D.
【解析】以铁片B为研究对象,因为他被电磁铁吸引向上,运动时加速,所以受到的磁场力f大于重力mg.以A和C组成的系统为研究对象,因为处于静止状态,所以拉力F等于重力Mg与铁片给A的磁场f之和,
而
.所以
若选A、B、C三者所组成的系统为研究对象,由于B的加速上升,使整个系统处于超重状态,所以 正确选项为D
【小结】磁体和电流周围都存在磁场,磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.磁场可用磁感线来形象地描述,电流磁场的磁感线方向由安培定则来判定.
【板书】略 【作业】 【教学后记】
第2节 安培力、磁感应强度
一、教学目标 (一)知识目标
1、理解磁感应强度B的定义及单位.
2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小. 3、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小 . 5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向. (二)能力目标
1、通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.
2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力. (三)情感目标
.
通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献. 二、重点与难点 1、重点
(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为: (2)掌握左手定则.
2、难点:对左手定则的理解.尤其是磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.
4、突破方法:以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景. 三、课时安排:1课时
四、教学用具:铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线. 五、课堂总体设计:教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力. 公式 公式 定同.
,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手
六、教学步骤
本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义B描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小 ,再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向. 1、磁场对电流的作用
用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的 钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱.
2、决定安培力大小的因素有哪些?
利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关
(1)与电流的大小有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器 触头改变导线中电流的大小.
请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小. (2)与通电导线在磁场中的长度有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小. (3)与导线在磁场中的放置方向有关.
保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于 和最大值之间. 3、磁感应强度
总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL
用B表示这一比值,有 .B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值
来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度.
定义:磁感应强度 单位:特斯拉,符号为T
,永磁铁磁极附近的磁感应
常见的地磁场磁感应强度大约是 强度大约是
.
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.
在非匀强磁场中,用 强磁扬中.
4、安培力的大小和方向.
量度磁感应强度时,导线长L应很短,电流近似处在匀
根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:
举例计算安培力的大小.
安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则.
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.
应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直,则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直,则磁场力的方向仍垂直于电流方向,也同时垂直于磁场方向. 5、总结、扩展
本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力,通过研究安培力的大小,我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度 ,同时,我们可以据此求解安培力的大小 ,安培力的方向用左手定则来确定. 如果磁场方向不与电流方向垂直,安培力的大小 判定.
七、板书设计:
,方向仍可用左手定则