卓越个性化教案磁场安培力

学生姓名年级授课时间教师姓名课时课题磁场、安培力教学目标1、了解磁场的基本性质（磁体间的作用、磁场对电流的作用）2、了解磁场是一种物质，用磁感线描述磁场的特征3、安培力方向的判断，大小的计算重点1、安培力方向的判断，大小的计算等难点1、通电导体在磁场中的几种情况，当导体与磁场不垂直时，等效长度的计算。作业附后【知识点1】磁场1、基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流有力的作用。磁极间、电流间的作用通过磁场产生，磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。电流的磁场：通电导线周围存在磁场。2、方向：放入其中小磁针N极的受力方向（静止时N极的指向）放入其中小磁针S极的受力的反方向（静止时S极的反指向）3、磁感线：形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。磁体外部：N极到S极；磁体内部：S极到N极。磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向；磁感线的疏密表示磁场的强弱。4、安培定则：（右手四指为环绕方向，大拇指为单独走向）导体的种类图示磁场形状判断方法通电直导线以导线为中心的各簇互相平行的同心圆。右手握住导线，大拇指指向与电流方向一致，四指绕向为磁感线的方向。矩形、环形电流各簇围绕环形导线的闭合曲线，中心轴上，磁感垂直环形平面。右手绕向与环形电流方向一致，大拇指方向为环形电流内部的磁场方向。通电螺线管外部类似于条形磁体的磁场，内部为匀强磁场。右手握住螺线管，四指绕向与电流绕向一致，大拇指指向为磁场的N极。【典型例题】1、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2、关于磁感线的一些说法，不正确的是（）A、磁感线上各点的切线方向，就是该点的磁场方向B、磁场中两条磁感线一定不相交C、磁感线分布较密的地方，磁感应强度较强D、通电螺线管的磁感线从北极出来，终止于南极，是一条不闭合的曲线3、如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N，当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（）A、两环静止不动B、两环互相靠近C、两环互相远离D、两环同时向左运动【知识点2】地磁场、磁性材料地磁场1、地磁两极：地球为一大磁体，其南部为N极、北部为S极，地理南极是地磁场的北极（N极），地理北极是地磁场的南极（S极），如图所示：2、地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，它的周围存在着磁场，叫做地磁场，在地球两极附近地磁场最强。在地表，小磁针的北极指向地理南极，这就是我们通常所说的指南针，磁针指南北，就是因为受到地磁场的作用。3、磁偏角：磁场的南北极与地理的南北极不重合，我们把地轴与磁轴之间的夹角称为磁偏角。（如图所示），世界上最早准确记述磁偏角的是我国宋代学者沈括。磁性材料1、根据物质在外磁场中表现出的特性，物质可分为三类：顺磁性物质、抗磁性物质和铁磁性物质，顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质，铁磁性物质称为强磁性物质。顺磁性物质：一种非铁磁性物质（如铂、铝、氧），把它们移近磁场时，可依磁场方向发生磁化，但很微弱。要用精密仪器才能测出。抗磁性物质：非铁磁性物质，如金、银、铜、铅、二氧化碳、水等。它们移进磁场，就会发生反向磁化，与磁铁不是相互吸引，而是互相排斥。其磁化强度与顺磁性物质相似或稍弱。完全抗磁性：完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。这一现象是荷兰科学家迈斯纳发现的，因此又称为迈斯纳效应。2、磁性材料是指强（铁）磁性物质，磁性材料按磁化后去磁的难易可分为两类：软磁性材料：容易去磁的物质，如软铁、硅钢、镍铁合金和锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。适用于需要反复磁化的场合，可以用来制造电磁铁、半导体收音机的天线磁棒，录音机的磁头，电子计算机中的记忆元件，以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等。硬磁性材料：不易去磁的物质，如碳钢、钨钢、铝镍钴合金和钡铁氧体、锶铁氧体等。适合制成永久磁铁，应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中。【典型例题】1、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2、电磁铁用软铁做铁芯，这是因为软铁（）A、能保持磁性B、可能被其他磁体吸引C、去磁迅速D、能导电3、实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是（）A、硬币一定是铁做的，因为磁铁能吸引铁B、硬币一定是铝做的，因为磁铁能吸引铝C、磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D、硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引【知识点3】安培力1、定义：磁场对电流的作用力。2、计算公式：F＝ILBsinθ＝I⊥LB式中：θ是I与B的夹角。电流与磁场平行时，电流在磁场中不受安培力；电流与磁场垂直时，电流在磁场中受安培力最大：F＝ILB0≤F≤ILB3、安培力的方向：左手定则——左手掌放入磁场中，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。【典型例题】1、如图（下左）所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可（）A、适当减小磁感应强度B、使磁场反向C、适当增大电流强度D、使电流反向NSNS2、一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图（上右）所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（）A、向右飞行的正离子束B、向左飞行的负离子束C、向右飞行的电子束D、向左飞行的电子束3、把长L＝0.15m的导体棒置于磁感应强度B＝1.0×10-2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I＝2.0A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F＝_____________N，安培力的方向为竖直向_____________。（选填“上”或“下”）【知识点4】磁感应强度B1、定义：放入磁场中的电流元与磁场垂直时，所受安培力F跟电流元IL的比值。2、公式：磁感应强度B是磁场的一种特性，与F、I、L等无关。注：匀强磁场中，B与I垂直时，L为导线的长度；非匀强磁场中，B与I垂直时，L为短导线长度。3、国际单位：特斯拉（T）。4、磁感应强度B是矢量，方向即磁场方向。磁感线方向为B方向，疏密表示B的强弱。5、匀强磁场：磁感应强度B的大小和方向处处相同的磁场。磁感线是分布均匀的平行直线。例如：靠近的两个异名磁极之间的部分磁场；通电螺线管内的磁场。电场强度E磁感应强度B相同点都是客观存在的描述场的特殊物理量，都是矢量，叠加时遵循“平行四边形”法则。不同点电场强度E磁感应强度B引入用试探电荷q用试探电流元IL定义E＝F/q，E与F、q无关B＝F/IL，B与F、I、L无关。单位N/C或V/mT形象描述电场线磁感线两线切线方向为场方向，疏密表示场的强弱。不封闭曲线，从“+Q”指向“—Q”封闭曲线，外部从N指向S，内部从S指向N场力F电场力F=qE由电荷作用判断方向安培力F=I⊥LB左手定则判断方向匀强场E一定B一定两线均为分布均匀的平行直线【典型例题】1、关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（）A、电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于eq\f(F,IL)B、电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于eq\f(F,IL)C、磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D、磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2、关于磁感线的描述，正确的是（）A、磁铁的磁感线从N极出发，终止于S极B、利用磁感线疏密程度可定性地描述磁场中两点相对强弱C、磁铁周围小铁屑有规则的排列，正是磁感线真实存在的证明D、不管有几个磁体放在某一空间，在空间任一点绝无两根（或多根）磁感线相交3、由磁感应强度的定义式B=F/IL可知（）A、若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零B、通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C、同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D、磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关【课堂练习】1、、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（）A、受到竖直向上的安培力B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力D、受到由西向东的安培力2、两条长直导线AB和CD相互垂直，相隔一很小距离，通以如图所示方向的相同电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动并且平动，则CD的运动情况应是（）A.顺时针方向转动，同时靠近导线ABB.逆时针方向转动，同时离开导线ABC.顺时针方向转动，同时离开导线ABD.逆时针方向转动，同时靠近导线AB3、在图中，PQ，MN为光滑金属导轨，ab为金属棒，与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面内。为使ab静止，可将该装置放在匀强磁场中，其磁场方向应是（）A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向纸外 D.水平向纸内4、如图（下左）所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用5、如图（上右）所示，两根长通电导线M、N中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（）A、ab边向里，cd边向外转动B、ab边向外，cd边向里转动C、线框向左平动，靠近导线MD、线框向右平动，靠近导线N6、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（）ααmA、B=mgsinα/IL，方向垂直斜面向下B、B=mgsinα/IL，方向垂直水平面向上C、B=mgtanα/IL，方向竖直向下D、B=mgsinα/IL，方向水平向右7、在匀强磁场的同一位置，先后放入长度相等的两根直导线a和b，a、b导线的方向与磁场方向垂直，但两导线中的电流大小不同，如图表示导线所受安培力F与通电电流I的关系，a、b各自有一组F、I的数值，在图象中各描一个点，其中正确的是（）A、B、C、D、9、质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图3所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是（）A、B、C、D、10、如图（下左）所示，真空中两点电荷＋q和－q以共同的角速度绕轴OO′匀速运动，P点距＋q近，则P点磁感应强度的方向为（）A、沿O′O向上B、沿OO′向下C、从＋q指向－qD、磁感应强度为011、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，方向如图所（上右）示，过c点的导线所受安培力的方向（）A、与ab边平行，竖直向上B、与ab边平行，竖直向下C、与ab边垂直，指向左边D、与ab边垂直，指向右边12、如图（右）所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将（）A、a端向纸内、b端向纸外转动，且靠近导线B、a端向纸内、b端向纸外转动，且远离导线C、b端向纸内、a端向纸外转动，且靠近导线D、b端向纸内、a端向纸外转动，且远离导线13、如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直于纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线速度为零，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是（）A、在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B、在最初的一个周期内，导线一直向左运动C、在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D、在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小14、如图所示，将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以0.4A电流时，弹簧恰好不伸长，求：（1）匀强磁场的磁感应强度是多大？（2）当金属棒中通过大小为0.2A，方向由a到b的电流时，弹簧伸长1cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？15、如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为0.9kg，有效长度为0.5m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s2的加速度，则磁场的磁感强度是多大？【课后作业】1、在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T.如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，载有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是（）A、4×10－8NB、2.5×10－5NC、9×10－4ND、4×10－2N2、指南针静止时，其N极指向如图中虚线所示。若在其上方放置水平方向的导线，并通以直流电，则指南针转向图中实线位置。据此可知（）西西南Ｓ北Ｎ东A、导线南北放置，通有向北的电流B、导线南北放置，通有向南的电流C、导线东西放置，通有向西的电流D、导线东西放置，通有向东的电流3、关于磁感强度B，下列说法中正确的是（）A、磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B、磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C、在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D、在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大图3-104、如图3-10所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离。当同时给两个线圈同方向电流时，两导线将（）图3-10A．吸引B．排斥C．保持静止D．边吸引边转动5、关于磁感应强度的单位T，下列表达式中不正确的足( ).A．1T=1Wb／m2 B．1T=1Wb·m2C．1T=1N·s/C·m D．1T=1N/A·mAB图3-86、如图AB图3-8A．磁通量变大B．磁通量变小C.磁通量不变D．条件不足，无法判断7、如图所示，把轻质线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面。当线圈内通电时，下列结论中正确的是（）A、电流方向如图中所示时，线圈将向左偏移B、电流方向如图中所示时，线圈将向右偏移C、电流方向与图中相反时，线圈将向左偏移D、电流方向与图中相反时，线圈