兹力洛伦兹力描述了带电粒子在磁场中受到的力,它与带电粒子的电荷、速度和磁场强度有关。
3.实验环节通过给学生展示磁铁、磁针、螺线管等实验器材的运用,体验并验证磁场的存在和磁场对带电粒子的影响。
4.案例分析通过介绍一些实际问题,如电动机的运行原理、MRI的成像原理等,引导学生深入理解磁场的运用。
七、教学总结通过此次授课,基本完成了磁场相关的知识学习任务。
不过学生在解决实际问题时可能会遇到一些难点,需要继续加强对教学内容的理解和应用能力的提升。
《磁场》教案2课程名称:磁场课程时间:2课时适用年级:高中一年级教学目标:1. 了解磁场的概念、特征和产生方式。
《磁场》教案【优秀8篇】《磁场》教案篇一一、__思想“场”是物理学中一个重要概念,“磁场”看不见,摸不到,十分抽象,难于理解。
初中学生又是首次接触“场”这个概念,学习的难度较大。
本节课的__宗旨是要充分运用学生在生活中积累的实践经验,采用“类比”的方法,促使学生把生活实际中认识“风”的方法、手段“迁移”到物理课堂上,使学生认识磁场的存在,找到形成磁场概念的途径,最大限度地参与到教学活动过程中来,得到科学思维方法的启迪。
二、教学目标的确立1.知识与技能(1)知道磁体周围存在磁场;(2)知道磁感线可以用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的;(3)知道地球周围有磁场以及地磁场的南北极。
2.过程与方法(1)观察磁体之间的相互作用,感知磁场的存在;(2)通过亲历“磁场”概念的建立过程,进一步明确“类比法”、“转换法”、“理想模型法”等科学思维方法。
3.情感、态度与价值观通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就,进一步提高学习物理的兴趣。
三、重点难点的确立重点:磁场的概念。
难点:磁场和磁感线。
四、实验器材及教学媒体的选择与使用风力演示仪(自制)、条形磁体、磁针、铁屑、实物投影仪等。
五、教学过程设计(一)创设情境引入新课教师手端着磁针,站在远离讲台的位置,磁针指向南北。
【问题导引】:在上一节课里,我们已经知道,磁体具有指南北的性质,现在请你们判断:教室的哪个方向是南?【实验演示】:教师把磁针放在讲台上,磁针立即发生了偏转,不再指南北了,在学生惊诧目光的注视下,教师把讲台上的报纸揭开,发现讲台上有一个大磁铁。
【问题导引】:磁针在刚才的那个空间里能够指南北,到了磁铁周围的空间就不再指南北了,那么磁铁周围的空间与其它空间有什么不同呢?在磁铁周围的空间存在着一种物质,这种物质能够使磁针偏转,这种物质叫做磁场。
今天我们就来研究磁场。
(二)新课教学【问题导引】:请同学们注意观察磁体周围的磁场是什么样子的?结论:磁场是看不见摸不到的,无法直接观察。
2013高考物理二轮复习精品资料专题08 磁场【2013考纲解读】带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个难点,也是高考的热点。
在历年的高考试题中几乎年年都有这方面的考题。
带电粒子在磁场中的运动问题,综合性较强,解这类问题既要用到物理中的洛仑兹力、圆周运动的知识,又要用到数学中的平面几何中的圆及解析几何知识。
带电粒子在复合场中的运动包括带电粒子在匀强电场、交变电场、匀强磁砀及包含重力场在内的复合场中的运动问题,是高考必考的重点和热点。
纵观近几年各种形式的高考试题,题目一般是运动情景复杂、综合性强,多把场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系以及交变电场等知识有机地结合,题目难度中等偏上,对考生的空间想像能力、物理过程和运动规律的综合分析能力,及用数学方法解决物理问题的能力要求较高,题型有选择题,填空题、作图及计算题,涉及本部分知识的命题也有构思新颖、过程复杂、高难度的压轴题。
【重点知识整合】一、洛伦兹力:1、产生洛伦兹力的条件:(1)电荷对磁场有相对运动.磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用.(2)电荷的运动速度方向与磁场方向不平行.2、洛伦兹力大小:当电荷运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力为零;当电荷运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大,等于q υB ;3、洛伦兹力的方向:洛伦兹力方向用左手定则判断4、洛伦兹力不做功.二、带电粒子在匀强磁场的运动1、带电粒子在匀强磁场中运动规律初速度的特点与运动规律(1)00=v 0=洛f 为静止状态(2)B v //0=洛f 则粒子做匀速直线运动(3)B v ⊥ Bqv f =洛,则粒子做匀速圆周运动,其基本公式为: 向心力公式:R v m Bqv 2= 运动轨道半径公式:Bq m v R =; 运动周期公式:Bq m T π2=动能公式:m BqR mv E k 2)(2122== T 或f 、ω的两个特点:T 、f 和ω的大小与轨道半径(R )和运行速率(v )无关,只与磁场的磁感应强度(B )和粒子的荷质比(m q)有关。
荷质比(m q)相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T 、f 和ω相同。
2、解题思路及方法圆运动的圆心的确定:(1)利用洛仑兹力的方向永远指向圆心的特点,只要找到圆运动两个点上的洛仑兹力的方向,其延长线的交点必为圆心.(2)利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心三、带电体在复合场或组合场中的运动.复合场是指重力场、电场和磁场三者或其中任意两者共存于同一区域的场;组合场是指电场与磁场同时存在,但不重叠出现在同一区域的情况.带电体在复合场中的运动(包括平衡),说到底仍然是一个力学问题,只要掌握不同的场对带电体作用的特点和差异,从分析带电体的受力情况和运动情况着手,充分发掘隐含条件,建立清晰的物理情景,最终把物理模型转化成数学表达式,即可求解.解决复合场或组合场中带电体运动的问题可从以下三个方面入手:1、动力学观点(牛顿定律结合运动学方程);2、能量观点(动能定理和机械能守恒或能量守恒);3、动量观点(动量定理和动量守恒定律).一般地,对于微观粒子,如电子、质子、离子等不计重力,而一些实际物体,如带电小球、液滴等应考虑其重力.有时也可由题设条件,结合受力与运动分析,确定是否考虑重力.【高频考点突破】考点一 磁场对通电导线的作用力例1、电磁轨道炮工作原理如图3-10-1所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I 从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I 成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是( )A .只将轨道长度L 变为原来的2倍B .只将电流I 增加至原来的2倍C .只将弹体质量减至原来的一半D .将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L 变为原来的2倍,其他量不变【答案】BD【解析】 设导电弹体长度为l ,则弹体所受安培力为F 安=BIl ,由动能定理得:BIlL =12mv 2,因磁感应强度的大小B 与轨道电流I 成正比,有B =kI ,所以得kI 2lL =12mv 2.只将轨道长度L 变为原来的2倍,其速度将增加至原来的2倍,A 错误;只将电流I 增加至原来的2倍,其速度将增加到原来的2倍,B 正确;只将弹体质量m 减至原来的一半,其速度将增加至原来的2倍,C 错误;将弹体质量m 减至原来的一半,轨道长度L 变为原来的2倍,其他量不变,其速度将增加至原来的2倍,D 正确.【点评】 本题以近代科技在国防中的应用为背景考查通电导体在磁场中的运动问题,可应用动能定理分析电磁炮射出时的速度与电流、质量及轨道长度的关系,明确磁感应强度随电流的变化关系是解题的关键.【变式探究】如图3-10-2所示,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )A .z 正向,mg IL tan θB .y 正向,mg ILC .z 负向,mg ILtan θ D .沿悬线向上,mg ILsin θ图3-10-2若磁感应强度方向沿悬线向上,根据左手定则,直导线所受安培力方向如图所示(侧视图),直导线不能平衡,所以选项D 错误.难点二 带电粒子在磁场中的运动解析带电粒子在磁场中运动的问题,应画出运动轨迹示意图,确定轨迹圆的圆心是关键.常用下列方法确定圆心:①已知轨迹上某两点速度方向,作出过两点的速度的垂线,两条垂线的交点即圆心;②已知轨迹上两个点的位置,两点连线的中垂线过圆心.带电粒子在磁场中运动侧重于运用数学知识(圆与三角形知识)求解,带电粒子在磁场中偏转的角度、初速度与磁场边界的夹角往往是解题的关键,角度是确定圆心、运动方向的依据,更是计算带电粒子在磁场中运动时间的桥梁,如带电粒子在磁场中运动的时间为t =α2πT (α是圆弧对应的圆心角).带电粒子在磁场中的运动半径不仅关联速度的求解,而且在首先确定了运动半径的情况下,可利用半径发现题中隐含的几何关系.例2、如图3-10-3所示,在0≤ x ≤ a 、0≤ y ≤a 2范围内有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B .坐标原点O 处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy 平面内,与y 轴正方向的夹角分布在0~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a 2到a 之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的:(1)速度大小;(2)速度方向与y 轴正方向夹角的正弦.【答案】 (1)(2-62)aqB m (2)6-610【解析】 设粒子的发射速度为v ,粒子做圆周运动的轨道半径为R .由牛顿第二定律得qvB =mv 2R 解得R =mv qB当a 2<R <a 时,如图所示,在磁场中运动时间最长的粒子其轨迹是圆心为C 的圆弧,圆【点评】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的最长时间为T 4,其运动轨迹所对应的圆心角为90°,据此画出运动轨迹进行求解.确定带电粒子在磁场中做匀速圆周运动圆心的方法有:①圆心位于轨迹上某两点速度方向垂线的交点上;②将轨迹上的两位置连成弦,圆心就在弦的中垂线上;③将两个速度方向延长相交,圆心就在两速度方向夹角的补角的角平分线上.难点三 带电粒子在复合场中的运动问题1.复合场是指在空间某一区域内同时存在着重力场、电场、磁场中的两种场或三种场的情况,常见的复合场有电场与重力场、磁场与电场、磁场与电场及重力场等.2.带电粒子在复合场中常见的运动形式(1)当带电粒子在复合场中所受合力为零时,粒子处于静止或匀速直线运动状态.(2)当带电粒子所受合力提供向心力时,粒子做匀速圆周运动.(3)当带电粒子所受合力变化且速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动.如果做曲线运动,则需要根据功能关系求解,需要注意的是这种情况下要把握住洛伦兹力不做功这一特点.3.几种典型的复合场实例:速度选择器、质谱仪等.4.带电粒子在复合场中的运动问题的处理方法带电粒子在复合场中的运动问题是电磁学知识和力学知识的综合应用,分析方法和力学问题的分析方法基本相同,可利用动力学观点、能量观点来分析,不同之处是多了电场力、洛伦兹力.例3、如图3-10-4所示,在平面坐标系xOy 内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E ,第Ⅰ、IV 象限内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场.一带正电的粒子从第III 象限中的Q 点(-2L ,-L )以速度v 0沿x 轴正方向射出,恰好从坐标原点O 进入磁场,然后又从y 轴上的P (0,-2L )点射出磁场.不计粒子重力,求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径r ;(2)粒子的比荷 q m和磁场的磁感应强度大小B ;(3)粒子从Q 点出发运动到P 点的时间t .【答案】(1)2L (2)v 202LE 2E v 0 (3)(2+3π2)L v 0 【解析】 (1)设粒子的质量和所带电荷量分别为m 和q ,粒子在电场中做类平抛运动,到达O 点时沿y 轴方向速度为v y ,在电场中运动时间为t 1.在电场中由类平抛运动得2L =v 0t 1L =v y 2t 1 解得v y =v 0,t 1=2L v 0所以粒子在O 点时速度v 方向与x 轴的夹角为45°.如图所示,可知r =2L(2)设粒子在电场中运动的加速度大小为a ,则qE =mav y =at 1解得q m =v 202LE粒子在磁场中运动的速度v =2v 0,由牛顿第二定律,有Bqv =mv 2r解得B =mv qr =2E v 0(3)粒子在磁场中运动的周期T =2πr v =2πL v 0故粒子在磁场中运动的时间t 2=34T =3πL 2v 0所以粒子从Q 点出发运动到P 点的时间t =t 1+t 2=(2+3π2)L v 0【点评】 正确分析带电粒子的受力情况和运动特征是解决带电粒子在复合场中运动的前提.结合运动轨迹找出空间定量关系和隐含条件是准确分析带电粒子在匀强磁场中运动的重要方法.【变式探究】如图3-10-5所示,匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向水平且垂直纸面向里,有两个带电小球a 和b ,a 恰能在垂直于磁场方向的竖直平面内做半径r =0.8 m 的匀速圆周运动,b 恰能以v =2 m/s 的水平速度在垂直于磁场方向的竖直平面内向右做匀速直线运动.小球a 、b 质量m a =10 g ,m b =40 g ,电荷量q a =1×10-2C ,q b =2×10-2C ,g =10 m/s 2.求:(1)小球a 和b 分别带什么电?电场强度E 与磁感应强度B 分别为多大?(2)小球a 做匀速圆周运动绕行方向是顺时针还是逆时针?速度v a 为多大?(3)设小球b 的运动轨迹与小球a 的运动轨迹的最低点相切,当小球a 运动到最低点即切点时,小球b 也同时运动到切点,a 、b 相碰后合为一体,碰后的共同速度为2.4 m/s ,在相碰结束的瞬间,其加速度为多大?【答案】(1)正电 正电 10 N/C 5 T(2)逆时针 4 m/s (3)3.2 m/s 2【解析】 (1)小球a 在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,则电场力和重力的合力为零,电场力方向向上,所以小球a 带正电,且有 m a g =q a E 解得E =10 N/C小球b 做匀速直线运动,则其所受合力为零,带正电,且有m b g =q b vB +q b E 解得B =5 T(2)小球a 做匀速圆周运动绕行方向是逆时针方向.由q a Bv a =m a v 2a r解得v a =q a Br m a=4 m/s (3)碰后的共同速度与a 、b 相碰前的速度方向相同,由牛顿第二定律得(m a +m b )a =(q a +q b )E +(q a +q b )vB -(m a +m b )g解得a =3.2 m/s 2【难点探究】难点一 带电体在磁场中的运动解带电粒子在磁场中运动的题,除了运用常规的解题思路(画示意图、找“圆心”、定“半径”)之外,往往更侧重于运用数学知识(尤其是几何和三角知识)进行分析.一般情况下,在题目涉及的众多的物理量和数学量中,“角度”是最最关键的一个量,它可以帮助我们找圆心、定方向、求时间,所以角度既是建立几何量与物理量之间关系式的一个纽带,又是沟通几何图形与物理模型的桥梁;其次是半径,在审题过程中首先计算出带电粒子的运动半径,有利于进一步发现题中隐含的几何关系,同时,半径也是关联速度的重要物理量.例1、可控热核聚变反应堆产生能量的方式和太阳类似,因此,它被俗称为“人造太阳”.热核反应的发生,需要几千万度以上的高温,因而反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器可装.人类正在积极探索各种约束装置,磁约束托卡马克装置就是其中一种.如图3-10-1所示为该装置的简化模型.有一个圆环形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,已知其截面内半径为R1=1.0 m,磁感应强度为B=1.0 T,被约束粒子的比荷为=4.0×107 C/kg,该带电粒子从中空域与磁场交界面的P点以速度v0=4.0×107 m/s,沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用,不计带电粒子的重力).(1)为约束该粒子不穿越磁场外边界,求磁场区域的最小外半径R2.(2)若改变该粒子的入射速度v,使v=v0,求该粒子从P点进入磁场开始到第一次回到P 点所需要的时间t.如图所示,由几何关系得=R2-RR2=(1+)m=2.41 m(2)设粒子此时在磁场中做圆运动的半径为r,则如图所示,由几何关系得=R2-RR2=(1+)m=2.41 m设粒子此时在磁场中做圆周运动的半径为r,则如图所示,由几何关系得θ=arctan=30°,∠POP′=60°故带电粒子进入磁场绕圆心O′转过360°-(180°-60°)=240°又回到中空部分,粒子的运动轨迹如图所示,故粒子从P点进入磁场到第一次回到P点时,粒子在磁场中运动时间为t1=3×=2TT=粒子在中空部分运动时间为t2=,粒子运动总时间为t=t1+t2==5.74×10-7s。