电磁学中常用的教学方法----比值定义法

《电磁学中常用的教学方法----比值定义法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电磁学中常用的教学方法----比值定义法陈太彬学科：物理职务：高中教师职称：中教一级单位：无锡第六高级中学手机：13646178002地址：无锡市沁园新村146号邮编：214000【摘要】：定义物理量的方法很多，而用数学比值定义物理量是其中最基本、最常用的方法。数学既是解决物理问题的工具，又是定义物理量的依据，有相当数量的物理量都是用数学比值方法来定义的。本文探讨利用数学比值方法定义物理量。【关键词】：物理量定义法比值磁感应强度决定式定义式【正文】：比值定义物理量，就是指将某一个物理量作为分子、将另

2、一个物理量作为分母，把二者比值定义为新的物理量的一种方法。它适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。应用比值法定义物理量，往往需要一定的条件；一是客观上需要，二是间接反映特征属性的的两个物理量可测，三是两个物理量的比值必须是一个定值。在电磁学中有很多物理量都是用比值法来定义的,归纳如下:物理量现象定义式决定式电场强度EF∝qE=F/qE点=kQ/r2电势φε∝qφ=ε/qφ点=kQ/r电势差UW∝qU=W/q/电动势εW∝qε=W/qε=ΔΦ/Δt电流Ιq∝tI=q/tI=U/R　电容CQ∝UC=

3、Q/UC平行板=εS/4kπd电阻RU∝IR=U/IR=ρL/S磁感应强度BF∝ILB=F/ILB电流元=kI/r2F∝qvB=F/qvΦ∝SB=Φ/S比值定义物理量的最大特点是：定义出的物理量与用来求比值的两个物理量均无关，而从物理实质上决定它的物理量却是另有其量。形象一点的说，比值法定义的物理量是“忘恩负义”的！现结合磁感应强度的教学来谈谈比值定义物理量教学的一般程序：1、提出问题:在磁铁周围不同的地方悬挂一些小磁针，发现小磁针受力大小不相同，这表明磁场中不同位置磁场对小磁针的作用强弱不同，因此

4、磁场有强有弱．表征磁场强弱的物理量叫磁感应强度。如何表示它的大小？能否就用小磁针所受的磁场力的大小直接表示磁感应强度呢？2、构建思路，找出关键物理量：磁场的基本性质是对其中的磁针或电流有力的作用,因此与研究电场类似，放小磁针于磁场中，从力出发,探究磁感应强度。但因为N极不能单独存在，不可能测出N极受力的大小。也就不能确定磁感应强度的大小。磁场除了对磁体有力的作用，还对电流有力的作用，也许可以通过磁场对电流的作用，来探究其强弱。3、实验研究:探究磁场对电流作用力4（1）需要测物理量：导线的长度L；电流

5、强度I；导线受到的作用力F。（2）实验条件:匀强磁场;电流垂直于磁场放置。（3）实验方法：控制变量法（4）过程及数据记录：①保持磁场不变、导线长度L不变，研究导线受到的作用力F与电流强度I的关系；②保持磁场不变、电流强度I不变，研究导线受到的作用力F与导线的长度L的关系；③保持导线的长度L不变、电流强度I不变，研究导线受到的作用力F与磁场的关系。表一：磁场不变、导线长度L不变，导线受到的作用力F与电流强度I的关系电流I/A1.02.03.04.05.06.0磁场力F/N0.210.400.600.8

6、21.031.22表二：磁场不变、电流强度I不变，导线受到的作用力F与导线的长度L的关系长度L/cm51015202530磁场力F/N0.100.220.310.400.520.62表三：导线的长度L不变、电流强度I不变，导线受到的作用力F与磁场的关系。磁场磁场1磁场2磁场力F/N0.30.74、处理数据并分析：①保持磁场不变、导线长度L不变，导线受到的作用力F与电流强度I成正比，即F∝I；②保持磁场不变、电流强度I不变，导线受到的作用力F与导线的长度L成正比，F∝L。综合①②得：F∝IL，③保持导

7、线长度L不变、电流强度I不变，导线受到的作用力F随磁场的变化而变化。分析：①保持磁场不变时，同一点磁场强弱应该不变，而磁场中同一点作用力F却随电流I、导线的长度L的变化而变化，因此我们不能直接用作用力F表示磁场的强弱；②磁场中同一点F∝IL，即比值F/IL是一个常量。该常量与导线长度L无关，也与电流I无关。那么该比值和什么有关呢？③导线在两个不同磁场，比值F/IL都是一个常量，但两个常量不同。因此该比值只与磁场有关，反映磁场的某种性质。那么，反映磁场的何种性质呢？若将相同的长度L、电流强度I的导线放

8、在磁场中不同的位置，比值大的导线所受磁场的作用力大，即磁场就强。因此该比值的大小反映磁场的强弱.5.得出结论：垂直于磁场放置的通电导线所受的磁场力与电流及导线长度乘积的比值，对磁场中的同一点而言是一个定值，此定值的大小反映该点磁场的强弱，因此该比值就是我们所要寻找的表示磁场强弱的物理量，即磁感应强度。6定义式：B=F/IL；7.单位：特斯拉，简称：“特”，符号“T”。1T=1N/A·m。48.矢量性：物理学规定，小磁针在磁场中静止时Ｎ极的指向即为该点磁感应场强度的方向