2016屆高三物理一輪復習學案:磁場
教學目標
1.了解磁場的產生和基本特性,加深對場的客觀性、物質性的理解。
2.通過磁場與電場的聯(lián)系,進一步使學生了解和探究看不見、摸不著的場的作用的方法.掌握描述磁場的各種物理量。
3.掌握安培力的計算方法和左手定則的使用方法和應用。
4.使學生掌握帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的規(guī)律。
5.培養(yǎng)學生應用平面幾何知識解決物理問題的能力。
6.進行理論聯(lián)系實際的思想教育。
教學重點、難點分析
1.對磁感強度、磁通量的物理意義的理解及它們在各種典型磁場中的分布情況。
2.對安培力和電磁力矩的大小、方向的分析。
3.如何確定圓運動的圓心和軌跡。
4.如何運用數學工具解決物理問題。
教學過程設計
一、基本概念
1.磁場的產生
(1)磁極周圍有磁場。
(2)電流周圍有磁場(奧斯特)。
安培提出分子電流假說(又叫磁性起源假說),認為磁極的磁場和電流的磁場都是由電荷的運動產生的。(不等于說所有磁場都是由運動電荷產生的。)
(3)變化的電場在周圍空間產生磁場(麥克斯韋)。
磁場是一種特殊的物質,我們看不到,但可以通過它的作用效果感知它的存在,并對它進行研究和描述。它的基本特征是對處于其中的通電導線、運動電荷或磁體的磁極能施加力的作用。磁現象的電本質是指所有磁現象都可歸納為:運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。
2.磁場的基本性質
磁場對放入其中的磁極和電流有磁場力的作用(對磁極一定有力的作用;對電流只是可能有力的作用,當電流和磁感線平行時不受磁場力作用)。這一點應該跟電場的基本性質相比較。
3.磁感應強度
電場和磁場都是無法直接看到的物質。我們在描述電場時引入電場強度e這個物理量,描述磁場則是用磁感應強度b。研究這兩個物理量采用試探法,即在場中引入試探電荷或試探電流元,研究電磁場對它們的作用情況,從而判定場的分布情況。試探法是一種很好的研究方法,它能幫助我們研究一些因無法直接觀察或接近而感知的物質,如電磁場。
磁感強度的定義式為:b=f/il(條件是勻強磁場中,或δl很小,并且l⊥b )
其中電流元(il)受的磁場力的大小與電流方向相關。因此采用電流與磁場方向垂直時受的最大力f來定義b。
研究電場、磁場的基本方法是類似的。但磁場對電流的作用更復雜一些,涉及到方向問題。我們分析此類問題時要多加注意。
磁感應強度b的單位是特斯拉,符號為t,1t=1n/(am)=1kg/(as2)
磁感強度矢量性:磁感強度是描述磁場的物理量。因此它的大小表征了磁場的強弱,而它的方向,也就是磁場中某點小磁針靜止時n極的指向,則代表該處磁場的方向。同時,它也滿足矢量疊加的原理:若某點的磁場幾個場源共同形成,則該點的磁感強度為幾個場源在該點單獨產生的磁感強度的矢量和。
4.磁感線
(1)用來形象地描述磁場中各點的磁場方向和強弱的曲線。磁感線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向,也就是在該點小磁針靜止時n極的指向。磁感線的疏密表示磁場的強弱。
特點:磁體外方向n極指向s極(內部反之)。
(2)磁感線是封閉曲線(和靜電場的電場線不同)。
(3)要熟記常見的幾種磁場的磁感線:
(4)安培定則(右手螺旋定則):對直導線,四指指磁感線方向;對環(huán)行電流,大拇指指中心軸線上的磁感線方向;對長直螺線管大拇指指螺線管內部的磁感線方向。