绿 野 高 中 导 学 案 科 目 物理 课 题 磁场中的几种物理模型 课 时 2课时 设 计 教 学 目 标 李选涛 修 订 刘涛 班 级 姓 名 1、 掌握这几种模型的原理 2、 练习这几种模型的应用 重点 理解几种模型的工作原理 难点 速度选择器原理在几种模型中的应用 学 习 过 程 学 案 一、预习自学，探究问题 速度选择器原理 其功能是选择某种速度的带电粒子 1．结构：如图所示 （1）平行金属板M、N，将M接电源正极，N板接电源负极，M、N间形成匀强电场，设场强为E； （2）在两板之间的空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，设磁感应强度为B； （3）在极板两端加垂直极板的档板，档板中心开孔S1、S2，孔S1、S2水平正对。 2．原理 导 案 一、让学生看清楚速度选择器的结构试着分析其 原理
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磁流体发电机 磁流体发电就是利用等离子体来发电。 1．等离子体的产生：在高温条件下（例如2000K）气体发生电离，电离后的气体中含有离子、电子和部分未电离的中性粒子，因为正负电荷的密度几乎相等，从整体看呈电中性，这种高度电离的气体就称为等离子体，也有人称它为“物质的第四态”。 2．工作原理: 电磁流量计 电磁流量计是利用霍尔效应来测量管道中液体流量（单位时间内通过管内横截面的液体的体积）的一种设备。其原理为： 如图所示 F电ad VVF洛b 圆形管道直径为d（用非磁性材料制成），管道内有向左匀速流动的导电液体，在管道所在空间加一垂直管道向里的匀强磁场，设磁感应强度为B；管道内随液体一起流动的自由电荷（正、负离子）在洛伦兹力作用下垂直磁场方向偏转，使管道上ab两点间有电势差，管道内形成电场；当自由电荷受电场力和洛伦兹力平衡时，ab间电势差就保持稳定，测出ab间电势差的大小U，则有： BqUdq UBd， 故管道内液体的流量 QSd42UBddU4B 霍尔效应 1．霍尔效应。金属导体板放在垂直于它的匀强磁场中，当导体板中通过电流时，在平行于磁场且平行于电流的两个侧面间会产生电势差，这种现象叫霍尔效应。 2
2．霍尔效应的解释。 二、学生讨论解决预习自学中的问题，给小组交流心得。并提出共同不能解决的问题。试着完成实际问 二、完成学案，提出问题 如图2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作时，在通道内沿z轴正方向加B=0.8T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两极板间的电压U=99.6V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.20Ω·m。 （1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向； 题 （2）船以vs=5.0m/s的速度匀速前进。以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水的速率增加到vd=8.0m/s。求此时 金属板间的感应电动势U感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U '=U-U感计算，海水受到电磁力的80%可以 转换为船的动力。当船以vs=5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。 三、合作探究，解决问题 磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1 相连。整个发电导管处于图 三、根据交流的2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻成果让学生试着率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离完成实际问题老气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发师加以指导。 电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0，电离气体所受摩
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擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差△p维持恒定，求： （1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大； （2）磁流体发电机的电动势E的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。 四、总结反刍 ，知识梳理 各小组自己总结这几种模型有什么共同的地方，分别利用了什么规律，在这两道实际问题中找出应用以上模型规律的地方 五、随堂检测，落实考点 完成学案P146 11、13 P152 13 六、课堂评价，布置学案 复习本章内容总结知识，归纳考点，解决典型案例。
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