第十章 磁场第一节学案
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1.磁场磁感线学习目标:1.[物理观念]知道磁场、磁感线的概念,了解安培定则,知道一切磁相互作用都是通过磁场实现的。
2.[科学思维]掌握磁感线的特点,会用安培定则判断几种常见磁场的磁感线的方向,能解决有关的问题。
3.[科学探究]通过实验探究几种常见磁场的磁感线方向与电流方向的关系,进一步理解安培定则。
4.[科学态度与责任]认识磁的应用对生产、生活和科学发展的作用,培养学生的学习兴趣和探索科学的精神。
一、我国古代对磁现象的认识及应用1.我国古代四大发明之一的指南针,也就是磁针。
2.任何磁体,不管形状如何都有两个位置磁性最强,称为磁体的两个极,一个叫N极,一个叫S极。
说明:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
二、磁场与磁感线1.磁场(1)定义:磁体周围分布着磁场。
(2)特点:一切磁体相互作用都是通过磁场实现的。
(3)方向:小磁针N极受力的方向,就是该处磁场的方向。
2.磁感线(1)磁感线:人们用磁感线来形象地描述磁场的方向和强弱。
(2)磁感线的特点:①曲线上每一点的切线方向为该点的磁场方向。
②曲线的疏密表示磁场的强弱。
3.磁场是一种物质,磁体和电流在自己周围空间会产生磁场,而磁场的基本特性就是对处在它里面的磁体或电流有力的作用,这些作用是通过磁场来传递的。
注意:磁感线是一些假想的曲线,是闭合的曲线,没有起始和终止位置。
三、安培定则1.直线电流的磁场:用右手握住通电导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致;则弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
2.环形电流的磁场:如果右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向是环形电流轴线上磁感线的方向。
说明:通电螺线管的磁场:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟螺线管电流方向一致,拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向,或拇指指向螺线管的N极。
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。
课前预习(基础回顾) 一、磁场 磁感应强度1.下列说法正确的是( )A.电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C.把一小段通电直导线放磁场中某点时受到的磁场力F 与导线的长度L 、通过的电流I 乘积的比值B =F /IL 即该点的磁感应强度D.磁感应强度B =F /IL 只是定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与F 、I 、L 以及通电导线在磁场中的方向无关。
思考1、如何理解磁感应强度及其矢量性?对应练习1.有一小段通电导线,长为1cm ,电流为5A ,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N ,则该点的磁感应强度可能( )A. B=2TB. B >2TC. B ≤2TD. B <2T二、安培定则例2.如图,位于b 、c 、d 处的三根通电直导线垂直纸面放置,电流大小相同,方向如图所示。
a 点是bd 的中点。
则a 点磁感应强度方向( )A .垂直纸面指向纸里B .垂直纸面指向纸外C .沿纸面由a 指向bD .沿纸面由a 指向c 思考2、安培定则的内容?对应练习2、如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N 极指向右,试判断电源的正负极。
三、安培力例3.写出如图所示的通电直导线所受的安培力:导线长为L ,电流为I ,磁感应强度为B ,导线与磁感应强度之间夹角为θ思考3:如何计算安培力大小和判断安培力方向?对应练习3(09海南).一根容易形变的弹性导线,两端固定。
导线中通有电流,方向如图中箭头所示。
当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是课堂合作探究一、 安培力作用下导体的平动和转动 例题1.如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I 时,导线的运动情况是(从上往下看)A .顺时针方向转动,同时下降B .顺时针方向转动,同时上升C .逆时针方向转动,同时下降D .逆时针方向转动,同时上升例题2.如图所示,当相互靠近的两个线圈通以如图所示的电流时,如何运动?(等效分析法)例题3.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,当给导线通以垂直纸面向外的电流时( )A.磁铁对桌面的压力增大B. 磁铁对桌面的压力减少C.磁铁受桌面摩擦力减少D. 磁铁受桌面摩擦力增大方法总结:电流元法、特殊位置法、等效法、结论法、转换研究对象法二、 安培力作用下导体棒的平衡和加速例4.如图所示,PQ 和MN 为水平,平行放置的金属导轨,相距1m ,导体棒abNS跨放在导轨上,棒的质量为m =0.2kg ,棒的中点用细绳经滑轮与物体连接,物体质量为M =0.3kg ,棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,匀强磁场的磁感强度B =2T,方向垂直向下,为使物体匀速上升,应在棒中通入多大电流?方向如何?例题5.如图所示,光滑导轨与水平面成α角,导轨宽L 。
第1节《磁现象和磁场》学案基础知识1、磁现象天然磁石的主要成分是,现使用的磁铁多是用、、等金属或用制成的。
天然磁石和人造磁铁都叫做,它们能吸引的性质叫磁性(。
磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最的区域叫磁极。
能够自由转动的磁体,静止时指的磁极叫做南极(S极),指的磁极叫做北极(N极)。
2、电流的磁效应(1)自然界中的磁体总存在着个磁极,同名磁极相互,异名磁极相互。
(2)丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的,著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方,通电时。
3、磁场:磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过发生的。
4、磁性的地球:地磁南极在地理极附近,地磁北极在地理极附近。
巩固练习1、奥斯特实验说明了()A、磁场的存在B、磁场具有方向性C、通电导线周围存在磁场D、磁体间有相互作用2、下列关于磁场的说法中,正确的是( )A、只有磁铁周围才存在磁场B、磁场是假想的,不是客观存在的C、磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生D.磁极与磁极,磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用3、磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用示意图,以下正确的是()A、磁体磁场磁体B、磁体磁场电流C、电流电场电流D、电流磁场电流4、首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是( )A.安培B.法拉第C.奥斯特D.特斯拉5 、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6 关于地磁场,下列叙述正确的是()A.地球的地磁两极和地理两极重合B.我们用指南针确定方向,指南的一极是指南针的北极C.地磁的北极与地理的南极重合D.地磁的北极在地理南极附近1。
08级艺术班学案——磁场1、静电场和磁场对比:A.电场线不闭合,磁感线闭合;B.静电场和磁场都可使运动电荷发生偏转;C.静电场和磁场都可使运动电荷加速;D.静电场和磁场都能对运动电荷做功。
2、关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线3、如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环以轴心沿如图方向转动时,则a、b、c、d四个小磁针的运动情况是A.a、b、d不动,c的N极朝纸外。
B.a、b、d的N极朝纸内,c的N极朝纸外。
C.d不动,c的N极朝纸外。
a、b的N极朝纸内D.a、b、d的N极朝纸外,c的N极朝纸内。
4、一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图所示,那么这束带电粒子可能是A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.问左飞行的负离子束5、如图所示,水平导线中通有稳恒电流I,导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同,其后电子将A.沿路径a运动B.沿路径b运动C.沿原方向匀速运动D.沿原方向减速运动6、带电粒子(不计重力)可能所处的状态是()①在磁场中处于平衡状态②在电场中做匀速圆周运动③在匀强磁场中做抛体运动④则在匀强电场中做匀速直线运动:A、①②B、①③C、②③D、②④7、带电为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是A.只要速度大小相同,所受洛仑兹力就相同B .如果把+q 改为-q ,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变C .洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D .粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能不变8.如图9-2.6所示是磁场对直线电流的作用力判断,其中正确是( )二、填空题9、一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方向是 .10、匀强磁场中有一段长为0.2m 的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A 的电流时,受到60×10-2N 的洛伦兹力,则磁场的磁感强度是 特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是 特.11、三个速率不同的同种带电粒子,如图所示沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入,从下边缘飞出时,对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°它们在磁场中运动时间比为 。
初中物理磁场教案设计一、教学目标1. 让学生了解磁场的概念,知道磁场是客观存在的。
2. 让学生掌握磁场的基本性质,了解磁场的方向和强度。
3. 让学生学会使用磁感线来描述磁场,理解磁感线的特点和作用。
4. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 磁场的概念:磁场是什么,磁场的基本性质。
2. 磁场的方向:磁场线的方向,磁场的南北极。
3. 磁场的强度:磁感线的疏密,磁感应强度。
4. 磁感线:磁感线的定义,磁感线的特点,磁感线在磁场中的应用。
5. 磁场与电流:电流产生磁场,磁场对电流的作用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:磁场的基本性质,磁感线的概念和作用。
2. 教学难点:磁感线的绘制,磁场与电流的关系。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究磁场的性质和特点。
2. 利用实验演示,让学生直观地感受磁场的存在和作用。
3. 运用多媒体辅助教学,帮助学生形象地理解磁感线和磁场的关系。
4. 采用小组讨论法,培养学生的合作意识和团队精神。
五、教学过程1. 引入新课:通过一个小实验,让学生感受磁场的存在,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解磁场的基本性质,引导学生认识磁场的重要性。
3. 讲解磁场的方向,让学生了解磁场的南北极和磁场线的规律。
4. 讲解磁场的强度,让学生通过实验观察磁感线的疏密与磁场强度的关系。
5. 讲解磁感线,让学生学会用磁感线描述磁场,并了解磁感线在实际应用中的作用。
6. 讲解磁场与电流的关系,让学生了解电流产生磁场,磁场对电流的作用。
7. 课堂练习:让学生运用所学知识解决实际问题,巩固所学内容。
8. 总结与反思:对本节课的内容进行总结,引导学生思考磁场在现实生活中的应用。
9. 布置作业:让学生通过课后练习,进一步巩固磁场相关知识。
10. 课后辅导:针对学生作业中出现的问题进行解答和指导。
六、教学评价1. 评价方式:采用课堂表现、课后作业和实践操作相结合的方式进行评价。
2. 评价内容:(1)磁场的基本性质:了解磁场概念,能描述磁场的基本特点。
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念:在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。
(3)方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式:E =n ΔΦΔt,其中n 为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的欧姆定律,即I =ER +r 。
3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =Blv 。
(2)v ∥B 时,E =0。
二、自感、涡流 1.自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。
(2)自感电动势①定义:在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。
②表达式:E =L ΔIΔt。
(3)自感系数L①相关因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位:亨利(H),1 mH =10-3H,1 μH=10-6H 。
2.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水的漩涡,所以叫涡流。
授课提示:对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1.感应电动势的决定因素(1)由E =n ΔΦΔt 知,感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定,磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时,感应电动势不一定较大。
(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。
2.法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变,磁感应强度发生变化,则ΔΦ=ΔB·S,E =n ΔBΔt S 。
(2)磁感应强度B 不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则ΔΦ=B·ΔS,E =nB ΔSΔt。
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时,则ΔΦ=Φ末-Φ初,E =n B 2S 2-B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。
磁 场专题一 磁场及描述磁场的基本概念重点难点突破一、理解“磁场方向”、“磁感应强度方向”、“小磁针静止时北极的指向”以及“磁感线切线方向”的关系它们的方向是一致的,只要知道其中任意一个方向,就等于知道了其他三个方向.二、正确理解磁感应强度1.磁感应强度是由比值法定义的,磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,由磁场本身的性质决定,与放入的通电导线的电流大小I 、导线长度L 无关,与通电导线是否受安培力无关,即使不放入通电导体,磁感应强度依然存在;2.必须准确理解定义式B =ILF 成立的条件是通电导线垂直..于磁场放置.磁场的方向与安培力的方向垂直;3.磁感应强度是矢量,遵守矢量分解、合成的平行四边形定则.三、安培定则的应用1.判定直线电流形成的磁场方向:大拇指指电流方向,四指指磁场的环绕方向.2.判定环形电流(或通电螺线管)的磁场方向时,四指指电流方向,大拇指指环内中心轴线(或螺线管内部)的磁感线方向.典例精析1.对磁感应强度的理解【例1】以下说法正确的是( )A.电流元在磁场中受磁场力为F ,则B =IL F ,电流元所受磁场力F 的方向即为该点的磁场方向B.电流元在磁场中受磁场力为F ,则磁感应强度可能大于或等于IL F C.磁场中电流元受磁场力大的地方,磁感应强度一定大D.磁感应强度为零的地方,一小段通电直导线在该处一定不受磁场力【解析】判断磁感应强度的大小,需在电流元受力最大的前提下进行,且电流元受磁场力方向与该点磁场方向垂直,故A 错,B 对.电流元在磁场中所受磁场力与其放置的位置有关,电流元受力大的地方磁感应强度不一定大,故C 错.【答案】BD【思维提升】(1)准确理解公式B =ILF 成立的条件是B ⊥I ,即受力最大的前提是解题的关键;(2)准确理解磁感应强度的大小、方向是由磁场本身的性质决定的,不能说B 与F 成正比、与IL 的乘积成反比.【拓展1】一根导线长0.2 m ,通有3 A 的电流,垂直磁场放入磁场中某处受到的磁场力是6×10-2 N ,则该处的磁感应强度大小B 为 0.1 T ;如果该导线的长度和电流都减小一半,则该处的磁感应强度大小为 0.1 T.若把这根通电导线放入磁场中的另外一点,所受磁场力为12×10-2 N ,则该点磁感应强度大小为 ≥0.2 T. 【解析】通电导线垂直放入磁场中,由定义式得B =ILF =2.031062⨯⨯-T =0.1 T 某点的磁感应强度由磁场本身决定,故B =0.1 T 当通电导线在某处所受磁场力一定,将其垂直放入时,对应的B 最小.B min=ILF =2.0310122⨯⨯-T =0.2 T ,故B ′≥0.2 T 2.安培定则的应用【例2】当S 闭合时,在螺线管内部的一根小铁棒被磁化,右端为N极.试判断通电螺线管的极性和电源的极性,这时用绝缘线悬挂的小通电圆环将怎样运动(俯视)?【解析】小磁针(本题中为磁化后的软铁棒)静止时N 极的指向为该点的磁场方向,在螺线管内部磁感线由S 极到N 极,故螺线管内右端为N 极.再根据安培定则及等效法确定电源右端为负极,左端为正极,小通电圆环顺时针转动(同时靠近螺线管).【思维提升】明确磁场方向,小磁针N 极受力方向(或静止时N 极指向)、磁感线在该点的切线方向及磁感应强度B 的方向是同一个方向.明确磁感线在磁体外部是由N 极到S 极,在内部是由S 极到N 极的闭合曲线.【拓展2】弹簧秤下挂一条形磁棒,其中条形磁棒N 极的一部分位于未通电的螺线管内,如图所示.下列说法正确的是( AC )A.若将a 接电源正极,b 接负极,弹簧秤示数将减小B.若将a 接电源正极,b 接负极,弹簧秤示数将增大C.若将b 接电源正极,a 接负极,弹簧秤示数将增大D.若将b 接电源正极,a 接负极,弹簧秤示数将减小【解析】条形磁铁在本题中可以看做小磁针,当a 接电源正极时,条形磁铁的N 极方向与螺线管的磁感线方向相反,相互排斥,示数减小,A 对,B 错;同理C 对,D 错.3.安培定则与磁感应强度的矢量性【例3】如图所示,互相绝缘的三根无限长直导线的一部分ab 、cd 、ef 组成一个等边三角形.三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示.O为三角形的中心,M 、N 分别为O 关于ab 、cd 的对称点.已知三电流形成的合磁场在O 点的磁感应强度的大小为B 1,在M 点的磁感应强度大小为B 2,此时合磁场在N 点的磁感应强度的大小为 .若撤去ef 中的电流,而ab 、cd 中电流不变,则N 点的磁感应强度大小为 .【解析】设每根电流线在O 点产生的磁感应强度大小为B 0,ef 、cd 在M 点产生的磁感应强度大小为B 0′,则在O 点有B 1=B 0① 在M 点有B 2=2B 0′+B 0②在N 点有B N =B 0=B 1撤去ef 中的电流后,在N 点有B N ′=B 0+B 0′ ③由①②③式解得BN ′=221B B + 【答案】B 1;221B B + 【思维提升】直线电流的磁场方向由安培定则确定,直线电流的磁场强弱与电流I 的大小及位置有关,充分利用“对称性”是解本题的关键.【拓展3】三根平行的直导线,分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,如图所示,现使每条通电导线在斜边中点O 所产生的磁感应强度的大小为B .则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何?【解析】根据安培定则,I1与I 3在O 点处产生的磁感应强度相同,I 2在O点处产生的磁感应强度的方向与B 1(B 3)相垂直.又知B 1、B 2、B 3的大小均为B ,根据矢量的运算可知O 处的实际磁感应强度的大小B 0=B B B 5)2(22=+,方向三角形平面内与斜边夹角θ=arctan 2,如图所示.易错门诊【例4】如图所示,电流从A 点分两路通过环形支路再汇合于B 点,已知两个支路的金属材料相同,但截面积不相同,上面部分的截面积较大,则环形中心O 处的磁感应强度方向是 ( )A.垂直于环面指向纸内B.垂直于环面指向纸外C.磁感应强度为零D.斜向纸内【错解】根据磁感应强度的矢量性,在O 点场强很有可能选择C 或D.【错因】对于两个支路的电流产生的磁场在O 点的磁场的大小没作认真分析,故选择C ,有时对方向的分析也不具体,所以容易选择D.【正解】两个支路在O 处的磁感应强度方向均在垂直于圆环方向上,但上面支路的电流大,在O 处的磁感应强度较大,故叠加后应为垂直于纸面向里,选择A.【答案】A【思维提升】认真审题,结合电路的结构特点,分析电流的大小关系,利用矢量合成原理分析O 处的磁感应强度方向.专题二 磁场对电流的作用重点难点突破一、判断通电导体(或磁体)在安培力作用下的运动的常用方法1.电流元受力分析法即把整段电流等效为很多直线电流元,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.特殊位置分析法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置(如转过90°)后再判断所受安培力的方向,从而确定运动方向.3.等效分析法环形电流可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可以等效成环形电流,通电螺线管可等效成很多的环形电流.4.推论分析法(1)两直线电流相互平行时无转动趋势,方向相同时相互吸引,方向相反时相互排斥;(2)两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势.5.转换研究对象法:因为电流之间,电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律,这样定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律来确定磁体所受的电流作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向.二、安培力与力学知识的综合运用1.通电导体在磁场、重力场中的平衡与加速运动问题的处理方法和纯力学问题一样,无非是多了一个安培力.2.解决这类问题的关键(1)受力分析时安培力的方向千万不可跟着感觉走,牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又和电流方向垂直.(2)画出导体受力的平面图.做好这两点,剩下的问题就是纯力学问题了.典例精析1.通电导体在安培力作用下的运动【例1】如图所示,原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流,当在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长导线时(电流方向如图所示),在磁场作用下线圈如何运动?【解析】用电流元分析法:如图(a)直导线周围的磁感线是一簇顺时针的同心圆,我们分别在线圈上找四段电流元A、B、C、D,电流元A、B段的电流与直导线产生的圆形磁场相切,不受安培力,电流元C和D用左手定则分析判断其受安培力方向为垂直纸面向里和垂直纸面向外.由此可以判断线圈将以AB为转轴从左向右看逆时针转动.用等效法分析:把通电线圈等效成放在O点N极指向纸外的小磁针;而通电直导线在O点产生的磁场是垂直于直径AB向上,所以小磁针指向纸外的N极向上转动,即从左向右看线圈将逆时针转动.用特殊位置分析法:设线圈转动90°到与直导线重合的位置(如图b),直线电流左边的磁场向纸外,右边的磁场向纸里,再用左手定则分别判断线圈的左边和右边所受安培力方向均向左,即线圈将向左靠近直导线.用推论分析法:在线圈转到图(b)位置时,直导线左边的线圈电流向下,与直导线电流方向相反,则两者相互排斥,线圈左边受直导线作用方向向左.线圈在直导线右边部分的电流向上,与直导线电流方向相同,两者相互吸引,即直导线右边部分线圈受安培力方向也是向左的.所以可以判断整个线圈将向左运动.综上所述,线圈整个过程的运动情况是:在以直径AB为轴转动的同时向左平动.【思维提升】(1)在判断通电导体(磁体)在安培力作用下的运动时,通常采用“等效法”、“推论分析法”要比“电流元法”简单,根据需要可用“转换研究对象法”.(2)导体(磁体)受安培力作用下的运动,先要判定是参与“平动”还是“转动”,或者“转动”的同时还参与“平动”,再选择恰当的方法求解.【拓展1】如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心,且垂直于线圈平面,当线圈中通入如图方向的电流后,判断线圈如何运动.【解析】解法一:电流元法首先将圆形线圈分成很多小段,每小段可看做一直线电流,取其中上、下两小段分析,其截面图和受安培力情况如图甲所示.根据对称性可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动.解法二:等效法将环形电流等效成一条形磁铁,如图乙所示,据异名磁极相吸引知,线圈将向左运动.同时,也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流,根据结论“同向电流相吸引,异向电流相排斥”,亦可得到相同的答案.2.安培力与力学知识的综合运用【例2】在倾角为α的光滑斜面上置一通有电流I 、长为L 、质量为m 的导体棒,如图所示.(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向;(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向;(3)若使棒静止在斜面上且要求B 垂直于L ,可外加磁场的方向范围.【解析】此题属于电磁学和静力学的综合题,研究对象为通电导体棒,所受的力有重力mg 、弹力F N 、安培力F ,属于三个共点力平衡问题.棒受到的重力mg ,方向竖直向下,弹力垂直于斜面,大小随安培力的变化而变化;安培力始终与磁场方向及电流方向垂直,大小随磁场方向不同而变.(1)由平衡条件可知:斜面的弹力和安培力的合力必与重力mg 等大、反向,故当安培力与弹力方向垂直即沿斜面向上时,安培力大小最小,由平衡条件知B =ILmg ,所以,由左手定则可知B 的方向应垂直于斜面向上.(2)棒静止在斜面上,且对斜面无压力,则棒只受两个力作用,即竖直向下的重力mg 和安培力F 作用,由平衡条件可知F =mg ,且安培力F 竖直向上,故B =ILmg ,由左手定则可知B 的方向水平向左.(3)此问的讨论只是问题的可能性,并没有具体研究满足平衡的定量关系,为了讨论问题的方便,建立如图所示的直角坐标系.欲使棒有可能平衡,安培力F 的方向需限定在mg 和F N 的反向延长线F 2和F 1之间.由图不难看出,F 的方向应包括F 2的方向,但不能包括F 1的方向,根据左手定则,B 与+x 的夹角θ应满足α<θ≤π【思维提升】本题属于共点力平衡的问题,所以处理的思路基本上和以往受力平衡处理思路相同,难度主要是在引入了安培力,最终要分析的是磁感应强度的方向问题,但只要准确分析了力的方向,那么磁感应强度的问题也就容易了.【例题精析】例1 如图11-6所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,现给导线通以垂直纸面向里的电流。
磁场学案(一)学习目标1.知识与技能(1)知道磁体周围存在磁场。
(2)知道磁感线可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N, S极。
2.过程与方法观察磁体之间的相互作用,感知磁场的存在。
3.情感、态度与价值观通过阅读科学世界里有关地磁场的应用,开阔学生的视野,提高学习物理的兴趣。
(二)学法点拨1.理解磁场概念空气,我们看不见、摸不着,但可以通过流动的空气—风、有意识的呼吸等来说明空气的存在。
同理,磁场看不见、摸不着,我们也可以研究它。
我们是通过它的基本性质—磁场对放人其中的磁体产生力的作用—来证明它的存在,进而对它进行研究的。
2.区分磁场与磁感线(1)磁感线只是帮助我们描述磁场而假想的曲线。
磁场是客观存在的,而磁感线是假想的物理模型,实际并不存在。
(2)磁感线布满磁体周围整个空间,并不只在一个平面上。
(三)阶梯评估1。
磁体间的相互作用是通过_发生的,磁体的周围存在着__ 。
磁场对放入磁场中的磁体能产生_的作用。
2.在磁场中某点能够自由旋转的小磁针静止时_ __极的指向规定为该点磁场的方向。
3。
磁体周围的磁感线都是从磁体的_ 极出来,回到磁体的_ 极。
4.地磁两极跟地理两极并不重合,地磁N极在地理_______极附近,地磁S 极在地理极附近。
5.关于磁场,下列说法不正确的是( )。
A.磁体周围空间存在着磁场B.地球的周围存在着磁场C.地球赤道附近的磁场比较弱D.磁场并非真实存在,而是为了研究方便而假设的关于对磁感线的认识,下6.列说法中不正确的是()A磁感线是为描述磁场而画的一种假想的曲线B.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密,表示磁性越强C.磁体周围的磁感线都是从S极出发回到N极D.同一磁场的任何两根磁感线永远不能交叉7.分别画出图9-3中磁体周围A, B两点的磁场方向。
8.根据磁感线方向,标出如图9-4所示的磁体的磁极和小磁针N极。
9.地球上空做全球探测的飞机,飞到某一位置时,罗盘面上有一个小磁针的N极不指前、不指后,也不指左、不指右,结果N极竖直指向天空,地球上有这样的地方,它在哪里?10.小明已经知道条形磁体周围的磁感线的形状,他想:如果将两个相同的条形磁体的磁极正对着相互靠近,会是什么情况呢?请你为他设计一个实验进行探究。
磁场的教案电流的磁场教案篇一一、电流的磁效应说明:人类很早就留意到了电流的磁效应。
例如:①一名英国商人发现,雷电过后,他的一箱新刀竟然带上了磁性②富兰克林也在实验中发现,在莱顿瓶放电后,附近的缝衣针被磁化了说明:那么电流和磁场之间有什么关系吗?19 世纪,随着对摩擦生热等现象认识的深人,人们逐步相信自然界各种运动之间存在m.huzhidao. 着广泛联系。
除了表面上的一些相似性之外,电和磁之间是否还存在着更深刻的联系?一些科学家相信.答案是肯定的,在实验中寻找这种联系,就成为他们的探索目标。
后来,丹麦物理学家奥斯特首先获得成功。
1820 年,奥斯特发现:把一根导线平行地放在磁针的上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,就好像磁针受到磁铁的作用一样。
这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应问:既然电流能够产生磁场,那么电流的方向和磁场的方向之间是否存在什么关系呢?演示实验实验仪器:直导线、硬纸板、细铁屑、直流电源实验过程:①使直导线穿过一块硬纸板②给导线通电③在硬纸板上均匀地撒一层细铁屑④轻敲硬纸板⑤观察细铁屑的排列情况,以得到电流的方向和磁场的方向之间的关系说明:以安培为代表的法国科学家经过长期实验,总结了直线电流和磁场方向之间的关系,得出了安培定则,具体内容是:右手握住导线,伸直的拇指的方向代表电流的方向,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向问:直线电流的磁场可以用什么图形表示?(一系列的同心圆)问:这些同心圆有何特征?(内紧外松)演示实验实验仪器:环形导线、硬纸板、直流电源、细铁屑实验过程:①把环形导线穿过硬纸板②给导线通电③在硬纸板上均匀地撒一层细铁屑④轻敲硬纸板⑤观察细铁屑的排列情况,以得到电流的方向和磁场的方向之间的关系说明:以安培为代表的法国科学家经过长期实验,总结了环形电流和磁场方向之间的关系,右手握住环形导线.弯曲的四指所指的方向代表电流的方向,拇指所指的方向就是圆环中心周线上的磁感线的方向问:螺线管可以看成由多个环形导线组成,那通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间有怎样的关系呢?(右手握住螺线管.弯曲的四指所指的方向代表电流的方向,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向说明:通电螺线管外部的磁场与条形磁体十分相似,如果把它看做一个条形磁体,那如何判断螺线管的N极?(拇指的指向是条形磁体的N 极)《磁场》教案篇二本文是关于介绍高二物理《磁场》教学反思的范文,老师们参考并加以修改,便可以运用到课堂上了,一起看看具体的内容吧。
1- 1 -一秒钟车祸 一辈子痛苦 一秒钟车祸 一辈子痛苦20.1《磁现象 磁场》【学习人】 【班级】 【时间】 学习目标:1、了解简单的磁现象2、了解什么是磁性、磁极、磁体、磁化的概念。
3、通过实验认识磁极及磁极间的相互作用。
一、温故互查从小学科学课中我们知道:当我们拿一块磁铁,分别让它去接触铁片、钢片、铜片、硬币、塑料片、纸片,发现磁铁可以吸引哪些物质? 二、学习探究: 设问导读:问题1、阅读课本119页----120页此现象的内容,完成下列问题: 1、磁性:磁铁能吸引 等物质的性质(吸铁性)。
2、磁体:具有的 物体。
3、磁体上磁性最强的部分叫做 。
磁体两端磁性最 中间磁性最 _____。
磁体都有 个磁极,分别叫做 极和 极。
4、磁极间的作用规律:同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
注意:一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。
5、磁化:一些物体在 或 的作用下会 的现象。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成 (同名/异名)磁极, (同名/异名)磁极相互吸引的结果。
自学检测:1、磁性是指能够吸引_____________等物质的性质,磁体是指具有_________的物体。
2、磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互 ,异名磁极相互3、下列物品中,能被磁铁吸引的是( ) A.粉笔 B. 塑料尺 C. 大头针 D.塑料尺4、用一根没有磁性的铁棒的一端去吸引条形磁铁,当它和条形磁铁的几个不同部位接触时,吸引力最小的部位是( )A .S 极的一端B .N 极的一端C .中央位置D .各处都一样 三、巩固训练1、磁极是指磁体上吸引能力________的两个部位,任何磁体都有______磁极,分别是南极( 极)和北极( 极)。
2、下列物质能被磁体吸引的是( )A 、玻璃 铜 铁B 、铜 铁 钢丝C 、大头针 镍 铁D 、铝 铜 铁片3、如图1,磁铁A 靠近铁棒B ,B 被磁化并使指针静止,请在图中标出磁针的极性 四、测评与拓展4、如图2是生活中常用来固定房门的“门吸”它由磁铁和金属块两部分组成。
第1讲电磁感应现象楞次定律ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU ,知识梳理·自测巩固知识点1 磁通量1.定义匀强磁场中,磁感应强度(B)与垂直于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通,我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
2.公式Φ=BS。
在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb。
3.公式适用条件(1)匀强磁场。
(2)磁感线的方向与平面垂直,即B⊥S。
思考:如图所示,矩形abcd、abb′a′,a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos_θ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
知识点2 电磁感应现象1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象。
2.产生感应电流的条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3.电磁感应现象的实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流;如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
知识点3 感应电流方向的判定1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围:适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.右手定则(1)使用方法。
①让磁感线穿入右手手心。
②使大拇指指向导体运动的方向。
③则其余四指指向感应电流的方向。
(2)适用范围:适用于部分导体切割磁感线的情况。
思考:如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO′是它的对称轴,通电直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直,AB中通有如图所示的电流I,请回答:(1)穿过线圈abcd中的磁通量为多少?(2)AB中电流I逐渐增大,线圈abcd中有感应电流吗?(3)要使线圈abcd中产生感应电流,可行的做法有哪些(至少答出两种方法)?[答案](1)0 (2)无(3)使线圈左右平动;以OO′为轴转动。
磁场第四节磁场对运动电荷的作用【课前复习】会做了,学习新课才能有保障1.磁场对电流有_____的作用,电流是由_____的定向移动形成的.磁场对电流的作用力通常称为_____,当导线与磁场垂直时,安培力大小的计算公式F=_____.2.电流的微观表达式为____________.答案:1.力电荷安培力BIL2.I=nqSv先看书,再来做一做1.磁场对运动电荷的作用力通常叫_____力.当电荷在垂直于磁场的方向上运动时,磁场对运动电荷的作用力,等于电荷的_____和_____跟_____三者的乘积.若用公式来表示,可写为F=_____.2.运动电荷在磁场中的受力方向用_____定则来判定.应用时,让_____穿过左手手心,_____指向_____电荷运动的方向,大拇指所指就是运动电荷所受_____的方向.3.当电荷的运动方向跟磁场方向_____时,电荷不受磁场的作用力.【学习目标】1.知道什么是洛伦兹力.知道电荷运动方向与磁感应强度的方向平行时,电荷受到的洛伦兹力最小,等于零;电荷运动方向与磁感应强度方向垂直时,电荷受到的洛伦兹力最大,等于qvB.2.会用公式F=qvB解答有关问题.3.会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题.【基础知识精讲】课文全解洛伦兹力1.定义:磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力.2.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.通电导线所受的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现.而当通电导线电流方向与磁场方向平行时,导体所受安培力为零,因此当电荷运动方向与磁场方向平行时,它所受的洛伦兹力为零.如图15-4-1所示,一电子沿轴线OO′射入通电螺线管,电子在磁场中不受洛伦兹力作用,它沿OO′做匀速直线运动.图15-4-13.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qvB;当电荷运动方向与磁场方向既不垂直也不平行时,洛伦兹力是0和qvB之间的某一值.F=qvB只适用于求v⊥B时粒子受的洛伦兹力.若不垂直时,找运动速度在垂直磁场方向的速度分量v⊥,然后代入F=qv⊥B计算.4.洛伦兹力的方向:洛伦兹力方向用左手定则判断,左手四指指正电荷的运动方向(负电荷时,指实际运动方向的反方向),大拇指的指向为洛伦兹力的方向.若v不与B垂直,磁场可斜穿入手心.洛伦兹力方向F既垂直于v,也垂直于B,但B与v不一定垂直.5.洛伦兹力不做功.因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直,故洛伦兹力不能改变速度的大小,只能改变速度的方向,洛伦兹力对运动电荷不做功.问题全解问题1:洛伦兹力F=qvB的推导证明:如图15-4-2所示,导体棒长为L,通过的电流强度为I,匀强磁场磁感应强度为B,棒垂直放入磁场时所受的安培力为:图15-4-2F安=BIL设棒内单位体积内自由电荷个数为n,每个电荷电量为q,电荷定向移动速度为v,导体横截面积为S,则在t时间内通过导体横截面积的电量为:Q=vtS·n·q棒中电流强度为:I=Q/t=nqSv设每个电荷所受洛伦兹力为F,又因为安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力,故这段导体棒受到的安培力大小F安=BIL=nBqSvL=n·LSF,F=qvB.上式中各量的单位分别为N、C、m/s、T.这就是说,当电荷在垂直于磁场的方向上运动时,磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积.注意:用F=qvB只能计算运动电荷的速度v与磁感应强度B的方向垂直时的洛伦兹力.若v与B的夹角为θ,洛伦兹力的大小可用F=qvB sinθ计算.当运动电荷的速度方向与磁感应强度的方向相同(θ=0)或相反(θ=180°)时,洛伦兹力等于零.问题2:洛伦兹力与电场力的区别问题3:左手定则和安培定则的区分安培定则是用来确定直线电流方向、环形电流方向(螺线管)与其产生的磁感线方向之间关系的法则.左手定则是用来表示磁场方向、电流方向(电荷运动方向)和磁场力(洛伦兹力)方向之间关系的法则.两定则都各自存在因果关系.安培定则的“原因”是指电流,“结果”是指电流产生的磁感线.左手定则的“原因”是指通电导线(运动的带电粒子)处在磁场中,“结果”是指导线受到了安培力(运动电荷受到洛伦兹力).【学习方法指导】[例1]一电子在磁场中的运动情况如图15-4-3所示.试分析电子所受洛伦兹力的方向.图15-4-3解题方法:判断洛伦兹力方向问题——程序法.判断洛伦兹力的方向,一般的程序如下:(1)判断运动电荷的方向是否与磁场平行.若平行,电荷不受洛伦兹力.(2)若电荷运动方向不与磁感线平行,则要确定运动的电荷是正电荷还是负电荷,以便确定用左手定则时四指的指向与电荷实际运动方向的关系.(3)用左手定则判断洛伦兹力的方向.解析:甲图:电子运动方向v⊥B,由左手定则,四指应指向负电子运动方向的反方向(向下),大拇指的指向垂直纸面向外,故甲图电子受到的洛伦兹力方向垂直纸面指向读者.同理,分析乙图,洛伦兹力在纸面内竖直向下;丙图:洛伦兹力在纸面内指向左上方.点评:丙图的电子运动方向仍与磁场垂直,不要被所给的角度所迷惑.[例2]如图15-4-4所示,OA是一光滑绝缘斜面,倾角θ=37°.一质量m=0.02 kg 的带电体从斜面上的A点由静止开始下滑.如果物体的带电量q=-10-2 C,垂直纸面向里的匀强磁场B=2.0 T.试求:当物体刚离开斜面时,物体运动的速度及其沿斜面下滑的距离(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,斜面足够长).图15-4-4解题方法:综合法.解析:物体沿斜面下滑时受力情况如图15-4-5所示,垂直于斜面向上,洛伦兹力F =Bqv,F随着v增大而增大,而F=mg cosθ时,带电体对斜面压力为零,物体即与斜面脱离接触,此时有Bvq=mg cosθ图15-4-5v==m/s=8.0 m/s由于洛伦兹力不做功,当物体刚脱离斜面时,其动能来源于重力所做的功,设此时重物下滑的距离为s,则由动能定理有:mg sinθ·s=mv2s==m≈5.3 m点评:从解题过程可以看出,受力分析,明确物理情景在此类问题中至关重要.另外,也应注意洛伦兹力对运动电荷不做功.【知识拓展】发散洛伦兹力大小与电荷的运动状态有关.(1)洛伦兹力作用对象是运动电荷,而且洛伦兹力大小与速度大小有关.但电场对静止电荷、运动电荷均能产生电场力,而且与电荷运动速度大小无关.(2)公式F=qvB只能在电荷运动方向与磁场方向垂直时才能适用,并不是电荷在磁场中以任意方向的速度v运动时,它所受的洛伦兹力均为F=qvB.(3)由于当电荷运动方向与磁场平行时,它所受洛伦兹力为零,因此运动电荷在某处不受洛伦兹力时,不能认为该处磁感应强度一定为零.【同步达纲训练】1.如图15-4-6表示磁场B,正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F的相互关系图,这四个图中画得正确的是(其中B、F、v两两垂直)图15-4-62.有一质量为m,电量为q的带正电的小球停在绝缘平面上,并且处在磁感应强度为B,方向垂直指向纸里的匀强磁场中,如图15-4-7所示,为了使小球对水平绝缘面恰好无压力,应该图15-4-7A.使B的数值增大B.使磁场以速度v=向上移动C.使磁场以速度v=向右移动D.使磁场以速度v=向左移动3.如图15-4-8所示,标出带电粒子所受的洛伦兹力的方向.图15-4-84.如图15-4-9所示,画出通电导线上方带电粒子偏转方向及下方带电粒子的电性.图15-4-95.如图15-4-10所示,一根长绝缘细杆与水平方向夹角为θ,质量为m的带+q 的小球套在绝缘杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,求小球下滑的最大速度.图15-4-10参考答案1.D提示:利用左手定则判断.F一定垂直于B跟v所夹的平面.2.D提示:要使小球对绝缘面无压力,必须有向上方向的力与重力平衡.A项错的原因是磁场对静止电荷无洛伦兹力;B项错的原因是洛伦兹力水平向右,不能与重力平衡;C项错的原因是洛伦兹力竖直向下,不但不能减小压力,反而使压力更大了.3.A图:水平向右;B图:水平向右;C图:垂直纸面向外;D图:无洛伦兹力.提示:利用左手定则判断.注意:判断负粒子受的洛伦兹力时,四指要指向负粒子运动方向的反方向.4.导线上方从左向右依次是:竖直向下,水平向左,与v垂直指向右下方,与v垂直指向右上方.导线下方从左向右依次是:正电荷,负电荷,正电荷,负电荷.提示:先由直线电流的安培定则,判出导线上下方的磁场方向,再由左手定则判断相应问题.5.mg(sinθ+μcosθ)/μBq提示:小球在下滑过程中,受到重力G、支持力、洛伦兹力F=Bqv和摩擦力,如图所示.后面三个力是互相制约的,是变力,是被动力.经过分析不难知道,小球先做加速度逐渐增加的加速运动.当加速度达到最大值后,小球又做加速度逐渐减小的加速运动,最后加速度为零,速度达到最大值.有:mg sinθ=μF N=μ(Bqv m-mg cosθ)v m=mg(sinθ+μcosθ)/μBq。
《电工基础教案》——磁场的基本概念教案一、教学目标1. 让学生了解磁场的基本概念,理解磁场的性质和特点。
2. 让学生掌握磁场的表示方法,了解磁场的基本物理量。
3. 让学生了解磁场对电流和磁性物质的作用,理解电磁感应的原理。
二、教学内容1. 磁场的定义和性质2. 磁场的表示方法3. 磁场的基本物理量4. 磁场对电流的作用5. 磁场对磁性物质的作用6. 电磁感应原理三、教学重点与难点1. 教学重点:磁场的基本概念、磁场的表示方法、磁场的基本物理量、磁场对电流和磁性物质的作用、电磁感应原理。
2. 教学难点:磁场对电流和磁性物质的作用、电磁感应原理。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解磁场的基本概念、性质和特点。
2. 采用演示法,展示磁场对电流和磁性物质的作用。
3. 采用实验法,让学生亲身体验电磁感应现象。
4. 采用讨论法,引导学生思考和探讨磁场在实际应用中的重要性。
五、教学步骤1. 导入新课:通过简单的磁铁实验,引导学生关注磁场现象,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解磁场的基本概念和性质:讲解磁场的定义、特点和性质,让学生理解磁场的概念。
3. 介绍磁场的表示方法:讲解磁感线、磁极等表示方法,让学生掌握磁场的基本图形表示。
4. 讲解磁场的基本物理量:介绍磁感应强度、磁通量、磁通密度等基本物理量,让学生了解磁场的大小和变化。
5. 演示磁场对电流的作用:通过实验展示磁场对通电导线的作用,让学生观察和理解磁场对电流的作用。
6. 讲解磁场对磁性物质的作用:讲解磁化、磁性材料等概念,让学生了解磁场对磁性物质的影响。
7. 讲解电磁感应原理:介绍法拉第电磁感应定律,让学生理解电磁感应的原理和应用。
8. 课堂练习:布置相关习题,让学生巩固所学知识。
10. 布置作业:布置课后作业,让学生进一步巩固和提高磁场的基本概念和应用。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对磁场基本概念的理解程度。
2. 课堂练习:布置练习题,评估学生对磁场表示方法和基本物理量的掌握情况。
初中物理《磁现象磁场》优秀教案教学设计一、教材内容分析本节内容是本章《电与磁》的第一节磁现象磁场。
从本节开始学生将学习进入一个崭新的领域电与磁的世界,通过学习本节内容为后续学习电磁现象奠定基础。
二、课标要求通过实验认识磁场,知道地磁场。
三、学情分析学生对于磁现象比较陌生而熟悉,陌生的是学生感觉磁现象比较神秘莫测,熟悉的是学生在日常生活中经常见到,这也成为引发学生学习研究磁现象的现实基础。
四、教学目标(一)知识与技能1.结合实例了解简单的磁现象。
2.通过实验认识磁极,知道磁极间的相互作用。
3.通过实验认识磁场。
4.知道地磁场。
(二)过程与方法知道利用磁感线可以用来形象地描述磁场,会用磁感线描述磁体周围磁场分布状况。
(三)情感态度和价值观了解我国古代四大发明之一的指南针,我国古代对地磁场的认识,增强民族自豪感和使命感,进一步激发学习物理的兴趣。
五、教学重难点本节中的磁体及磁场是后面建立电磁联系了解电磁现象的基础,通过实验知道磁体周围存在磁场,虽然看不见摸不着,但它是客观存在的,这个概念比较抽象,很难从直观的角度对磁场有感兴的认识。
磁场在磁体周围是实际存在的,磁极间的相互作用就是靠磁场来发生的,磁场对放入其中的磁体有力的作用。
我们借助于小磁针,来了解磁体周围磁场的分布,这是通过磁场对放入其中的磁体的作用来反映磁场的,物理中有很多是利用了这种方法来研究看不见摸不着的物理量的。
为了形象的表示磁体周围的磁场,可以利用磁感线来描述磁场,磁感线的引入是给磁场建立了模型,磁感线只是磁场的模型,所以磁感线在实际中是不存在的。
我们利用磁感线的疏密来表示磁场的强弱;磁感线上某点的切线方向表示磁场方向。
会用磁感线来描述磁体周围的磁场,在磁体的外部磁感线从磁体的N极指向S极,磁体的磁极处磁感线较密,并且磁感线不能相交,会出常见磁体周围的磁感线,如条形磁体、U形磁体等。
重点:知道磁体周围存在磁场,会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。
某某省郯城第三中学高中物理(人教版选修3-1)教学设计:31 磁现象和磁场一、教材分析磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课,从整个章节的知识安排来看,本节是此章的知识预备阶段,是本章后期学习的基础,是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课,也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课,为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。
整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场(太阳、月亮等),故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。
电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点,是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。
二、教学目标2、过程与方法(1)、让学生参与课前的准备工作,收集课外的各种磁有关的现象和应用。
(2)、在电流磁效应现象的教育中,本节课采用类似科学研究的方式,还原物理规律的发现过程,强调学生自主参与。
(3)、学生对物理现象进行分析、比较、归纳,采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。
3、情感态度价值观(1)、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中,要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系,打开了科学中一个黑暗领域的大门。
也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。
(2)、通过趣味实验的演示与参与激发学生的求知欲与创新欲。
(3)、让学生在实际生活的应用中体会科学知识的价值。
三、教学重点难点教学重点:1、让学生搜索日常生活中有关此现象的用品,及简单的应用原理2、通过实验让学生进一步体会电流的磁效应及磁场概念教学难点:磁场的概念(磁场概念比较抽象)四、学情分析磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触,学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。
但磁之间的相互作用毕竟是抽象的,并且大部分学生可能知道电与磁的联系,但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系,也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。
磁场学案一.磁场对运动电荷的作用1.洛仑兹力洛仑兹力的方向(1)磁场对___________有力的作用,这种力叫做洛伦兹力。
(2)左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内,让_______穿入手心,并使四指指向____________的方向,则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向。
(3)洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向,又垂直于磁感应强度方向例题1:关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直例题2:例题3:如图所示,各带电粒子均以速度v射入匀强磁场,其中图C中v的方向垂直纸面向里,图D中v的方向垂直纸面向外,试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。
二、显像管的工作原理:电视机显象管就是利用了_________________的原理。
磁场学案一.磁场对运动电荷的作用1.洛仑兹力洛仑兹力的方向(1)磁场对___________有力的作用,这种力叫做洛伦兹力。
(2)左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内,让_______穿入手心,并使四指指向____________的方向,则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向。
(3)洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向,又垂直于磁感应强度方向例题1:关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直例题2:例题3:如图所示,各带电粒子均以速度v射入匀强磁场,其中图C中v的方向垂直纸面向里,图D中v的方向垂直纸面向外,试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。
二、显像管的工作原理:电视机显象管就是利用了_________________的原理。
《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。
北重五中一轮复习学历案(选修3-1)第十章磁场第1节磁场及其对电流的作用(6课时)【学习目标】1.完成任务一,了解磁场、磁感应强度和磁感线,会利用安培定则分析通电导线产生的磁场。
2.完成任务二,会利用左手定则分析通电导线在磁场中受到得力的方向和计算安培力大小。
3.完成任务三,会判断安培力作用下的导线运动情况,会分析安培力作用下的平衡和加速问题。
【学习过程】任务一磁场、磁感应强度一、磁场、磁感应强度1.磁场(1)哪些物体周围存在磁场:(2)磁场的基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有的作用。
2.磁感应强度(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向。
(2)定义式:(通电导线垂直于磁场)。
(3)标示量:(4)方向:小磁针静止时。
(5)单位:特斯拉,符号为T。
3.磁感线(1)磁感线上某点的方向就是该点的磁场方向。
(2)磁感线的程度定性地表示磁场的强弱,在磁感线较密的地方磁场较;在磁感线较疏的地方磁场较。
(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,从指向;在磁体内部,由指向。
(4)同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。
(5)磁感线是假想的曲线,客观上并不存在。
4.匀强磁场(1)定义:磁感应强度大小处处、方向处处的磁场称为匀强磁场。
(2)特点:磁感线是疏密程度、方向的平行直线。
5.地磁场(1)地磁的N极在地理附近,地磁的S极在地理附近,磁感线分布如图所示。
(2)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度大小相等,方向水平。
6. 几种常见的磁场1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场2)电流的磁场(1)安培定则的应用因果磁场原因(电流方向) 结果(磁场方向)直线电流的磁场环形电流的磁场(2)几种电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,距导线越远处磁场与的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场可等效为,两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则立体图横截面图纵截面图例1. (多选)如图所示,直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S闭合后,则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是()A.aB.bC.cD.d练习1.下列关于小磁针在磁场中静止时的指向,正确的是( )7.磁场的叠加问题及解题思路磁感应强度是矢量,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。
(1)确定空间中有几个磁场场源,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点上产生的磁场的大小和方向。
(3)应用平行四边形定则或正交分解法进行合成。
例2. 如图所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。
下列说法正确的是()A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D.a、c两点处的磁感应强度方向不同练习2. (2017·全国卷Ⅲ,18)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零,如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()A.0 B.33B0 C.233B0D.2B0练习3. (2021·全国甲卷)两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,EO与O′Q 在一条直线上,PO′与OF在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流I,电流方向如图6所示。
若一根无限长直导线通过电流I时,所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B【反思与总结】任务二通电导线在磁场中受到的力一、安培力的大小和方向1、安培力大小:F=BIL sin θ(θ指B与I的夹角)(1)当I⊥B时,F=BIL。
(2)当I∥B时,F=0。
注意:①当导线弯曲时,L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。
②对于任意形状的闭合线圈,其有效长度均为零,所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
2.方向——左手定则(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌进入,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。
安培力方向总垂直于B、I所决定的平面,即F一定垂直于B和I,但B与I不一定垂直。
3.两平行通电导线间的作用同向电流相互,反向电流相互。
例3. 以下说法中正确的是()A.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行B.安培力的方向可以用右手定则来判定C.磁感线可以形象地描述各点的磁场强弱和方向,磁感线上每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致D.放在磁场中1 m长导线,通过1 A的电流,该处磁感应强度是1 T,则导线受到的安培力为1 N 练习4.如图,一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间。
开在闭合后导体棒受到的安培力方向()A.向上B.向下C.向左D.向右例4. (2019·全国卷Ⅰ)如图,等边三角形线框MLN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。
已知导体棒MN 受到的安培力大小为F,则线框MLN受到的安培力的大小为()A.2FB.1.5FC.0.5FD.0练习5. (多选)(2021·浙江6月选考)如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b,分别通以80 A和100 A、流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距离相等。
下列说法正确的是()A.两导线受到的安培力F b=1.25F aB.导线所受的安培力可以用F=ILB计算C.移走导线b前后,p点的磁感应强度方向改变D.在离两导线平面有一定距离的有限空间内,不存在磁感应强度为零的位置练习6.如图所示,电阻均匀的圆环,固定于匀强磁场中,环平面与磁场方向垂直,M、N与直流电源相连,圆环的劣弧MGN对应的圆心角为90°,它所受的安培力大小为F,则整个圆环所受的安培力大小为()A.2FB.(2+1)FC.3+23 F D.43F练习7.如图所示是用长为L的均匀导体折成闭合的正六边形框架abcdef,将六边形框架静置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于六边形框架所在平面。
现将六边形框架a、b 两端接到直流电源上,由a端输入大小为I的电流,则下列说法正确的是()A.六边形框架所受安培力大小为16ILBB.ab边所受安培力大小为16ILBC.ab边所受安培力与fe、ed、dc三边所受安培力的合力大小之比为1∶2D.ab边所受安培力与其余五边所受安培力的合力大小之比为1∶1任务三安培力作用下的运动情况的判断和平衡、加速问题一、安培力作用下导体运动情况的判断1.问题特点与力学中的运动问题一样,同样遵从力学基本规律,只是研究对象受力中多分析一个安培力而已。
2.规律分析首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况,再弄清楚导体中电流的方向,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或运动趋势。
3.判定方法电流元法分割为电流元――――→左手定则安培力方向→整段导体所受合力方向→运动方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→运动方向等效法环形电流→小磁针(大拇指方向为小磁针N极方向) 条形磁铁→通电螺线管→多个环形电流结论法同向电流互相,反向电流互相;两不平行的直线电流相互作用时,有转到的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场的作用下如何运动或运动趋势的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向例5.(等效法)如图所示,在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈,线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内。
当在线圈中通入沿图示方向的电流时,将会看到()A.线圈向左平移B.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁C.线圈向右平移D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁例6.(结论法)(2021·广东卷)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。
若中心直导线通入电流I1,四根平行直导线均通入电流I2,I1≫I2,电流方向如图所示。
下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()例7.(微元法、特殊位置法)如图所示,一通电金属环固定在绝缘的水平面上,在其左端放置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒,中点O与金属环在同一水平面内。
当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时,则()A.金属棒始终静止不动B.金属棒的上半部分向纸面外转,下半部分向纸面里转,同时靠近金属环C.金属棒的上半部分向纸面里转,下半部分向纸面外转,同时靠近金属环D.金属棒的上半部分向纸面里转,下半部分向纸面外转,同时远离金属环例8.(转换研究对象法)(多选)如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为F1;现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以方向垂直纸面向里的电流后,台秤读数为F2;则以下说法正确的是()A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短C.F1>F2D.F1<F2练习8.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示。
当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将()A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.在纸面内平动练习9. 如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A 为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1。
当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小二、安培力作用下的平衡问题1.通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力电综合问题,这类题目的难点是题图往往具有立体性,安培力的方向不易确定等。
因此解题时一定要先把立体图转化为平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系。