磁通量 1.教學(xué)內(nèi)容分析 磁通量是學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)，比較抽象。學(xué)生可以在磁場、磁場線和磁感應(yīng)強度的基礎(chǔ)上建立新的物理概念，理解它們的物理意義，確定將來在電磁感應(yīng)中的重要應(yīng)用。本部分包括磁通量的概念、概念的理解、磁通量變化的概念、均勻磁場中磁通量的計算。通過磁通量概念的建立和理解，學(xué)生可以發(fā)展較高的抽象思維和推理能力。在對磁通量物理意義的理解上，對學(xué)生的要求是從特殊到一般逐漸提高，符合學(xué)生認知發(fā)展的規(guī)律。 2.學(xué)情分析 通過前期的學(xué)習(xí)，學(xué)生對磁場和磁場線有了基本的認識。本部分磁通量的概念比較抽象，學(xué)生理解起來比較困難，這需要一個循序漸進的過程，一方面，在以后學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，需要了解經(jīng)過一定面積的磁場線數(shù)量及其變化情況； 另一方面，在垂直于磁場的方向上，穿過同一面積的磁力線條帶數(shù)量越多，磁場越強。以前面的知識為基礎(chǔ)，從這兩個方面出發(fā)，介紹磁通量的概念，理解其物理意義，充分訓(xùn)練學(xué)生建立科學(xué)概念的能力。三、教學(xué)目標(biāo)1.認識磁通量，能計算均勻磁場中穿過一定面積的磁通量。2.理解磁通量的變化，能計算均勻磁場中磁通量的變化。四、教學(xué)重點、難點教學(xué)重點：1.理解磁通量的物理意義。2.能計算均勻磁場中穿過一定面積的磁通量。
3、理解磁通量變化的意義。 教學(xué)難點：理解磁通量的物理意義。 教學(xué)方式：探究、講授、討論、歸納 教學(xué)輔助手段：多媒體課件 5、教學(xué)流程圖 6、教學(xué)過程環(huán)節(jié) 情境與問題 教學(xué)與學(xué)活動 設(shè)計意圖 學(xué)生發(fā)展 引言與提問： 度代表磁場的強弱，s是不同的，這種不同體現(xiàn)在什么地方？ 實驗前讓學(xué)生猜測實驗結(jié)果，大部分學(xué)生會認為亮度是一致的，實驗過程中，學(xué)生仔細觀察對比，發(fā)現(xiàn)多個小燈泡并聯(lián)后亮度明顯變暗，提示學(xué)生思考內(nèi)部電源對電路的影響。 讓我們從上一課關(guān)于磁場、磁場線的知識講起，同時提出后續(xù)學(xué)習(xí)此部分的要求，學(xué)生溫故而知新，加深理解，容易接受新概念。 教學(xué)一、磁通量 1、定義：設(shè)磁感應(yīng)強度垂直于磁場方向的平面，面積為S，我們把B乘積稱為通過這個面積的磁通量，簡稱磁通量。用字母Φ表示磁通量，示意圖從直觀的角度建立磁通量的概念。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，逐步學(xué)習(xí)由垂直到非垂直，由特殊到一般，深化推理題的引入，復(fù)習(xí)過去的知識，由特殊到一般引入新的概念。通常，通過計算均勻磁場中，通過一定面積的磁通量，提出磁通量的概念，加深對概念的理解。在非均勻磁場中，鞏固磁通量的物理意義，反饋給學(xué)生對磁通量的理解以及磁通量的變化。 課堂總結(jié)與作業(yè) 磁通量的計算Φ=BS2。 如果磁感應(yīng)強度不垂直于我們研究的平面，例如圖中的S，那么我們就用垂直于這個平面的磁感應(yīng)強度的乘積來表示磁通量。
3、國際單位制中，磁通量的單位是韋伯（Weber），簡稱Wei，符號為Wb。1Wb=1T·m通過計算均勻磁場中通過的面積，加強對磁通量概念的理解。讓學(xué)生在問題的引導(dǎo)下，逐步體驗科學(xué)的過程，理解新概念。 關(guān)于磁通量的理論 (1)Φ=BS (2)Φ=BScosθ1。由Φ=BS可得出B=Φ/S，即磁感應(yīng)強度的大小等于通過垂直磁場方向的單位面積上的磁通量。磁感應(yīng)強度又稱磁通密度。 2、磁通量是一個標(biāo)量，但可以是正數(shù)，也可以是負數(shù)。當(dāng)磁場線通過一個表面的正面和背面時，磁通量的符號不同。規(guī)定一個面為正值，另一個面為負值。 當(dāng)磁場在給定面積內(nèi)穿過具有兩個方向的磁場時，總磁通量應(yīng)該代替各個方向的磁通量。這進一步深化了我們對磁通量內(nèi)涵和外延的理解。從均勻磁場到非均勻磁場，注重培養(yǎng)學(xué)生理解新概念的能力，促進學(xué)生核心能力的形成和發(fā)展。3、當(dāng)磁場面積小于線圈所包圍的面積時，應(yīng)使用有效面積來計算磁通量。磁通量也可以理解為穿過其中的面條的數(shù)量。【例】如圖所示，均勻磁場的磁感應(yīng)強度為0.2T，方向沿x軸正方向，線段MN和DC相等且長度均為0.4m。 線段NC、EF、MD、NE、CF相等且長度均為0.3m，通過面積公式，鞏固對磁通量概念的理解，學(xué)會計算均勻磁場中，穿過一定面積的磁通量。
強化學(xué)生的推理和空間計算能力。 分析：穿過面積SMNCD==0的磁通量。平行于，通過區(qū)域的投影面積為MNCD，所以，穿過面積SMEFD=0.024Wb的磁通量 【練習(xí)】如圖所示，是一個等腰直角三棱柱，其中，邊abcd為正方形，邊長為L。它們?nèi)鐖D所示放置在垂直向下的均勻磁場中，磁感應(yīng)強度為B。 下列說法正確的是BCDA。 穿過abcd平面的磁通量的大小為BLB。 穿過dcfe平面的磁通量的大小為C。 穿過abfe平面的磁通量的大小為零D。 穿過bcf平面的磁通量為零BL 2.磁通量的變化 【練習(xí)】如圖所示，半徑為R的圓形線圈，共有n匝。 在其中心，以半徑R為虛線范圍內(nèi)存在均勻磁場，磁場方向垂直于線圈平面。設(shè)磁感應(yīng)強度為B，則穿過線圈的磁通量解析：線圈的磁通量與匝數(shù)無關(guān)。圖中，若，穿過它們的磁通量有什么關(guān)系？通過的磁通量會發(fā)生什么變化？磁通量的變化量保持不變。當(dāng)有效面積S變化時，BSBS發(fā)生變化。有效面積S保持不變和同時有效面積S變化時，磁通量的變化量的概念都是從同樣熟悉的情形中推導(dǎo)出來的。學(xué)生逐步學(xué)習(xí)新概念，提高提煉物理概念的能力。【例題】如圖所示，線圈平面與水平方向的夾角為θ=60高中物理 磁通量，磁感應(yīng)線垂直向下，線圈平面面積S=0.4m，強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.6T，則穿過線圈的磁通量為多少？ 若線圈以cd為軸順時針旋轉(zhuǎn)120度，則穿過線圈的磁通量的變化量為多少？ 分析：如圖所示，穿過線圈的磁通量為2Wb，當(dāng)線圈以cd為軸順時針旋轉(zhuǎn)120度時，規(guī)定初始時刻磁通量穿過abcd，則穿過線圈的磁通量的變化量為0.36Wb 【練習(xí)】如圖所示，框架的面積為S，框架平面垂直于磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場方向，則穿過該平面的磁通量為_BS_。
如果框架繞OO'旋轉(zhuǎn)60度，穿過框架平面的磁通量為0.5BS_；如果從初始位置旋轉(zhuǎn)90度，穿過框架平面的磁通量為；如果從初始位置旋轉(zhuǎn)180度，穿過框架平面的磁通量為0.5BS_。穿過框架平面的磁通量變化很大。通過例題和公式，鞏固對磁通量變化概念的理解，對磁通量的概念加深理解。 小偉2BS課堂反饋 【練習(xí)】如圖所示，在邊長為L匝的正方形絲網(wǎng)abcd內(nèi)，有一個邊長為L/2的正方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一個均勻磁場，該磁場的磁感應(yīng)強度為B。下列有關(guān)說法正確的是： A.穿過絲網(wǎng)abcd的磁通量為BLB。 穿過絲網(wǎng)abcd的磁通量為nBLC。 穿過絲網(wǎng)abcd的磁通量為BLD。 穿過導(dǎo)線框架abcd的磁通量為nBL 【練習(xí)】如圖所示，兩個共面的金屬環(huán)同心放置a，一長條磁鐵通過圓心，且與兩環(huán)所在平面垂直，則穿過兩環(huán)的磁通量D不能進行比較 【練習(xí)】如圖所示，導(dǎo)線框架ABCD邊界上的均勻磁場區(qū)域穿過它。 下列說法中，正確的是C。 結(jié)合問題情景進行討論、交流，進一步加深對磁通量及磁通變化的理解。在加深學(xué)生對磁通量理解的同時，也提高學(xué)生靈活運用知識解決問題的能力，為以后學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)做好準(zhǔn)備。 A.穿過導(dǎo)線框架的磁通量保持不變。 B.穿過導(dǎo)線框架的磁通量先減小后保持不變。 然后增加 C.穿過導(dǎo)線框架的磁通量先增加物理資源網(wǎng)，后保持不變，再減小 D.穿過導(dǎo)線框架的磁通量不斷增加 【練習(xí)】如圖所示，AB為水平面上一圓的直徑，在通過AB的垂直平面內(nèi)有一根載流導(dǎo)線CD，已知CD//AB，當(dāng)CD垂直向上平移時，電流穿過圓產(chǎn)生的磁通量將解析不變。
CD產(chǎn)生的磁場從AB的一邊對稱地穿透到另一邊，穿過圓圈的總磁通量為0。【練習(xí)】如圖所示，有一張豎式紙張，供學(xué)生思考、討論、展示、交流，利用所學(xué)知識分析、解決實際問題。在均勻磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.8。磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1.0cm。現(xiàn)，在紙上依次放上圓形線圈，各圓心在O點，A線圈半徑為1.0cm，10線圈半徑為2.0cm，1、B中磁通量變化量為多少？分析：線圈A、B半徑不同，但有效面積相同，匝數(shù)不同，但通過的磁通量相同，磁通量的變化也相同。 Wb10 1.256 Wb10 1.256 -4 【練習(xí)】如圖所示，有一個100A的線圈，其橫截面積為邊長L=0.20m的正方形高中物理 磁通量，置于磁感應(yīng)強度B=0.50T的均勻磁場中，線圈所在平面垂直于磁場。如果將線圈橫截面積的形狀由正方形變?yōu)閳A形（橫截面的周長不變）在這個過程中，通過線圈的磁通量變化有多大？分析：當(dāng)線圈橫截面積為正方形時，面積=4.010-2，此時通過線圈的磁通量為Wb 10。當(dāng)橫截面積為圓形時，其半徑r=4L/2π，此時通過線圈的橫截面積為Wb 10 55 Wb10 5.5 10 2.0