幼兒園母親節(jié)的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-06-12第三節(jié)、幾種常見的磁場。
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。那么如何寫好我們的高中教案呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“第三節(jié)、幾種常見的磁場”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
第三節(jié)、幾種常見的磁場
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道什么叫磁感線。
2.知道幾種常見的磁場(條形、蹄形,直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況
3.會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
4.知道安培分子電流假說,并能解釋有關(guān)現(xiàn)象
5.理解勻強(qiáng)磁場的概念,明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場
6.理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
(二)過程與方法
通過實(shí)驗(yàn)和學(xué)生動(dòng)手(運(yùn)用安培定則)、類比的方法加深對本節(jié)基礎(chǔ)知識的認(rèn)識。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力.
二、重點(diǎn)與難點(diǎn):
1.會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2.正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
三、教具:多媒體、條形磁鐵、直導(dǎo)線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學(xué)生電源
四、教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)引入
要點(diǎn):磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
[啟發(fā)學(xué)生思考]電場可以用電場線形象地描述,磁場可以用什么來描述呢?
[學(xué)生答]磁場可以用磁感線形象地描述.-----引入新課
(老師)類比電場線可以很好地描述電場強(qiáng)度的大小和方向,同樣,也可以用磁感線來描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向
(二)新課講解
【板書】1.磁感線
(1)磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致,這樣的曲線叫做磁感線。
(2)特點(diǎn):
A、磁感線是閉合曲線,磁鐵外部的磁感線是從北極出來,回到磁鐵的南極,內(nèi)部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線,任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀,加深對磁感線的認(rèn)識。同時(shí)與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在,而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處:電場線是不閉合的,而磁感線則是閉合曲線。
2.幾種常見的磁場
【演示】
①用鐵屑模擬磁感線的演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:條形磁鐵(圖1)、蹄形磁鐵(圖2)、通電直導(dǎo)線(圖3)、通電環(huán)形電流(圖4)、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵)(圖5)、※輻向磁場(圖6)、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場。
(1)條形、蹄形磁鐵,同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況(圖1、圖2)
(2)電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導(dǎo)學(xué)生分析歸納的基礎(chǔ)上得出
○直線電流周圍的磁感線:是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上.(圖3)
○直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
②環(huán)形電流的磁場
○環(huán)形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線,在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上,磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直(圖4)。
[教師引導(dǎo)學(xué)生得]
○環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向.
③通電螺線管的磁場.
○通電螺線管磁場的磁感線:和條形磁鐵外部的磁感線相似,一端相當(dāng)于南極,一端相當(dāng)于北極;內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行,方向由南極指向北極,并和外部的磁感線連接,形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線(圖5)
○通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關(guān)系,也可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致,則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內(nèi)部磁感線的方向).
③電流磁場(和天然磁鐵相比)的特點(diǎn):磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強(qiáng)弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān),幾種常見磁場的磁感線的分布是一個(gè)非?;镜膬?nèi)容,不掌握好,對后面的學(xué)習(xí)有很大影響。
3.安培分子電流假說
(1)安培分子電流假說(P92)
對分子電流,結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則,以便學(xué)生更容易理解“它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極”,這句話;并應(yīng)強(qiáng)調(diào)“這兩個(gè)磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”,以便使他們了解磁極為什么不能以單獨(dú)的N極或S極存在的道理。
(2)安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機(jī)做好磁化和退磁的演示實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說明,比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】“假說”,是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過程中,“假說”,常常起著很重要的作用,它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下,經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的.
4.勻強(qiáng)磁場
(1)勻強(qiáng)磁場:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,這個(gè)區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
(2)兩種情形的勻強(qiáng)磁場:即距離很近的兩個(gè)異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個(gè)平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時(shí),其中間區(qū)域的磁場P92圖3.3-7,圖3.3-8。
5.磁通量
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積,叫穿過這個(gè)面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表達(dá)式:φ=BS
【注意】①對于磁通量的計(jì)算要注意條件,即B是勻強(qiáng)磁場或可視為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
②磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)之分,可舉特例說明。
(3)單位:韋伯,簡稱韋,符號Wb1Wb=1Tm2
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義(磁通密度):即B=φ/S
上式表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量,并且用Wb/m2做單位(磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種單位)。所以:1T=1Wb/m2=1N/Am
(三)小結(jié):對本節(jié)各知識點(diǎn)做簡要的小結(jié)。并要求學(xué)生課外按P93【做一做】
鞏固練習(xí)
1.如圖所示,放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針,靜止時(shí)N極指向右.試判定電源的正負(fù)極.
解析:小磁針N極的指向即為該處的磁場方向,所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b,根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出,由d端流入,故c端為電源的正極,d端為負(fù)極.
注意:不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極,從而判定b端相當(dāng)于條形磁鐵的南極,關(guān)鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.
2.如圖所示,當(dāng)線圈中通以電流時(shí),小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.
電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.
(四)鞏固新課(1)復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容(2)閱讀“科學(xué)漫步”
(3)指導(dǎo)學(xué)生完成“問題與練習(xí)”1--4
相關(guān)知識
幾種常見的磁場
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,減輕高中教師們在教學(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?以下是小編為大家收集的“幾種常見的磁場”歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
選修3-1
第三章
3.3幾種常見的磁場
一、教材分析
磁場的概念比較抽象,應(yīng)對幾種常見的磁場使學(xué)生加以了解認(rèn)識,學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對后面的磁場力的分析至關(guān)重要。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道什么叫磁感線。
2.知道幾種常見的磁場(條形、蹄形,直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況
3.會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
4.知道安培分子電流假說,并能解釋有關(guān)現(xiàn)象
5.理解勻強(qiáng)磁場的概念,明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場
6.理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
(二)過程與方法
通過實(shí)驗(yàn)和學(xué)生動(dòng)手(運(yùn)用安培定則)、類比的方法加深對本節(jié)基礎(chǔ)知識的認(rèn)識。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力.
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
1.會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2.正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
四、學(xué)情分析
磁場概念比較抽象,學(xué)生對此難以理解,但前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過了電場,可采用類比的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。
五、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)演示法,講授法
六、課前準(zhǔn)備:
演示磁感線用的磁鐵及鐵屑,演示用幻燈片
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過程:
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景引入、展示目標(biāo)
要點(diǎn):磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
[啟發(fā)學(xué)生思考]電場可以用電場線形象地描述,磁場可以用什么來描述呢?
[學(xué)生答]磁場可以用磁感線形象地描述.-----引入新課
(老師)類比電場線可以很好地描述電場強(qiáng)度的大小和方向,同樣,也可以用磁感線來描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向
(三)合作探究、精講點(diǎn)播
【板書】1.磁感線
(1)磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致,這樣的曲線叫做磁感線。
(2)特點(diǎn):
A、磁感線是閉合曲線,磁鐵外部的磁感線是從北極出來,回到磁鐵的南極,內(nèi)部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線,任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀,加深對磁感線的認(rèn)識。同時(shí)與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在,而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處:電場線是不閉合的,而磁感線則是閉合曲線。
2.幾種常見的磁場
【演示】
①用鐵屑模擬磁感線的演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:條形磁鐵(圖1)、蹄形磁鐵(圖2)、通電直導(dǎo)線(圖3)、通電環(huán)形電流(圖4)、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵)(圖5)、
(1)條形、蹄形磁鐵,同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況(圖1、圖2)
(2)電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導(dǎo)學(xué)生分析歸納的基礎(chǔ)上得出
a直線電流周圍的磁感線:是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上.(圖3)
b直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
②環(huán)形電流的磁場
a環(huán)形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線,在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上,磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直(圖4)。
[教師引導(dǎo)學(xué)生得]
b環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向.
③通電螺線管的磁場.
a通電螺線管磁場的磁感線:和條形磁鐵外部的磁感線相似,一端相當(dāng)于南極,一端相當(dāng)于北極;內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行,方向由南極指向北極,并和外部的磁感線連接,形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線(圖5)
b通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關(guān)系,也可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致,則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內(nèi)部磁感線的方向).
③電流磁場(和天然磁鐵相比)的特點(diǎn):磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強(qiáng)弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān),幾種常見磁場的磁感線的分布是一個(gè)非常基本的內(nèi)容,不掌握好,對后面的學(xué)習(xí)有很大影響。
3.安培分子電流假說
(1)安培分子電流假說
對分子電流,結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則,以便學(xué)生更容易理解“它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極”,這句話;并應(yīng)強(qiáng)調(diào)“這兩個(gè)磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”,以便使他們了解磁極為什么不能以單獨(dú)的N極或S極存在的道理。
(2)安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機(jī)做好磁化和退磁的演示實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說明,比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】“假說”,是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過程中,“假說”,常常起著很重要的作用,它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下,經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的.
4.勻強(qiáng)磁場
(1)勻強(qiáng)磁場:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,這個(gè)區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
(2)兩種情形的勻強(qiáng)磁場:即距離很近的兩個(gè)異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個(gè)平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時(shí),其中間區(qū)域的磁場P87圖3.3-7,圖3.3-8。
5.磁通量
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積,叫穿過這個(gè)面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表達(dá)式:φ=BS
【注意】①對于磁通量的計(jì)算要注意條件,即B是勻強(qiáng)磁場或可視為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
②磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)之分,可舉特例說明。
(3)單位:韋伯,簡稱韋,符號Wb1Wb=1Tm2
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義(磁通密度):即B=φ/S
上式表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量,并且用Wb/m2做單位(磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種單位)。所以:1T=1Wb/m2=1N/Am
(三)小結(jié):對本節(jié)各知識點(diǎn)做簡要的小結(jié)。
(四)反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測
1.如圖所示,放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針,靜止時(shí)N極指向右.試判定電源的正負(fù)極.
解析:小磁針N極的指向即為該處的磁場方向,所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b,根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出,由d端流入,故c端為電源的正極,d端為負(fù)極.
注意:不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極,從而判定b端相當(dāng)于條形磁鐵的南極,關(guān)鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.
2.如圖所示,當(dāng)線圈中通以電流時(shí),小磁針的北極指向讀者.學(xué)生確定電流方向.
答案:電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
九、板書設(shè)計(jì)
磁感線:人為畫出,可形象描述磁場
幾種常見的磁場:安培定則:讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。
勻強(qiáng)磁場:磁場中各處電場強(qiáng)度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。
磁通量:B與S的乘積,單位是韋伯,也叫磁通密度。
十、教學(xué)反思
本節(jié)內(nèi)容與本章第一節(jié)內(nèi)容聯(lián)系較大可先復(fù)習(xí)第一節(jié)知識后進(jìn)入新課的學(xué)習(xí),并在學(xué)習(xí)過程中加入對應(yīng)習(xí)題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑,演示用幻燈片等使學(xué)生具有形象感。
選修3-1第三章
3.3幾種常見的磁場學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.知道什么叫磁感線。
2.知道幾種常見的磁場(條形、蹄形,直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況
3.會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、磁感線
所謂磁感線,是在磁場中畫出的一些有方向的,在這些上,每一點(diǎn)的磁場方向都在該點(diǎn)的切線方向上。磁感線的基本特性:(1)磁感線的疏密表示磁場的。(2)磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線;在磁體外部,從指向;在磁體內(nèi)部,由指向。(3)磁感線是為了形象描述磁場而假想的物理模型,在磁場中并不真實(shí)存在,不可認(rèn)為有磁感線的地方才有磁場,沒有磁感線的地方?jīng)]有磁場。
2、安培定則
判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系時(shí),安培定則表述為:用握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是的環(huán)繞方向;判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系時(shí)要統(tǒng)一表述為:讓彎曲的四指所指方向跟方向一致,大拇指所指的方向就是環(huán)形電流或通電螺線管磁感線的方向(這里把環(huán)形電流看作是一匝的線圈)。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道安培分子電流假說,并能解釋有關(guān)現(xiàn)象
2.理解勻強(qiáng)磁場的概念,明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場
3.理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
二、學(xué)習(xí)過程
1、安培分子電流假說
(1)安培分子電流假說:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流——,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)。
(2)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵的磁場和電流的磁場一樣,都是由產(chǎn)生的。
(3)磁性材料按磁化后去磁的難易可分為材料和材料。
2、勻強(qiáng)磁場
磁感應(yīng)強(qiáng)度、處處相同的磁場叫勻強(qiáng)磁場(uniformmagneticfield)。勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些直線。
3、磁通量
(1)定義:設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)與磁場方向垂直的平面,面積為S,則B與S的乘積叫做穿過這個(gè)面積的磁通量(magneticflux),簡稱磁通。
(2)定義式:
(3)單位:簡稱,符號。1Wb=1Tm2
(4)磁通量是標(biāo)量
(5)磁通密度即磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T=1
課內(nèi)探究學(xué)案
例1、有一矩形線圈,線圈平面與磁場方向成角,
如圖所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈面積為S,則穿過
線圈的磁通量為多大?
例2、如圖所示,兩塊軟鐵放在螺線管軸線上,
當(dāng)螺線管通電后,兩軟鐵將(填“吸引”、
“排斥”或“無作用力”),A端將感應(yīng)出極。
例3、磁鐵在高溫下或者受到敲擊時(shí)會失去磁性,根據(jù)安培的分子電流假說,其原因是()
A、分子電流消失B、分子電流的取向變得大致相同
C、分子電流的取向變得雜亂D、分子電流的強(qiáng)度減弱
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測
課后練習(xí)與提高
1、磁感線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)。磁感線的定性地表示磁場強(qiáng)弱。
2、磁感線,在磁體(螺線管)外部由極到極,內(nèi)部由S極到極。該點(diǎn)與電場線不同。磁感線。
3、若某個(gè)區(qū)域里磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向,則該區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場。它的磁感線是的直線。
4、對于通電直導(dǎo)線,右手大拇指代表方向,四個(gè)彎曲的手指方向代表方向。
對于環(huán)形電流和通電螺線管,右手大拇指代表方向,四個(gè)彎曲的手指方向代表方向。
課后練習(xí)與提高
1、根據(jù)安培假設(shè)的思想,認(rèn)為磁場是由于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的,這種思想如果對地磁場也適用,而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對地球定向移動(dòng)的電荷,那么由此判斷,地球應(yīng)該()
A、帶負(fù)電B、帶正電C、不帶電D、無法確定
2、關(guān)于磁通量,下列敘述正確的是()
A、在勻強(qiáng)磁場中,穿過一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積
B、在勻強(qiáng)磁場中,a線圈的面積比b線圈大,則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的磁通量大
C、把一個(gè)線圈放在M、N兩處,若放在M處時(shí)穿過線圈的磁通量比放在N處時(shí)大,則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大
D、同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處,穿過線圈的磁通量不一定大
3、把一個(gè)面積為5.0×10-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時(shí),穿過線圈的磁通量是多大?
4、如圖所示,在條形磁鐵外面套一圓環(huán),當(dāng)圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中,穿過圓環(huán)的磁通量如何變化()
A、逐漸增加
B、逐漸減少
C、先逐漸增加,后逐漸減少
D、先逐漸減少,后逐漸增大
參考答案:
課內(nèi)探究學(xué)案:
例1、BSsin例2、吸引S
例3、C
針對訓(xùn)練:1、磁場方向疏密
2、閉合N極S極N極3、相等相同間隔相等的平行
4、電流磁感線環(huán)繞磁場電流
課后練習(xí)與提高:
1、A2、D3、10-3Wb4、C
第三節(jié) 常見天氣系統(tǒng)
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“第三節(jié) 常見天氣系統(tǒng)”,歡迎您參考,希望對您有所助益!
第三節(jié) 常見天氣系統(tǒng)
目標(biāo)定位
1.正確理解氣團(tuán)、鋒面、低壓、高壓等天氣系統(tǒng)的概念。2.運(yùn)用簡易天氣圖或天氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,簡要分析鋒面、低壓、高壓等天氣系統(tǒng)的特點(diǎn)。3.用案例說明氣象災(zāi)害發(fā)生的原因和危害。4.結(jié)合我國常見的天氣系統(tǒng),說明其對人們生產(chǎn)和生活的影響。
核心點(diǎn)一三種鋒面類型及其主要天氣特征
比較項(xiàng)目冷 鋒暖 鋒準(zhǔn)靜止鋒
氣團(tuán)勢力冷氣團(tuán)強(qiáng),暖氣團(tuán)弱暖氣團(tuán)強(qiáng),冷氣團(tuán)弱勢力相當(dāng)
移動(dòng)方向冷氣團(tuán)的移動(dòng)方向暖氣團(tuán)的移動(dòng)方向來回?cái)[動(dòng)
鋒前鋒后暖氣團(tuán)在前,冷氣團(tuán)在后冷氣團(tuán)在前,暖氣團(tuán)在后
鋒面剖面示意圖
鋒面符號
氣團(tuán)位置冷氣團(tuán)在鋒下,暖氣團(tuán)在鋒上(因冷氣團(tuán)密度大,暖氣團(tuán)密度小)
鋒面坡度較大居中很小
降水區(qū)的位置鋒前、鋒后均有,主要在鋒后暖鋒前部
延伸到鋒后很大范圍
天氣特征過境時(shí)暖氣團(tuán)被冷氣團(tuán)抬升,常出現(xiàn)云、雨、雪、強(qiáng)風(fēng)等天氣現(xiàn)象暖氣團(tuán)沿冷氣團(tuán)徐徐爬升,冷卻凝結(jié)產(chǎn)生云、雨,多為連續(xù)性降水或霧降水強(qiáng)度小,陰雨連綿的天氣
過境后冷氣團(tuán)替代了原來暖氣團(tuán)位置,氣壓升高,氣溫和濕度驟降,天氣轉(zhuǎn)好暖氣團(tuán)占據(jù)了原來冷氣團(tuán)的位置,氣溫上升、氣壓下降、天氣轉(zhuǎn)晴
我國典型的
鋒面天氣北方夏季的暴雨;北方冬春季節(jié)的大風(fēng)或沙塵暴天氣;冬季爆發(fā)的寒潮華南地區(qū):春暖多晴,春寒雨起夏初,長江中下游地區(qū)的梅雨天氣;冬半年的昆明準(zhǔn)靜止鋒
方法技巧 鋒面兩側(cè)氣團(tuán)性質(zhì)的判讀
(1)根據(jù)鋒面傾斜方向進(jìn)行判斷,鋒面總是傾向冷氣團(tuán)一側(cè);
(2)根據(jù)雨區(qū)的分布來判斷,雨區(qū)主要出現(xiàn)在冷氣團(tuán)一側(cè)。
核心點(diǎn)二低壓、高壓系統(tǒng)與天氣
思維拓展
鋒面氣旋
近地面氣旋一般與鋒面聯(lián)系在一起,形成鋒面氣旋。鋒面氣旋是一種常見的天氣系統(tǒng)。它主要活動(dòng)在中高緯度,更多見于溫帶地區(qū),因而也稱溫帶氣旋。
(1)鋒面氣旋結(jié)構(gòu)(以北半球?yàn)槔?
鋒面氣旋是一個(gè)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的渦旋,中心氣壓很低,自中心向前方伸出一條暖鋒,向后方伸出一條冷鋒,冷暖鋒以南是暖空氣,冷暖鋒以北是冷空氣。從垂直方向看,氣旋低層有氣流輻合,氣旋中心有上升氣流,氣旋高層是氣流輻散區(qū)。
(2)鋒面氣旋天氣
一般氣旋是氣流輻合上升系統(tǒng),尤其鋒面上氣流上升更為強(qiáng)烈,往往產(chǎn)生云、雨,甚至造成暴雨、大風(fēng)天氣。一個(gè)成熟的鋒面氣旋的天氣模式是:氣旋前方是寬闊的暖鋒云系及相伴隨的連續(xù)性降水天氣,氣旋后方是比較狹窄的冷鋒云系和降水天氣,氣旋中部(兩鋒之間)
是暖氣團(tuán)控制下的晴暖天氣。
類型1鋒的形成與天氣
用實(shí)驗(yàn)?zāi)M某一天氣系統(tǒng):在塑料盒中間插一隔板,兩側(cè)分別注入同體積紅色暖水(代表暖空氣)與藍(lán)色冷鹽水(代表冷空氣)。據(jù)此回答(1)~(3)題。
(1)在向上抽出隔板后的數(shù)秒內(nèi),冷暖水之間()
A.出現(xiàn)水平交界面,藍(lán)色水在上B.出現(xiàn)水平交界面,紅色水在上
C.出現(xiàn)傾斜交界面,藍(lán)色水在上D.出現(xiàn)傾斜交界面,紅色水在上
(2)該實(shí)驗(yàn)?zāi)M的天氣系統(tǒng)是()
A.氣旋 B.鋒 C.高氣壓 D.低氣壓
(3)該模擬實(shí)驗(yàn)存在的主要不足是()
①?zèng)]能模擬出主導(dǎo)氣流的運(yùn)動(dòng)方向 ②沒能模擬出成云致雨的天氣現(xiàn)象 ③沒能模擬出冷鋒與暖鋒 ④沒能模擬出冷暖空氣的密度差異
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④
答案 (1)D (2)B (3)A
解析 (1)暖水(紅色水)輕,所以浮在上,冷鹽水重,所以在下面,在冷暖水交界處形成傾斜面。(2)該實(shí)驗(yàn)?zāi)M冷暖空氣相遇形成鋒面的狀況。(3)該實(shí)驗(yàn)雖模擬鋒面,僅僅表示了冷鹽水和暖水密度差異的情況,從鋒面系統(tǒng)來講,相當(dāng)于冷暖空氣密度差異,但冷暖空氣因密度差異相遇后出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象及冷暖空氣勢力差異沒有表現(xiàn)出來。
冷暖鋒的判別
(1)①在等壓線圖中,根據(jù)符號來判斷冷暖鋒。冷鋒用線條加(黑)三角形表示,三角形加在暖氣團(tuán)一側(cè),如PM;暖鋒用線條加(黑)半圓表示,半圓標(biāo)在冷氣團(tuán)一側(cè),如PN。②根據(jù)冷暖氣團(tuán)的移動(dòng)方向判斷。冷氣團(tuán)移動(dòng)的箭頭A指向鋒面PM,而暖氣團(tuán)B則背離鋒面,此為冷鋒;反之為暖鋒PN。③根據(jù)雨區(qū)的位置判斷。雨區(qū)在鋒后(A側(cè))的為冷鋒,雨區(qū)在鋒前(C側(cè))的為暖鋒。
(2)在鋒面天氣側(cè)視圖中,根據(jù)以下幾點(diǎn)來判斷:
①鋒面坡度。冷鋒面坡度比暖鋒面陡。
②冷氣團(tuán)移動(dòng)方向。冷鋒一側(cè)的冷氣團(tuán)移動(dòng)箭頭直指鋒面,而暖鋒一側(cè)的冷氣團(tuán)移動(dòng)箭頭在鋒面附近形成一個(gè)環(huán)流。
③雨區(qū)的位置。雨區(qū)大部分在鋒后的為冷鋒,雨區(qū)全部在鋒前的為暖鋒。
變式練習(xí)1 1月17日,我國北方2009年的第一場降雪,伴著寒風(fēng),小雪很快灑滿了我國北方大地。閱讀材料完成下列問題。
(1)形成本次降雪的天氣系統(tǒng)是下列選項(xiàng)中的()
(2)下列關(guān)于該種天氣系統(tǒng)過境時(shí)的天氣狀況描述正確的是()
A.連續(xù)性降水B.容易產(chǎn)生霧
C.雨雪天氣D.風(fēng)力較弱
(3)下列選項(xiàng)中正確表示該天氣系統(tǒng)過境時(shí)氣溫變化的是()
答案 (1)B (2)C (3)A
解析 一般而言,降雪伴隨著氣溫下降,應(yīng)為冷鋒天氣。冷、暖鋒過境時(shí)產(chǎn)生不同的降水特點(diǎn):冷鋒移動(dòng)速度快,降水強(qiáng)度大而歷時(shí)短,伴隨大風(fēng)、降溫天氣;暖鋒移動(dòng)慢,降水強(qiáng)度小而歷時(shí)較長,多連續(xù)性降水或霧。第(1)題,由材料“降雪”“寒風(fēng)”可知,該天氣系統(tǒng)為冷鋒。第(2)題,冷鋒過境時(shí),如果前方暖氣團(tuán)含水汽較多,可形成雨雪天氣,風(fēng)力較強(qiáng)勁;暖鋒過境時(shí)多連續(xù)性降水或霧,風(fēng)力較弱。第(3)題,冷鋒過境過程氣溫不斷降低。
類型2低壓(氣旋)、高壓(反氣旋)與天氣
判斷下列地理現(xiàn)象各是下圖中哪種大氣運(yùn)動(dòng)形式影響的結(jié)果,請將受其影響的大氣運(yùn)動(dòng)形式的順序號填在現(xiàn)象后的括號內(nèi)。
(1)北美洲南部的颶風(fēng)() (2)江淮流域的伏旱()
(3)南極大陸的極地東風(fēng)()
答案 (1)C (2)B (3)A
解析 解答本題,首先要分析A、B、C各圖氣壓分布和大氣運(yùn)動(dòng)的情況。A圖,氣流按逆時(shí)針方向從中心向四周輻散旋轉(zhuǎn),由此可判斷是南半球的反氣旋(高氣壓區(qū));B圖,氣流按順時(shí)針方向從中心向四周輻散旋轉(zhuǎn)。由此可以判斷是北半
球的反氣旋(高氣壓區(qū));C圖,氣流按逆時(shí)針方向從四周向中心輻合旋轉(zhuǎn),由此可判斷是北半球的氣旋(低氣壓區(qū))。然后再與題目中的自然現(xiàn)象所處的地理位置及形成原因相對應(yīng)。
(1)發(fā)生地區(qū)為北美洲的南部,屬于北半球,颶風(fēng)是大西洋上的強(qiáng)烈風(fēng)暴,因此,(1)是屬于C圖大氣運(yùn)動(dòng)形式影響的結(jié)果。(2)發(fā)生在我國,位置在北半球,產(chǎn)生的原因是該地區(qū)此時(shí)只受到單一的海洋濕潤氣流的影響,缺乏產(chǎn)生降水的足夠條件,氣溫高,蒸發(fā)量大,這種氣流是來自太平洋高壓西部邊緣的東南風(fēng),因此,(2)屬于B圖大氣運(yùn)動(dòng)形式影響的結(jié)果。(3)出現(xiàn)在南半球,極地東風(fēng)是極地高氣壓的氣流運(yùn)動(dòng)形式;因此,(3)是屬于A圖大氣運(yùn)動(dòng)形式影響的結(jié)果。
本題的關(guān)鍵是從圖中所給的信息判斷氣流運(yùn)動(dòng)狀況,其次是了解一些天氣現(xiàn)象所對應(yīng)的天氣系統(tǒng)的特點(diǎn),具有很強(qiáng)的綜合性。
變式練習(xí)2 讀圖,回答下列問題。
(1)該天氣系統(tǒng)從氣流狀況來看是,其氣壓狀況據(jù)推測為氣壓。
(2)該系統(tǒng)若在西北太平洋強(qiáng)烈發(fā)生,中心附近的風(fēng)力大于12級,則稱為。
(3)該系統(tǒng)若在溫帶大陸發(fā)育,則A、B兩點(diǎn)中能形成暖鋒的是地。
(4)如果夏季亞歐大陸形成該系統(tǒng),則我國東部地區(qū)盛行季風(fēng),印度盛行季風(fēng)。
答案 (1)氣旋 低 (2)臺風(fēng) (3)B (4)東南 西南
1.下列天氣現(xiàn)象,不是由準(zhǔn)靜止鋒造成的是()
A.南嶺以南的地區(qū)“清明時(shí)節(jié)雨紛紛”B.江淮地區(qū)“黃梅時(shí)節(jié)家家雨”
C.貴陽地區(qū)冬半年“天無三日晴”D.華北地區(qū)“一場秋雨一場寒”
答案 D
解析 華北地區(qū)“一場秋雨一場寒”是冷鋒天氣;南嶺以南地區(qū)“清明時(shí)節(jié)雨紛紛”是華南準(zhǔn)靜止鋒形成的;江淮的“黃梅時(shí)節(jié)家家雨”是江淮準(zhǔn)靜止鋒形成的;貴陽地區(qū)冬半年“天無三日晴”是昆明準(zhǔn)靜止鋒形成的。
讀“我國部分地區(qū)春季某時(shí)天氣系統(tǒng)圖”,完成2~4題。
2.圖中甲、乙、丙、丁四條線中,能形成暖鋒的是()
A.甲、丙B.乙、丁C.丙D.丁
答案 D
解析 圖中M處是冷高壓(即反氣旋),N處是一鋒面氣旋,所以丁處應(yīng)為暖鋒。
3.圖中甲、乙、丙、丁四線所在地區(qū),反映晴朗天氣的是()
A.丙、丁B.甲、乙C.甲、丙D.乙、丁
答案 B
解析 高壓脊上氣流下沉,天氣晴朗。
4.一股來自內(nèi)蒙古地區(qū)的冷空氣由西北向東南推進(jìn),給華北地區(qū)帶來沙塵暴天氣,該天氣系統(tǒng)是()
A.甲線B.乙線C.丙線D.丁線
答案 C
解析 由第2題可知,丙處低壓槽應(yīng)是冷鋒,結(jié)合春季時(shí)間,容易暴發(fā)沙塵暴。
5.冷鋒和暖鋒的共同特點(diǎn)是()
A.冷空氣在鋒面以下B.過境時(shí)氣壓升高
C.過境時(shí)天氣轉(zhuǎn)晴D.降水多發(fā)生在鋒后
答案 A
解析 冷鋒和暖鋒是一對對立性的天氣系統(tǒng),過境時(shí)、過境后的天氣特征各不相同,但形成時(shí)的共同特點(diǎn)是冷空氣都在鋒面之下,因?yàn)槔錃鈭F(tuán)密度較暖氣團(tuán)大。
6.與鋒面活動(dòng)無關(guān)的天氣是()
①東南沿海的臺風(fēng)天氣?、谖覈狈酱杭镜纳硥m暴天氣
③我國長江中下游的梅雨天氣 ④我國南方夏季午后的雷陣雨天氣
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案 D
解析 我國北方春季的沙塵暴天氣是冷鋒南下所致;長江中下游的梅雨則是江淮準(zhǔn)靜止鋒所致。北方夏季午后暴雨為冷鋒所致。所以只有①和④符合題意。
7.2008年第一號臺風(fēng)于5月18日凌晨在我國廣東沿海登陸。以下能反映臺風(fēng)氣流運(yùn)動(dòng)特征的示意圖是()
答案 D
解析 臺風(fēng)屬于氣旋,其氣流在北半球應(yīng)為逆時(shí)針輻合上升。
8.讀圖,回答下列問題。
(1)該鋒的性質(zhì)是 。
(2)該鋒過境時(shí)多產(chǎn)生 性降水。鋒面過后,氣壓,氣溫。
(3)自然界中,除這種鋒面天氣外,還有 鋒和 鋒兩種。
(4)準(zhǔn)靜止鋒的成因是 或 ,我國長江中下游地區(qū)直至日本南部的天氣,就是在準(zhǔn)靜止鋒控制下形成的。
答案 (1)暖鋒 (2)連續(xù) 降低 升高 (3)冷 準(zhǔn)靜止 (4)冷暖氣團(tuán)勢均力敵 遇地形阻擋 梅雨
解析 回答此題的關(guān)鍵在于讀圖。從圖上看,鋒面坡度較小,雨區(qū)范圍較廣,且降水均發(fā)生在鋒前,暖氣團(tuán)主動(dòng)向冷氣團(tuán)方向移動(dòng),冷氣團(tuán)被迫退卻,由此可斷定該鋒面為暖鋒。根據(jù)鋒面兩側(cè)冷暖氣團(tuán)的移動(dòng)方向,可把鋒面分成冷鋒、暖鋒和準(zhǔn)靜止鋒。
9.下圖為“某日海平面等壓線分布圖”。讀圖回答問題。
(1)從氣壓分布狀況看,甲處為;從氣流狀況看,乙處為。圖中甲、乙兩處最大氣壓差可能為百帕(選擇填空)。
A.39P40B.40P41C.44P45D.30P31
(2)此時(shí),北京與東京相比,__________的風(fēng)力較大,其原因是
________________________________________________________________________。
(3)試比較鄭州、西安兩地在氣溫、氣壓方面的不同點(diǎn)及產(chǎn)生的原因。
(4)請?jiān)趫D中畫出西安的風(fēng)向。
答案 (1)高壓中心 氣旋中心 A
(2)北京 圖中北京的等壓線比東京密集,說明北京的水平氣壓梯度力大于東京,所以北京的風(fēng)力較大
(3)不同點(diǎn):鄭州氣溫較高,氣壓較低;西安氣溫較低,氣壓較高。
原因:鄭州處于冷鋒過境前,受鋒前暖氣團(tuán)控制;西安處于冷鋒過境后,受鋒后冷氣團(tuán)控制。
(4)西北風(fēng)(畫圖略)。
解析 圖中顯示甲處為高壓中心,乙處為低壓中心,甲處的氣壓值在1035~1040百帕之間,乙處的氣壓值在1000~1005百帕之間,由此可推知兩地之間的氣壓差值;從等壓線分布的疏密分析北京與東京的風(fēng)力大??;圖中顯示出了冷鋒氣旋系統(tǒng),鄭州與西安分別位于冷鋒鋒面的兩側(cè),分別受不同性質(zhì)的氣團(tuán)控制。
讀“某日某時(shí)海平面天氣圖”(單位:百帕),回答1~2題。
1.上圖中,此時(shí)可能出現(xiàn)降水天氣的地區(qū)是()
A.山東半島B.長江三角洲C.云貴高原D.臺灣島
答案 A
解析 由海平面天氣圖可知,山東半島正處在冷鋒的鋒后,而冷鋒降水受暖濕氣流抬升影響多發(fā)生在鋒后,故此時(shí)可能出現(xiàn)降水天氣的地區(qū)是山東半島至黃淮西部、四川盆地以北地帶。而長江中下游及其以南受副高西伸影響出現(xiàn)晴朗少雨天氣。故選A。
2.下列城市中,月平均氣溫和相應(yīng)月降水量符合上圖所示季節(jié)的是()
A.巴黎——3℃,35mmB.舊金山——14℃,51mm
C.莫斯科——20℃,75mmD.孟買——28℃,6mm
答案 C
解析 從圖中氣壓形勢,特別是北太平洋副高強(qiáng)盛判斷此季節(jié)為北半球夏季,這個(gè)關(guān)鍵問題解決了,此題便不難判斷:巴黎、舊金山夏季應(yīng)氣溫較高,孟買為熱帶季風(fēng)氣候夏季應(yīng)高溫多雨,故選C。
下圖是“北半球某地區(qū)近地面天氣模式示意圖”。讀圖,回答3~5題。
3.m地的風(fēng)向是()
A.西南風(fēng)B.西北風(fēng)C.東南風(fēng)D.東北風(fēng)
答案 A
解析 由圖可以看出,這是北半球近地面的鋒面氣旋圖,根據(jù)水平氣壓梯度力由高壓指向低壓,北半球地轉(zhuǎn)偏向力右偏,推出m地的風(fēng)向是西南風(fēng)。
4.此時(shí),m、n兩地的天氣狀況是()
A.m、n兩地都睛B.m、n兩地都有雨
C.m地有雨、n地睛D.m地睛、n地有雨
答案 D
解析 由圖可以看出,圖示鋒面是暖鋒(暖氣團(tuán)主動(dòng)向冷氣團(tuán)移動(dòng)),根據(jù)暖鋒降水區(qū)在鋒前可以知道m(xù)地是晴天,n地有雨。
5.下圖中,正確反映該天氣系統(tǒng)過境期間,n地溫度變化過程的是()
A.a(chǎn)圖B.b圖C.c圖D.d圖
答案 B
解析 據(jù)上題解析可以知道,n地處于冷氣團(tuán)控制之下,即將經(jīng)歷暖鋒天氣,變?yōu)榕瘹鈭F(tuán)控制,因此溫度變化是隨著時(shí)間推移而升高的。
分析某地5月5日前后幾天的“天氣變化資料統(tǒng)計(jì)圖”,完成6~8題。
6.這次天氣變化過程最有可能是由()
A.反氣旋造成B.氣旋造成C.冷鋒造成D.暖鋒造成
7.這次降水形成過程是()
A.氣流下沉形成B.氣流對流上升造成
C.暖氣團(tuán)主動(dòng)沿鋒面爬升造成D.暖氣團(tuán)被迫抬升造成
8.此系統(tǒng)易造成()
A.長江中下游地區(qū)的梅雨天氣B.東北、華北地區(qū)的夏季暴雨
C.東南沿海的臺風(fēng)天氣D.長江中下游地區(qū)的伏旱天氣
答案 6.C 7.D 8.B
解析 本題組主要考查學(xué)生的讀圖分析能力,解題的關(guān)鍵是根據(jù)圖示信息——?dú)鉁?、氣壓、降水的時(shí)間變化,推導(dǎo)出是何種天氣系統(tǒng)過境。分析坐標(biāo)系中各要素的變化特點(diǎn),可以看出,氣溫持續(xù)下降,而氣壓持續(xù)上升,天氣呈現(xiàn)晴轉(zhuǎn)陰雨再轉(zhuǎn)晴的變化。由此變化,可確認(rèn)為冷鋒過境,由于冷氣團(tuán)取代暖氣團(tuán)所致。其降水形成過程是暖氣團(tuán)被迫沿鋒面抬升所致。此系統(tǒng)易造成東北、華北地區(qū)夏季的暴雨,長江中下游地區(qū)的梅雨天氣是由準(zhǔn)靜止鋒造成的,伏旱是由反氣旋造成的,臺風(fēng)屬于氣旋。
9.假設(shè)下圖所示的冬季天氣系統(tǒng)以120千米/日的速度向東移動(dòng)。讀圖簡要說明A地在未來30小時(shí)內(nèi)風(fēng)向、風(fēng)力及氣溫的變化趨勢及其原因(不考慮地形的影響)。
答案 A地未來30小時(shí)內(nèi)因高壓脊(或天氣系統(tǒng))東移,風(fēng)向?qū)⒂善鞭D(zhuǎn)為東北,再轉(zhuǎn)為東和東南。同時(shí)隨著等壓線間距縮小(或氣壓梯度力加大),風(fēng)力略有增加。隨著風(fēng)向由偏北轉(zhuǎn)為偏南,A地氣溫也會略有上升。
解析 依據(jù)等壓線可以判斷,影響該地區(qū)的天氣系統(tǒng)為某高壓系統(tǒng)。因天氣系統(tǒng)是向東移動(dòng)的,從圖中等壓線的疏密情況可看出,該天氣系統(tǒng)經(jīng)過A地時(shí),等壓線先是表現(xiàn)為較稀疏,后變密——等壓線疏密反映水平氣壓梯度力的大小,即等壓線稀疏,水平氣壓梯度力小,風(fēng)力小;等壓線密,水平氣壓梯度力大,風(fēng)力大。在高壓系統(tǒng)的不同部位,風(fēng)向是不同的,隨著天氣系統(tǒng)的東移,A地位于高壓系統(tǒng)的不同部位,其風(fēng)向也會發(fā)生相應(yīng)的變化。判斷風(fēng)向的方法為:①作經(jīng)過A的等壓線的切線;②過A作該切線的垂線(方向由高壓指向低壓);③過A作向右偏(依據(jù)經(jīng)緯度和河湖輪廓可以判斷出該地區(qū)是我國的長江中下游地區(qū))的實(shí)際風(fēng)向。由于是冬季的高壓系統(tǒng),且剛開始時(shí)吹偏北風(fēng),氣溫較低,隨著風(fēng)向的變化,逐漸轉(zhuǎn)化為南風(fēng),南風(fēng)從較低緯度處吹來,氣溫有所上升。
第3節(jié) 幾種常見的磁場
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?以下是小編為大家精心整理的“第3節(jié) 幾種常見的磁場”,僅供參考,希望能為您提供參考!
第3節(jié)幾種常見的磁場
要點(diǎn)一利用安培定則分析電流的磁場的方法
1.分清“因”和“果”:在判定直線電流的磁場方向時(shí),大拇指指“原因”——電流方向,四指指“結(jié)果”——磁場繞向;在判定環(huán)形電流的磁場方向時(shí),四指指“原因”——電流繞向,大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.
2.優(yōu)先采用整體法:一個(gè)任意形狀的環(huán)形電流(如三角形、矩形、圓形)的磁場,都可以視為若干或無數(shù)個(gè)很短的直線電流的磁場疊加而成,從而可分段進(jìn)行判定.這種隔離法的判定結(jié)果,雖然與視為環(huán)形電流的整體法一致,但在步驟上卻麻煩多了.
要點(diǎn)二磁通量的理解
1.磁通量的定義
公式Φ=BS中的B應(yīng)是勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S是與磁場方向垂直的面積,因此,可以理解為Φ=BS⊥.如果平面與磁場方向不垂直,應(yīng)把面積S投影到與磁場垂直的方向上,求出投影面積S⊥,代入到Φ=BS⊥中計(jì)算,應(yīng)避免硬套公式Φ=BSsinθ或Φ=BScosθ.
2.磁通量的變化
一般有下列三種情況:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,有效面積S變化,則ΔΦ=Φt-Φ0=BΔS.
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化,磁感線穿過的有效面積S不變,則穿過回路中的磁通量的變化是:ΔΦ=Φt-Φ0=ΔBS.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S同時(shí)發(fā)生變化的情況,則ΔΦ=Φt-Φ0.
特別提醒①平面S與磁場方向不垂直時(shí),要把面積S投影到與磁場垂直的方向上,即求出有效面積.
②可以把磁通量理解為穿過面積S的磁感線的凈條數(shù).相反方向穿過面積S的磁感線可以互相抵消.
③當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和有效面積同時(shí)發(fā)生變化時(shí),ΔΦ=Φt-Φ0,而不能用ΔΦ=ΔBΔS計(jì)算.
1.電場線與磁感線有哪些異同?
電場線磁感線
相
似
點(diǎn)引入目的形象描述場而引入的假想線,實(shí)際不存在
疏密場的強(qiáng)弱
切線方向場的方向
相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)
不同點(diǎn)起始于正電荷,終止于負(fù)電荷閉合曲線
特別提醒(1)從電場、磁場的概念理解兩種場線的相似點(diǎn):矢量性——線的切線,強(qiáng)弱——線的疏密,方向的唯一性——空間任一點(diǎn)場線不相交.
(2)從兩種場線的區(qū)別理解兩種場的區(qū)別:
電場線——電荷有正負(fù)——電場線有始終
磁感線——N、S極不可分離——磁感線閉合
2.常見的電流的磁場有哪些?
電流的磁場通常研究的是直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場,判斷它們的磁場,都可用安培定則來判斷,該定則也叫右手螺旋定則,各種電流的磁場分布及磁感線方向的判斷如下:
安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖
直
線
電
流
以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓,越向外磁感線越稀疏,磁場越弱
環(huán)
形
電
流
內(nèi)部磁場比環(huán)外強(qiáng),磁感線越向外越稀疏
通
電
螺
線
管
內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng),方向由S極指向N極,外部類似條形磁鐵,由N極指向S極
一、磁感線的理解
【例1】關(guān)于磁感線,下列說法中正確的是()
A.兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場
B.磁感線總是從N極到S極
C.磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場方向一致
D.兩個(gè)磁場疊加的區(qū)域,磁感線就可能相交
答案C
解析磁感線是為了形象地描繪磁場而假設(shè)的一組有方向的曲線,曲線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場方向,曲線疏密表示磁場強(qiáng)弱,所以C正確,A不正確.在磁鐵外部磁感線從N極到S極,內(nèi)部從S極到N極.磁感線不相交,所以B、D不正確.
二、幾種電流的磁場
【例2】如圖3-3-2所示,螺線管、蹄形鐵芯、環(huán)形導(dǎo)線三者相距較遠(yuǎn),當(dāng)開關(guān)閉合后關(guān)于小磁針N極(黑色的一端)的指向錯(cuò)誤的是()
圖3-3-2
A.小磁針a的N極指向正確
B.小磁針b的N極指向正確
C.小磁針c的N極指向正確
D.小磁針d的N極指向正確
答案A
解析小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?,即磁感線的切線方向.根據(jù)安培定則,蹄形鐵芯被磁化后右端為N極,左端為S極,小磁針c指向正確;通電螺線管的磁場分布和條形磁鐵相似,內(nèi)部磁場向左,外部磁場向右,所以小磁針b指向正確,小磁針a指向錯(cuò)誤;環(huán)形電流形成的磁場左側(cè)應(yīng)為S極,故d的指向正確.在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”,在判定直線電流的磁場方向時(shí),大拇指指“原因”——電流方向,四指指“結(jié)果”——磁場繞向;在判定環(huán)形電流磁場方向時(shí),四指指“原因”——電流繞向,大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.
1.關(guān)于磁場和磁感線的描述,下列說法中正確的是()
A.磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,磁場和電場一樣,也是一種客觀存在的特殊物質(zhì)
B.磁感線可以形象地描述各磁場的強(qiáng)弱和方向,它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致
C.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā),到S極終止的
D.磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示,因而是真實(shí)存在的
答案AB
解析磁感線是為了形象描述磁場而假設(shè)的一簇有方向的閉合的曲線,實(shí)際上并不存在,所以C、D不正確;磁場是客觀存在的特殊物質(zhì),所以A正確;磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)磁場方向,磁感線疏密表示該點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱,小磁針靜止時(shí)北極指向、北極受力方向均為磁場方向,所以B正確.
2.磁鐵在高溫下或者受到敲擊時(shí)會失去磁性,根據(jù)安培分子電流假說,其原因是()
A.分子電流消失
B.分子電流取向變得大致相同
C.分子電流取向變得雜亂
D.分子電流減弱
答案C
解析根據(jù)安培的分子電流假說,當(dāng)分子電流取向變得大致相同時(shí),對外顯示磁性;當(dāng)溫度升高或者受到敲擊時(shí),分子發(fā)生運(yùn)動(dòng),分子電流取向變得雜亂無序,對外不能顯示磁性.安培的分子電流假說不僅解決了磁現(xiàn)象的電本質(zhì),同時(shí)對我們的生活生產(chǎn)也很有指導(dǎo)作用,讓我們知道了如何充磁、如何退磁.
3.放在通電螺線管里面的小磁針保持靜止時(shí),N極的指向是怎樣的?兩位同學(xué)的回答相反,甲說,小磁針的位置如圖3-3-3甲所示,因?yàn)楣軆?nèi)的磁感線方向向右,所以小磁針的N極指向右方.乙說,小磁針的位置如圖乙所示,他的理由是通電螺線管的N極在右側(cè),根據(jù)異名磁極相互吸引可知,小磁針的S極指向右方.你的看法是怎樣的?他們誰的答案錯(cuò)了?
圖3-3-3
答案磁場中保持靜止的小磁針,它的N極一定指向磁感線的方向,甲回答的是對的,乙的答案錯(cuò)了.
4.如果磁場B不與我們研究的平面S垂直,
圖3-3-4
如圖3-3-4所示,而是有一夾角α,試確定此時(shí)穿過這個(gè)面積的磁通量Φ.
答案BSsinα
解析作S垂直于B的投影面S⊥,如下圖所示,由圖可知,穿過面積S的磁感線一定穿過面積S⊥,故Φ=Φ′=BS⊥=BScosθ=BScos(π2-α)=BSsinα.
題型一電流的磁場
M1與M2為兩根未被磁化的鐵棒,
圖1
現(xiàn)將它們分別放置于如圖1所示的位置,則被通電螺線管產(chǎn)生的磁場磁化后()
A.M1的左端為N極,M2的右端為N極
B.M1和M2的右端均為N極
C.M1的右端為N極,M2的左端為N極
D.M1和M2的左端均為N極
思維步步高螺線管的磁場方向如何確定?螺線管內(nèi)部和外部磁場方向有何區(qū)別?兩根鐵棒被磁化和小磁針有何異同?
解析通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場很類似,要注意在磁體內(nèi)部的磁感線的分布應(yīng)該是從S極指向N極的.
答案A
拓展探究如圖2所示,
圖2
小磁針靜止在通電螺線管的旁邊,請?jiān)趫D上標(biāo)出電流的方向.
答案見解析
解析根據(jù)通電螺線管的磁場與小磁針的相互作用情況可以判斷:螺線管的右邊應(yīng)該是S極.再根據(jù)安培定則,右手握住螺線管,
大拇指指螺線管的N極,其余四指的方向就是通電螺線管中的電流方向,即電流從右邊流入,左邊流出,如右圖所示.
通電導(dǎo)線的磁場有以下幾種常見的情況:①通電直導(dǎo)線的磁場,大拇指的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍闹傅闹赶驗(yàn)榇艌龅姆较颍谕娐菥€管的磁場,四指的環(huán)繞方向是電流的方向,大拇指的指向是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向.③通電線圈相當(dāng)于單匝的通電螺線管.
題型二磁通量問題
如圖3所示,
圖3
一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線,從磁鐵N極的左側(cè)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到磁鐵S極的右側(cè)B點(diǎn),A、B兩點(diǎn)關(guān)于磁鐵的中心對稱,則在此過程中,穿過環(huán)形線圈的磁通量將()
A.先增大,后減小
B.先減小,后增大
C.先增大,后減小、再增大,再減小
D.先減小,后增大、再減小,再增大
思維步步高A處的磁場方向向哪?從A運(yùn)動(dòng)到磁鐵N極過程中磁場的強(qiáng)弱怎樣變化?在穿過磁鐵的過程中穿過線圈的磁感線方向向哪?從S極向B運(yùn)動(dòng)的過程中,磁場強(qiáng)弱怎樣變化?磁通量怎樣變化?
解析在磁鐵內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,磁感線條數(shù)最多,在A端和B端,磁鐵的部分磁感線通過線圈,而在磁鐵中間,磁鐵的全部磁感線通過線圈,只在外部有少量的抵消,因此穿過線圈的磁通量先增大后減?。?br>
答案A
拓展探究條形磁鐵豎直放置,
圖4
閉合圓環(huán)水平放置,條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心,如圖4所示,若圓環(huán)為彈性環(huán),其形狀由Ⅰ擴(kuò)大到Ⅱ,那么圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化的情況是()
A.磁通量增大B.磁通量減小
C.磁通量不變D.條件不足,無法確定
答案B
解析磁感線是閉合曲線,磁鐵內(nèi)部是由S極到N極,而外部是由N極回到S極,而磁通量是穿過某個(gè)面的磁感線的凈條數(shù),故B正確.
磁通量問題要注意以下幾個(gè)問題:①磁通量的定義式Φ=BS中的面積為有效面積,是線圈平面在垂直于磁感線方向的投影.②當(dāng)磁鐵穿過線圈時(shí),在磁鐵內(nèi)部的磁感線是從S極指向N極的.
一、選擇題
1.如圖5所示,
圖5
帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是()
A.N極豎直向上
B.N極豎直向下
C.N極沿軸線向左
D.N極沿軸線向右
答案D
2.關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì),正確的說法是()
①一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運(yùn)動(dòng)電荷,一切磁作用都是電流或運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用②除永久磁鐵外,一切磁場都是由運(yùn)動(dòng)電荷或電流產(chǎn)生的③根據(jù)安培的分子電流假說,在外界磁場作用下,物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時(shí),物體就被磁化,兩端形成磁極④磁就是電,電就是磁,有磁必有電,有電必有磁
A.②③④B.②④C.①③D.①②③
答案C
解析②錯(cuò)誤在于永久磁體之所以顯磁性的原因是內(nèi)部分子電流規(guī)律分布.④錯(cuò)誤的原因是靜止的電荷周圍就沒有磁場.只有運(yùn)動(dòng)電荷才能產(chǎn)生磁場.
圖6
3.如圖6所示,圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷,當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),以下說法正確的是()
A.a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)
B.b的N極向紙外轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)
C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn),而a的N極向紙外轉(zhuǎn)
D.b的N極向紙里轉(zhuǎn),而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)
答案B
4.磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的.對磁場認(rèn)識正確的是()
A.磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況
B.磁感線總是由N極出發(fā)指向S極
C.某點(diǎn)磁場的方向與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指方向一致
D.若在某區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線不受磁場力的作用,則該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
答案C
解析根據(jù)磁感線的特點(diǎn):(1)磁感線在空間內(nèi)不能相交;(2)磁感線是閉合曲線,在磁體外部由N極指向S極,在磁體內(nèi)部由S極指向N極;(3)磁感線的切線方向表示磁場的方向(小磁針靜止時(shí)N極指向).可判斷選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確.通電導(dǎo)線在磁場中是否受力與導(dǎo)線在磁場中的放置方式有關(guān),故D錯(cuò).
5.
圖7
南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進(jìn)行科學(xué)測量.“雪龍?zhí)枴笨疾礻?duì)員一次實(shí)驗(yàn)如下:在地球南極附近用彈簧測力計(jì)豎直懸掛一未通電螺線管,如圖7所示.下列說法正確的是()
A.若將a端接電源正極,b端接電源負(fù)極,則彈簧測力計(jì)示數(shù)將減小
B.若將a端接電源正極,b端接電源負(fù)極,則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大
C.若將b端接電源正極,a端接電源負(fù)極,則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大
D.不論螺線管通電情況如何,彈簧測力計(jì)示數(shù)均不變
答案AC
解析在地球南極附近即為地磁N極,螺線管相當(dāng)于一條形磁鐵,根據(jù)右手螺旋定則判斷出“條形磁鐵”的極性.
6.如圖8所示,
圖8
在條形磁鐵外套有A、B兩個(gè)大小不同的圓環(huán),穿過A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較()
A.ΦA(chǔ)ΦB
B.ΦA(chǔ)ΦB
C.ΦA(chǔ)=ΦB
D.不能確定
答案A
解析Φ=Φ內(nèi)-Φ外,對A、B兩環(huán)Φ內(nèi)相同,而B的Φ外大于A的,所以ΦA(chǔ)ΦB.
7.如圖9所示,
圖9
螺線管中通有電流,如果在圖中的a、b、c三個(gè)位置上各放一個(gè)小磁針,其中a在螺線管內(nèi)部,則()
A.放在a處的小磁針的N極向左
B.放在b處的小磁針的N極向右
C.放在c處的小磁針的S極向右
D.放在a處的小磁針的N極向右
答案BD
解析
由安培定則,通電螺線管的磁場如右圖所示,右端為N極,左端為S極,在a點(diǎn)磁場方向向右,則小磁針在a點(diǎn)時(shí),N極向右,則A項(xiàng)錯(cuò),D項(xiàng)對;在b點(diǎn)磁場方向向右,則磁針在b點(diǎn)時(shí),N極向右,則B項(xiàng)正確;在c點(diǎn),磁場方向向右,則磁針在c點(diǎn)時(shí),N極向右,S極向左,則C項(xiàng)錯(cuò).
二、計(jì)算論述題
8.如圖10所示,
圖10
面積是0.5m2的矩形導(dǎo)線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為20T的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁場垂直,如圖中Ⅰ位置,則穿過該線圈的磁通量是多少?若線圈平面與磁場方向夾角為60°,如圖Ⅱ位置,則穿過該線圈的磁通量又是多少?
答案10Wb8.66Wb
解析已知S=0.5m2,B=20T
(1)因?yàn)榫€圈平面與磁場垂直,所以
ΦⅠ=BS=20×0.5Wb=10Wb
(2)因?yàn)榫€圈平面與磁場方向夾角為60°,所以
ΦⅡ=BSsinθ=20×0.5×sin60°Wb=8.66Wb.
9.如圖11所示,
圖11
一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T水平向右的勻強(qiáng)磁場中,以導(dǎo)線截面的中心為圓心,半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點(diǎn),已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,則b、c、d三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別是多少?方向如何?
答案Bb=2T,與水平方向成45°斜向右上
Bc=2T,方向水平向右
Bd=2T,與水平方向成45°斜向右下
解析
a、b、c、d各點(diǎn)的磁場均為勻強(qiáng)磁場與電流的磁場的疊加,并且電流在這四點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′大小相等,由于Ba=0,則B′=B=1T,由安培定則可知,導(dǎo)線中電流方向向外,則在b、c、d電流的磁場如右圖所示.
,θ=45°,即Bb與水平方向成45°斜向右上
Bc=B′+B=2T,方向水平向右
,α=45°,即Bd與水平方向成45°斜向右下
10.如圖12所示,
圖12
有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈,圓心均在O處,A線圈半徑為1cm,1匝;B線圈半徑為2cm,1匝;C線圈半徑為0.5cm,1匝.問:
(1)在B減為0.4T的過程中,A和B中磁通量各改變多少?
(2)當(dāng)磁場方向轉(zhuǎn)過30°角的過程中,C中的磁通量改變多少?
答案(1)1.256×10-4Wb1.256×10-4Wb
(2)8.4×10-6Wb
解析(1)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R
對線圈AΦ1=B1πR2,Φ2=B2πR2
磁通量的改變量:ΔΦ=|Φ2-Φ1|
=(0.8-0.4)×3.14×(10-2)2Wb=1.256×10-4Wb
對BΔΦ=|Φ2-Φ1|
=(0.8-0.4)×3.14×(10-2)2Wb=1.256×10-4Wb
(2)對線圈C:設(shè)C線圈的半徑為r
Φ1=Bπr2sinθ1,Φ2=Bπr2sinθ2
磁通量的改變量:
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=Bπr2(sin90°-sin60°)=8.4×10-6Wb
第4節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力
要點(diǎn)一磁場對電流作用探秘
1.磁場對電流作用的研究方法
不管是電流還是磁體,對通電導(dǎo)線的作用都是通過磁場來實(shí)現(xiàn)的,因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場分布情況,然后結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況和將要發(fā)生的運(yùn)動(dòng),在實(shí)際操作過程中.往往采用以下幾種方法:
(1)電流元法
把整段導(dǎo)線分為多段直電流元,先用左手定則判斷每段電流元受力的方向,然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向,從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向.
(2)等效法
環(huán)形電流可等效成小磁針,通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流,反過來等效也成立.
2.判斷安培力的方向應(yīng)注意的問題
在解決有關(guān)磁場對電流的作用問題時(shí),能否正確判斷安培力的方向是解決問題的關(guān)鍵,在判定安培力的方向時(shí)要注意以下兩點(diǎn):
(1)安培力的方向總是既與磁場方向垂直,又與電流方向垂直,也就是說安培力的方向總是垂直于磁場和電流所決定的平面.
(2)在具體判斷安培力的方向時(shí),由于受到靜電力方向判斷方法的影響,有時(shí)錯(cuò)誤地認(rèn)為安培力的方向沿著磁場方向.為避免這種錯(cuò)誤,同學(xué)們應(yīng)該把靜電力和安培力進(jìn)行比較,搞清力的方向與場的方向關(guān)系及區(qū)別.
具體問題如下表:
靜電力安培力
研究對象點(diǎn)電荷電流元
受力特點(diǎn)正電荷受力方向與電場方向相同,負(fù)電荷相反安培力方向與磁場方向和電流方向都垂直
判斷方法結(jié)合電場線方向和電荷正、負(fù)判斷用左手定則判斷
要點(diǎn)二磁電式電流表
1.均勻輻向磁場
蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的(如圖3-4-3所示),不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度,它的平面都跟磁感線平行.線圈所處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都相同.
圖3-4-3
2.安培力力矩
當(dāng)電流通過線圈的時(shí)候,線圈上跟鐵柱軸線平行的兩邊都受到安培力,這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),螺旋彈簧被扭動(dòng),產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩,其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大而增大.當(dāng)這種阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩增大到同安培力產(chǎn)生的使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí),線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng).由轉(zhuǎn)動(dòng)角度即指針對應(yīng)刻度可以確定電流大小,由擺動(dòng)方向反映電流方向.
3.磁電式電流表的特點(diǎn)
(1)表盤的刻度均勻,θ∝I.
(2)靈敏度高,量程較小,過載能力差.
(3)滿偏電流Ig,內(nèi)阻Rg反映了電流表的最主要特性.
1.“安培定則”和“左手定則”有何區(qū)別和聯(lián)系?
(1)在適用對象上:安培定則研究電流(直流電流、環(huán)形電流、通電螺線管電流)產(chǎn)生磁場時(shí),電流與其產(chǎn)生的磁場的磁感線二者方向的關(guān)系;左手定則研究通電導(dǎo)線(或運(yùn)動(dòng)電荷)在磁場中受力時(shí),F(xiàn)、I、B三者方向的關(guān)系.
(2)在電流與磁場的關(guān)系上:安培定則中的“磁場”與“電流”密不可分,同時(shí)存在、同時(shí)消失,“磁場”就是電流的磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁場;左手定則中的“磁場”與“電流”可以單獨(dú)存在,“磁場”是外加的磁場,不是通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場.
(3)在因果關(guān)系上:安培定則中的“電流”是因,“磁場”為果,正是有了電流(直流電流、環(huán)形電流、螺線管電流)才出現(xiàn)了由該電流產(chǎn)生的磁場;左手定則中的“磁場”和“電流”都是“因”,磁場對通電導(dǎo)線的作用力是“果”,有因才有果,而此時(shí)的兩個(gè)“因”對產(chǎn)生磁場對導(dǎo)線的作用力來說缺一不可.
(4)判斷電流方向選取定則的原則:當(dāng)已知磁感線的方向,要判斷產(chǎn)生該磁場的電流方向時(shí),選用安培定則判斷電流的方向;當(dāng)已知導(dǎo)體所受安培力的方向時(shí),用左手定則判斷電流的方向.
2.應(yīng)用公式F=BIL求安培力大小應(yīng)注意的問題
(1)B與L垂直
圖3-4-4
(2)L是有效長度,如圖3-4-4所示,曲線ACB中如果有電流為I,則其所受安培力垂直AB向左,大小為F=BIL.
(3)求通電導(dǎo)線平衡問題中所需B的最小值及方向時(shí),先求所需安培力的最小值和方向,再由左手定則及B與I垂直的情況求出所需磁場的大小和方向.因B與I垂直時(shí)安培力最大,故由垂直狀態(tài)得出
圖3-4-5
的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是最小值.如圖3-4-5所示,若使質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒在光滑的斜面上保持靜止,所加的磁場方向垂直斜面向上時(shí),B最?。糁灰蟊3朱o止,則B的方向可以有無數(shù)個(gè).
一、安培力方向的判斷
【例1】如圖3-4-6所示,用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN,電流I方向從M到N,繩子的拉力均為F.為使F=0,可能達(dá)到要求的方法是()
圖3-4-6
A.加水平向右的磁場B.加水平向左的磁場
C.加垂直紙面向里的磁場D.加垂直紙面向外的磁場
答案C
解析要使繩子的拉力變?yōu)榱悖由洗艌龊螅瑧?yīng)使導(dǎo)線所受安培力等于導(dǎo)線的重力,由左手定則可判斷,所加磁場方向應(yīng)垂直紙面向里,導(dǎo)線所受安培力向上.
二、安培力的大小
【例2】一根長為0.2m、電流為2A的通電導(dǎo)線,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場中,受到磁場力的大小可能是()
A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0
答案BCD
解析據(jù)安培力的定義,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電電流I方向垂直時(shí),磁場力有最大值為F=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N.當(dāng)兩方向平行時(shí),磁場力有最小值為0N.隨著二者方向夾角的不同,磁場力大小可能在0.2N與0N之間取值.
1.在圖中,標(biāo)出了磁場的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向,以及通電直導(dǎo)線所受安培力F的方向,其中正確的是()
答案C
2.關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力(安培力),下列說法中正確的是()
A.通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用
B.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場的方向垂直
C.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直
D.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面
答案BCD
3.
圖3-4-7
通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放置在同一水平面上,通有如圖3-4-7所示的電流時(shí),通電直導(dǎo)線A受到水平向________的安培力作用.當(dāng)A、B中電流大小保持不變,但同時(shí)改變方向時(shí),通電直導(dǎo)線A所受到的安培力方向水平向______.
答案右右
解析由圖可知,直導(dǎo)線A位于導(dǎo)線環(huán)B產(chǎn)生的垂直向里的磁場中,根據(jù)左手定則,可判斷導(dǎo)線A受到的安培力方向向右.當(dāng)A、B中的電流方向改變時(shí),A導(dǎo)線處于導(dǎo)線B產(chǎn)生垂直向外的磁場中,同時(shí)導(dǎo)線A的電流方向改變,依據(jù)左手定則可以判定,A受安培力仍水平向右.
4.當(dāng)電流的方向與磁場的方向不垂直時(shí),如何確定安培力的方向?試總結(jié)安培力的方向有何特點(diǎn)?
答案當(dāng)電流方向與磁場方向不垂直時(shí),安培力的方向仍垂直于電流與磁場所決定的平面,仍可用左手定則來判斷安培力的方向,只是磁感線不是垂直進(jìn)入掌心.
安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面(即始終垂直于磁場的方向和電流的方向),但磁場方向與電流方向不一定垂直.
題型一安培力的考查
如圖1所示,
圖1
在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行,并在豎直向上的磁場中,一根質(zhì)量為3.6kg、有效長度為2m的金屬棒放在導(dǎo)軌上,當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí),金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)金屬棒中的電流增大到8A時(shí),金屬棒能獲得2m/s2的加速度.則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
思維步步高導(dǎo)體棒在磁場中受到幾個(gè)力的作用?當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí),金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng),可以得到什么結(jié)論?什么力產(chǎn)生了加速度?
解析對金屬棒進(jìn)行受力分析,利用牛頓第二定律可得:
當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí)
BI1L-F阻=0①
當(dāng)金屬棒中的電流為8A時(shí)
BI2L-F阻=ma②
由①②整理方程組可得:
B=ma(I2-I1)L=3.6×2(8-5)×2T=1.2T
答案1.2T
拓展探究如圖2所示,
圖2
原來靜止的圓形線圈通以逆時(shí)針方向的電流I.在其直徑AB上靠近B點(diǎn)放置一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的長直導(dǎo)線,并通以電流I′,方向如圖所示.在磁場力作用下,圓形線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)?
答案繞直徑AB轉(zhuǎn)動(dòng)
解析如右圖所示,
先用安培定則確定由I′產(chǎn)生的磁場,在圓環(huán)電流上找出對稱的兩個(gè)點(diǎn)M、N,由左手定則,M受安培力方向垂直于紙面向里,N受到的安培力方向垂直于紙面向外,圓形線圈上的其他對稱點(diǎn)受力情況相似,故圓形線圈繞直徑AB轉(zhuǎn)動(dòng).
①通電導(dǎo)線在磁場中的受力的大小由電流的大小、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、導(dǎo)線的長度以及導(dǎo)線和磁場方向的夾角幾個(gè)方面的因素決定.②通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的方向用左手定則來進(jìn)行判斷.
題型二安培力作用下的受力平衡
如圖3所示,
圖3
一邊長為h的正方形線圈A,其中電流I大小和方向(逆時(shí)針)均保持不變,用兩條長度恒為h的絕緣細(xì)繩靜止懸掛于水平長直導(dǎo)線CD的正下方.當(dāng)導(dǎo)線CD中無電流時(shí),兩細(xì)繩中張力均為FT;當(dāng)通過CD的電流為i時(shí),兩細(xì)繩中張力均降到αFT(0α1);而當(dāng)CD上的電流為i′時(shí),兩細(xì)繩中張力恰好為零.已知通電長直導(dǎo)線的磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比.由此可知,CD中的電流方向、CD中兩次通入的電流大小之比ii′分別為()
A.電流方向向左
B.電流方向向右
C.電流大小之比ii′=1+α
D.電流大小之比ii′=1-α
思維步步高當(dāng)無電流時(shí),線框受力情況如何?當(dāng)通過電流之后,上下兩條邊受到的安培力的關(guān)系是什么?受到的安培力的大小和CD中電流的大小有什么關(guān)系?怎樣用公式表示這三種情況?
解析當(dāng)無電流時(shí),繩子的拉力等于線圈重力的12,當(dāng)通過電流i時(shí),繩子受力減小說明受到的安培力的方向向上,可判斷CD中的電流方向向左;由于線圈的上邊是下邊距離導(dǎo)線CD的距離的一半,所以受到的力是下邊的二倍,設(shè)下邊受力為F,則F+2αFT=mg,當(dāng)通過的電流為i′時(shí),繩子沒有張力,設(shè)此時(shí)下邊受力為F′,則此時(shí)F′=mg,整理可得結(jié)論.
答案AD
拓展探究如圖4所示,
圖4
在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為L,質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒.當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可將導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時(shí)針至水平向左的過程中,關(guān)于B的大小的變化,正確的說法是()
A.逐漸增大B.逐漸減小
C.先減小后增大D.先增大后減小
答案C
解析通電導(dǎo)線在斜面上受到重力、支持力和磁場力,當(dāng)磁場方向豎直向上時(shí),導(dǎo)線受到的磁場力方向水平向右.當(dāng)磁場方向水平向左時(shí),磁場力的方向豎直向上,把重力、支持力和磁場力放在一個(gè)三角形中進(jìn)行研究,可知磁場力先減小后增大,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大.
通電導(dǎo)線在磁場中的平衡問題的解決方法:①分析通電導(dǎo)線的受力.②分析受到的磁場力的方向和大?。鄹鶕?jù)受力平衡列方程式.④根據(jù)平衡條件找出各個(gè)力之間的關(guān)系,求出相關(guān)的物理量.
一、選擇題
1.如圖5所示,
圖5
在勻強(qiáng)磁場B中,一根粗細(xì)均勻的通電導(dǎo)線置于水平桌面上,此時(shí)導(dǎo)線對桌面有壓力作用,要使導(dǎo)線對桌面的壓力為零,下列措施中可行的是()
A.增大電流強(qiáng)度B.減小磁感應(yīng)強(qiáng)度
C.使電流反向D.使磁場反向
答案A
2.如圖6所示,
圖6
A為一水平放置的橡膠盤,帶有大量均勻分布的負(fù)電荷,在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線,電流方向如圖中所示,當(dāng)圓盤沿圖中所示方向高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向是()
A.豎直向上B.豎直向下
C.水平向里D.水平向外
答案C
解析根據(jù)圓盤帶電性質(zhì)和旋轉(zhuǎn)方向,可知圓盤上方磁場向上,根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受力水平向里.
3.如下所示的四個(gè)圖中,磁感線方向或平行紙面或垂直紙面,平行于紙面的導(dǎo)體ab中通有a→b的電流,當(dāng)將ab導(dǎo)體以a端為軸,從圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°角(始終在紙面內(nèi))的過程中,通電導(dǎo)體所受安培力方向不發(fā)生變化的是()
答案AB
4.如圖7所示,
圖7
兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上,但能自由移動(dòng),若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流,則它們的運(yùn)動(dòng)情況是()
A.都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)
B.以不等的加速度相向運(yùn)動(dòng)
C.以相等的加速度相向運(yùn)動(dòng)
D.以相等的加速度相背運(yùn)動(dòng)
答案C
解析同向環(huán)形電流間相互吸引,雖然兩電流大小不等,但據(jù)牛頓第三定律知兩線圈間相互作用力必大小相等,所以選C項(xiàng).
5.
圖8
把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來,使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸,并使它組成如圖8所示的電路.當(dāng)開關(guān)S接通后將看到的現(xiàn)象是()
A.彈簧向上收縮
B.彈簧被拉長
C.彈簧上下跳動(dòng)
D.彈簧仍靜止不動(dòng)
答案C
解析當(dāng)彈簧在重力作用下與液面接觸后構(gòu)成回路,開關(guān)S接通螺線管每一環(huán)中電流方向同向,相互吸引而收縮,收縮后電路斷路,彈簧恢復(fù)原長,電路又重新接通,如此往復(fù).
6.如圖9中①②③所示,在勻強(qiáng)磁場中,有三個(gè)通電線圈處于如下圖中所示的位置,則()
圖9
A.三個(gè)線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)
B.只有②中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)
C.只有①②中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)
D.只有②③中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)
答案B
解析①線圈中導(dǎo)線受力在水平方向;②線圈中導(dǎo)線受一轉(zhuǎn)動(dòng)力矩;③線圈中導(dǎo)線不受力.
7.如圖10甲所示是磁電式電表的結(jié)構(gòu)圖,圖乙是磁極間的磁場分布圖,以下選項(xiàng)中正確的是()
圖10
①指針穩(wěn)定后,線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受到的磁力矩方向是相反的
②通電線圈中的電流越大,電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大
③在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi),各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場
④在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi),線圈所受磁力矩與電流有關(guān),而與所處位置無關(guān)
A.①②B.③④
C.①②④D.①②③④
答案C
解析當(dāng)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩增大到與安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩平衡時(shí),線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng),即兩力矩大小相等、方向相反,故①正確.磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的,不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度,它的平面都跟磁感線平行,均勻輻向分布的磁場特點(diǎn)是大小相等、方向不同,故③錯(cuò),④正確.電流越大,電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大,故②正確,故C正確.
二、計(jì)算論述題
8.
圖11
在傾角為α的光滑斜面上,置一通有電流I,長為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,如圖11所示,試問:
(1)欲使棒靜止在斜面上,外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向.
(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力,外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向.
答案(1)mgsinαIL垂直斜面向上(2)mgIL水平向左
解析(1)棒在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),故受力平衡.棒共受三個(gè)力作用:重力大小為mg,方向豎直向下;彈力垂直于斜面,大小隨磁場力的變化而變化;磁場力始終與磁場方向及電流方向垂直,大小隨磁場方向不同而改變,但由平衡條件知:斜面彈力與磁場力的合力必與重力mg等大反向,故當(dāng)磁場力方向與彈力方向垂直即沿斜面向上時(shí),安培力最小Fmin=mgsinα,所以B=mgsinαIL,由左手定則知:B的方向應(yīng)垂直于斜面向上.
(2)棒靜止在斜面上,又對斜面無壓力,則棒只受兩個(gè)力作用,即豎直向下的重力mg和磁場力F,由平衡條件知F=mg,且磁場力F豎直向上,所以BIL=mg,故B=mgIL,由左手定則知B的方向水平向左.
9.如圖12所示,
圖12
導(dǎo)軌間的距離L=0.5m,B=2T,ab棒的質(zhì)量m=1kg,物塊重G=3N,ab棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,電源的電動(dòng)勢E=10V,r=0.1Ω,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),ab棒電阻也不計(jì),問R的取值范圍怎樣時(shí)棒處于靜止?fàn)顟B(tài)?(g取10m/s2)
答案1.9Ω≤R≤9.9Ω
解析依據(jù)物體平衡條件可得:
恰不右滑時(shí):G-μmg-BLI1=0①
恰不左滑時(shí):G+μmg-BLI2=0②
依據(jù)全電路歐姆定律可得:
E=I1(R1+r)③
E=I2(R2+r)④
聯(lián)立①③得:R1=BLEG-mgμ-r=9.9Ω
聯(lián)立②④得:R2=BLEG+mgμ-r=1.9Ω
所以R的取值范圍為:1.9Ω≤R≤9.9Ω
10.如圖13是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定,其間安放金屬滑塊(即實(shí)驗(yàn)用彈丸),滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行,且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入,經(jīng)過滑塊,再從另一導(dǎo)軌流回電源,滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動(dòng)而發(fā)射.在發(fā)射過程中,該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強(qiáng)磁場,方向垂直于紙面,其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B=kI,比例常量k=2.5×10-6T/A.
已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5cm,滑塊的質(zhì)量m=30g,滑塊沿導(dǎo)軌滑行x=5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s(此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)).
圖13
(1)求發(fā)射過程中電源提供的電流是多大?
(2)若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動(dòng)能,則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大?
答案(1)8.5×105A(2)1.0×109W1.2×103V
解析(1)由勻加速運(yùn)動(dòng)公式有
a=v22x=9×105m/s2
由安培力公式和牛頓第二定律,有
F=IlB=kI2l=ma
因此I=makl=8.5×105A
(2)滑塊獲得的動(dòng)能是電源輸出能量的4%,即
PΔt×4%=12mv2
發(fā)射過程中電源供電時(shí)間Δt=va=13×10-2s
所需的電源輸出功率為P=12mv2Δt×4%=1.0×109W
由功率P=UI,解得輸出電壓U=PI=1.2×103V
第三節(jié)“常見天氣系統(tǒng)”教學(xué)設(shè)計(jì)
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé),高中教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),使高中教師有一個(gè)簡單易懂的教學(xué)思路。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢?以下是小編為大家收集的“第三節(jié)“常見天氣系統(tǒng)”教學(xué)設(shè)計(jì)”僅供參考,歡迎大家閱讀。
地理I(必修o人教版)第二章《地球上的大氣》
第三節(jié)"常見天氣系統(tǒng)"教學(xué)設(shè)計(jì)
江蘇省南菁高級中學(xué)、徐海龍、214400
●教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)內(nèi)容的設(shè)計(jì)從教材結(jié)構(gòu)上講是用于回答本單元引言部分提出的兩個(gè)設(shè)問:"常見的天氣系統(tǒng)有哪些"和"氣象災(zāi)害對人們的生產(chǎn)和生活有哪些危害";也是在第一節(jié)"冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng)"的理論基礎(chǔ)上,在第二節(jié)"氣壓帶和風(fēng)帶"的全球大氣運(yùn)動(dòng)框架下對各地區(qū)常見天氣系統(tǒng)的具體分析,完整了前面所涉及的知識,如高氣壓、低氣壓、極鋒等;此外,本節(jié)內(nèi)容的掌握更可使學(xué)生將地球上的大氣有關(guān)知識學(xué)以致用,分析風(fēng)云變幻的天氣現(xiàn)象。
●教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
知識要求:
1、掌握有關(guān)氣團(tuán)、鋒面、鋒線及鋒的概念,理解氣團(tuán)、鋒面的分類。
2、掌握不同鋒面、同一鋒面控制下的不同地區(qū)、同一鋒面控制下同一地區(qū)不同時(shí)間天氣的變化特點(diǎn)。
3、理解低壓、高壓與氣旋、反氣旋的關(guān)系及其對天氣變化的影響。
技能訓(xùn)練:
1、培養(yǎng)學(xué)生從運(yùn)動(dòng)的角度分析解讀鋒面系統(tǒng)、氣旋反氣旋系統(tǒng)與天氣關(guān)系圖。
2、運(yùn)用簡易天氣圖,說明天氣系統(tǒng)的活動(dòng)特點(diǎn)及其帶來的天氣變化。