第十章C 磁感应强度 磁通量教学建议
(一)学习目标
1.理解磁感应强度,理解磁通量,知道磁感应强度与磁通量之间的关系。
2.在“研究通电螺线管磁感应强度”实验中,运用分析、比较和归纳的方法,得出跟磁感应强度大小有关的因素,并认识用比值定义磁感应强度的方法。
3.通过用DIS研究通电螺线管的磁感应强度实验,感悟现代技术在物理测量中的优越性,同时还认识到磁感应强度与磁通量在技术中的作用,感悟科学对社会发展的重要意义。
(二)重点和难点
本节的重点是磁感应强度概念。
本节的难点是用DIS研究通电螺线管的磁感应强度的探究实验。
(三)教学建议
教材采用了与“电场的描述”类比的方法,用一小段电流存磁场中受力情况的分析、推理、归纳,用比值定义法得出了磁感应强度的定义式,指出某处的磁感应强度方向就是磁场方向。为了跟形象地描述磁场的方法一一磁感线相联系,提出了磁通量的概念(磁通量在电磁感应现象中是一个很重要的物理量)。DIS实验是本节的一个重要内容,要让学生学会运用现代测量技术测出通电螺线管的磁感应强度,同时还可以感受到通电螺线管磁感应强度大小的数量级。
1.关于“磁感应强度”的教学建议
(1)让学生先回忆对“电场强度”的定义。电场强度反映了电场具有的力的性质,它与放入电场中的点电荷无关,仅取决于电场本身的属性。磁感应强度同样要反映磁场的力的性质,采用类比的方法,磁感应强度可以用放入磁场的电流受力情况来定义。
(2)磁感应强度的定义方法通常有三种(详见“本章参考资料”),本教材选择了最常用的方法,即用“电流元”在磁场中的受力来定义。
(3)在其他教科书上一般先讲安培力F=BIL,然后很容易得出磁感应强度的定义式B=F/IL 。基础型课程不要求讲安培力公式,本教材采用以实验引出磁场力,然后用控制变量的方法(教材中图10-24),推理得出磁感应强度定义式B=F/IL ,这是相对简约的方法。如果完全通过课堂实验得出此定义式很难成功。(“电流天平”的结构复杂,《课程标准》不作要求)
2.关于“磁感应强度方向”的教学建议
在学习电场强度(E=F/q )时,学生已掌握了它的方向就是正电荷的受力(F)的方向。在磁感应强度方向的教学中,要着重指出,它不是电流受力(F)的方向。教材中强调了磁场中某点的磁感应强度方向就是该点的磁场方向,即放在该点的小磁针N极的指向。若用磁感线表示,乃是磁感线上该点的切线方向(教材中图10-25)。另外,如果已知电流(I)流向、受力(F)方向,还可以用左手定则判定磁感应强度(B)的方向。
3.关于“磁通量”的教学建议
磁通量概念的学习主要是为第十一章“电磁感应”作准备的。本节教材中先回顾了磁感线的疏密可粗略描述磁场的强弱,学习磁通量之后学生能比较形象地理解磁通量的含义。但学生会随之产生一个疑问:“磁感线是一种假想的曲线,那么它的疏密根据什么来画呢?多画几条不就密了吗?”实际上磁感线的疏密要由磁感应强度(B)来决定,比如B=1T可以用100条磁感线来表示,也可以用1000条磁感线表示等,这本身没有十分确定的规定。可以肯定的是,只要用磁感线来描述磁通量,则必须有一个标准,至于这个标准是什么,就不必拘泥了。
4.关于“大家谈”的说明
磁通量的定义是在“平面垂直于磁场”“在平面面积S中磁感线均匀分布”的情况下,Φ=BS。教材中图10-26中,通过(a)、(b)两图的比较,表明在S相同时,Φ与B正相关;(b)、(c)两图的比较,表明在B相同时,Φ与S正相关。教材中图10-27表明,Φ还与平面S跟磁感应强度B之间的夹角有关:当S跟B相垂直时,Φ最大;当S跟B平行时,Φ=0。关于对教材中图10-27的讨论,不要引入公式Φ=BScosθ。
5.关于“自主活动”的说明
教材中图10-28的自主活动中,所选用的钕磁铁的磁性非常强,很难将吸在一起的磁体分开。安排这个实验主要是让学生体验一下,端部的磁感应强度达0.4T左右究竟有多强。
(四)作业说明
本节共有练习题1 3道,第一课时用A组的8题(包括课堂练习),第二课时用B组题。
参考答案如下:
A组
1.磁场强弱和方向 磁场力 电流 在磁场中导线的长度 特(T)
2.穿过某一面积的磁感线条数,韦(Wb),Φ=BS
3.D
4.D
5.0.2T,0.2T
6.8×10-8Wb
7.7.5×10-2T
8.不对。磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量;磁通密度是从磁感线疏密描述磁场强弱的角度引出的物理量,是标量
B组
9.C
10.4.24×10-4Wb(减小)
11.A
12.(1)F=Gsinθ,垂直于cd与B所在的平面向上(2)B=F/IL =RGsinθ/EL
13.装置如图10所示。为避免地磁场干扰,该装置的平面应沿南北方向放置
发布时间:2010/9/27 下午3:18:18 阅读次数:4928