内容正文:
磁感应强度是电磁学中几个重要基本概念之一,是磁场这一章的重点,是学习磁场和电磁感应的必备知识。同时磁场对电流的作用力远比电场对电荷的作用力复杂。教材类比前面学过的电场强度的定义,用电流元所受的力与电流元的比值定义了磁感应强度,对学生的理解有很大的帮助,符合中学生的认知水平。可以通过演示实验来突破难点,形成磁感应强度的概念。为此我创新了实验方案和实验装置,进行定量的实验探究,既突破了教学重点难点,又培养了学生的探究能力和创新精神。
教材采用如图所示实验方案,其原理是让悬挂的通电导线在磁场中受力,通过摆角的大小来比较导线受力的大小。通过改变电流的大小,通电导线的长度来研究导线受力情况,进而得出磁感应强度B的表达式。
1. 保持通电导线的长度不变(在线圈上方固定不变的U形磁铁),改变电流的大小,观察电子称读数的变化,将相应的电流值和电子秤的读数记录在表格当中。
2.保持电流不变,改变通电导线的长度(在线圈上方依次固定1个,2个,3个,4个相同的U形磁铁,通电导线的长度成倍增加),观察电子称读数的变化,将相应电子秤的读数记录在表格当中。
通电导线与磁场方向垂直时,F ∝ I , F ∝ L ,即 F ∝ IL 写成F=BIL,其中B为比例系数,它与导线的长度和电流的大小都没关系。B正是我们寻找的表征磁场强度的物理量——磁感应强度。
优点:操作简单,稳定性能好,现象明显,能精确的测量出通电导线在磁场中所受力的大小。
缺点:不能定量测定通电导线受力与导线和磁场夹角的关系。
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