几种常见的磁场教学设计
几种常见的磁场教学设计
学校:泸源中学学科:物理主备人:张立备课组长:郑仕潮
集体备课:2017 年10 月24 日教学时间:11月 6 日至 11 月 11 日
一、内容及其解析
1、内容
本节教学内容如下:
在上述内容中,磁感线的分部特点及用磁感线描述磁场为本节的核心内容。
(二)、解析
本单元主要内容是磁场的定性描述和定量描述,其中核心内容是磁感线的分部特点。根据核心内容的知识类型,教学应该按概念课课型设计并实施。
2.解析
(1)对核心内容的解析
本单元是在初中磁体磁场的基础上,进一步研究电流产生的磁场分布特点。(本单元知识是后面学习安培力、洛伦兹力、复合场问题的基础。从本单元内容来看,磁场的定量描述和定性描述是本单元的主要内容。在磁场这章的学习中,磁感线分布特点是后面学习安培力、洛伦兹力、复合场问题、电磁感应的基础,所以磁感线分布特点是本单元的核心内容。
(2)对有关事实性知识(或概念、原理、策略、实验、听、说、读、写等)的解析
学生在学习本单元之前已经学过电荷周围的电场线分布特点。所以,磁感线分布特点的教学的重点是类比电场线分布特点,而关键是引导学生复习电荷周围的电场线分布特点和做好类比的铺垫。
二、目标及其解析
1.目标
(1)知道磁感线。知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况
(2)会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
(3)了解安培分子电流假说
(4)知道磁通量
2.解析
本节教材内容在初中基础上有很大的提高和拓展。”磁感线”“几种常见的磁场”“匀强磁场”是最基本的,也是最重要的知识,在今后的学习中会广泛应用。磁通量的概念是学习电磁感应的基础,但在这里学习学生难以理解其物理意义,是教学的难点。
三、教学问题诊断分析
在本节教学中可能遇到的困难(或障碍、问题)就是在给定通电导线的电流方向时,要学生能画出导线周围的磁感线分布;因为学生对磁感线的分布不熟悉是其一,学生不能灵活应用安培定则是其二。要解决这一困难(或障碍、问题),就要利用学生已有的电场线分布特点帮助记住
磁感线分布特点,并通过训练来强化学生对安培定则的应用。
四、教学过程设计
第一课时磁感线
【问题一】用磁感线描述磁场与用电场线描述电场时有什么共同点和不同点呢?
设计意图:让学生回忆用电场线描述电场,类比电场线思考磁感线的特点
师生活动:
1、磁场中各点的磁场方向如何判定呢?
将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向.
如何形象地描述磁场中各点的磁场方向?
磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
2、磁感线能否相交?
磁场中某点的磁感应强度的方向是唯一的,所以两条磁感线不能相交
3、试比较abc三点的磁感应强度?
磁感线的疏密表示磁场的强弱
4、磁感线能否闭合?
通过分析条形磁铁内部的磁场,知道磁感线都是闭合的
5、怎样描述磁感线的方向?
磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极
6、蹄形磁体的磁感线
7、同名磁极、异名磁极的磁感线
设计意图:让学生学会通过磁感线分析磁感应强度的大小和方向
归纳总结:磁感线的特点:
(1)磁感线是假想的,不是真实的
(2)磁感线是闭合曲线。在磁体的外部磁感线由N极发出,回到S极。在磁体的内部磁感线则由S极指向N极
(3)磁感线不能相交或相切
(4)磁感线的疏密表示磁场的强弱
(5)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向
练习:关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是()
A、磁感线是闭合曲线,而静电场线不是闭合曲线
B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线
C、磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷
D、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向
设计意图:让学生总结电场线与磁感线的异同
第二课时几种常见的磁场
【问题二】请阅读教材几种常见的磁场,总结直线电流,环形电流,通电螺线管的磁场磁感线分布有什么特点?它们遵循什么定则呢?
师生活动:
1、直线电流的磁场的磁感线
(1)安培定则1:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.(右手螺旋定则)(2)直线电流的磁场的几种表示图
立体图俯视图
平视图
例题2:如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与磁针指向平行,能使小磁针的N极转向读者,那么这束带电粒子可能是()
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
设计意图:巩固安培定则
练习:如图所示,在三维直角坐标系中,若一束电子沿y轴正向运动,则由此产生的在z轴上A 点和x轴上B点的磁场方向是()
A.A点磁场沿x轴正方向,B点磁场沿z轴负方向
B.A点磁场沿x轴负方向,B点磁场沿z轴正方向
C.A点磁场沿z轴正方向,B点磁场沿x轴负方向
D.A点磁场沿x轴正方向,B点磁场沿z轴正方向
设计意图:巩固安培定则
师生活动:
2、环形电流的磁场的磁感线
(1)安培定则2:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.
(2)环形电流磁场的几种图示:
磁感线分布横截面图纵截面(右视)图3、通电螺线管的磁场的磁感线
(1)通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加.所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向.
(2)通电螺线管磁场的几种表示图
磁感线分布横截面(左视)图纵截面图
例题3:如图,当电流通过线圈时,磁针A的N 极指向哪里?
磁针B的N极指向哪里?
设计意图:熟悉安培定则(2)
练习:如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时,小磁针N极的指向是()
A. a、b、c均向左
B. a、b、c均向右
C. a向左,b向右,c向右
D. a向右,b向左, c向右
练习:铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如
图所示.则有铁环中心O处的磁场方向为( ) A.向下 B.向上 C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
设计意图:巩固安培定则(2)
【问题三】通电螺线管内部的磁场与外部的磁
场有什么不同?
师生活动:磁感线分布特点: 通电螺线管内部的
磁感线是一些间隔相同的平行直线
通电螺线管内部
的磁场强弱、方向处处相同
常见的匀强磁场:1.相隔很近的两个异名磁极之
间的磁场
2.通电螺线管内部的磁场
3.相隔一定距离的两个平行放
置的线圈通电时,其中间区域的磁场。
【问题四】
磁体为什么会有磁性?
师生活动:
法国学者安培提出了著名的分子电流假说:
在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种电流-分子电流.
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极
安培分子电流假说意义
安培分子电流假说意义:
1.成功的解释了磁化现象和磁体消磁现象
2.安培分子电流假说揭示了电和磁的本质联系
3.安培的分子电流假说揭示了磁性的起源,认识到磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由运动的电荷产生的
例题4:关于磁现象的电本质,下列说法中正确的是( )
A.磁与电紧密联系,有磁必有电,有电必有磁
B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于
电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培假说可知,磁体内分子电流总是存在的,因此任何磁体都不会失去磁性
设计意图:强化对安培分子电流假说的理解
练习:一根软铁棒在磁场中被磁化.是因为( ) A.软铁棒中产生了分子电流
B.软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章
C.软铁棒中分子电流消失了
D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同
设计意图:强化对安培分子电流假说的理解
第三课时:磁通量
【问题五】自学教材,完成下题:
如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感
应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过线框平
面的磁通量为____;若使框架绕轴OO'转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为____;若从初始
位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为
____;若同时存在着另外一个磁感应强度为 B/3,
方向垂直于纸面向外的匀强磁场,则穿过线框平面的磁通量为____;若从初始位置转过180°角,则穿过线框平面的磁通量的变化量为____。
师生活动:
在磁感应强度为B 的匀强磁场当中,有一个与磁场方向垂直的平面S ,B 和S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量
公式:Φ=BS
单位:韦伯 符号:Wb 1Wb=1T·m2
对公式的理解:1.B 是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度
2.S 为有效面积,若S 与B 不垂直,则S 为垂直于磁场方
向的投影面积,如图当磁场B ⊥S 垂直,磁通量最大Φ=BS
当磁场B 与面积S 不垂直, Φ 当B ∥S 时,磁通量最小Φ=0 Ф=BScos θ_______ 练习:面积S=0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁 感应强度 B=0.4T的匀强磁场中,当磁场与环面 垂直时,穿过环面的磁通量是_______;当金属 圆环转过90°,环面与磁场平行时,穿过环面 的磁通量是_______ 如图所示S1与S2分别是半径为r1和r2 的同心圆环,磁感应强度为B的匀强磁场方向与 环面垂直,范围以S1为边界,则穿过环S1的磁 通量为,穿过环S2的磁通量为。 设计意图:理解公式中的S指的是有效面积 问题:如图所示,两个同心放置的共面金属圆环 a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则 穿过两环的磁通量Фa和Фb大小关系为( ) A.均向上,Фa>Фb B.均向下,Фa<Фb C.均向上,Фa=Фb D.均向下,无法比较 设计意图:理解净磁通量 师生活动: 对磁通量的理解 3.Φ是标量,但有方向,若取某方向穿入平面的磁通量为正,则反方向穿入该平面的磁通量为负 4.过一个平面若有方向相反的两个磁通量,这时的磁通量两方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是净磁通量) 问题:如图所示,一矩形线框,从.abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( ) A.一直增加 B.一直减少 C.先增加后减少 D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少 设计意图:磁通量的变化判断 师生活动: 5.磁通量的变化 磁通量变化ΔФ=Ф2-Ф1是某两个时刻穿过 某个平面S的磁通量之差,即ΔФ取决于末状态 的磁通量Ф2与初状态磁通量Ф1的代数差 磁通量的变化一般有三种形式 1、B不变,有效面积S变化 2、B变化,S不变 3、B和S同时变化 例题:关于磁通量,下列说法中正确的是()A、穿过某个平面的磁通量为零,该处磁感应强 度一定为零 B、穿过任何一个平面的磁通量越大,该处磁感 应强度一定越大 C、匝数为n的线圈放在磁感应强度为B的匀强 磁场中,线圈面积为S,且与磁感线垂直,则穿 过该线圈的磁通量为BS D、穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁 感线的数目等于穿过该面的磁通量 设计意图:强化对磁通量的理解 练习:下列关于磁通量和磁感应强度的说法中,正确的是() A、穿过某一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大 B、穿过任何一个面的磁通量越大,该处磁感应强度也越大 C、穿过垂直于磁感应强度方向的某面积的磁感线的条数等于磁感应强度 D、当平面跟磁场方向平行时,穿过这个面的磁通量必定为零 设计意图:强化对磁通量的理解 作业: 1、在图中,已知磁场的方向,试画出产生相应磁场的电流方向 2、一个面积是40㎝2的导线框,垂直地放在匀 第1课时磁场及其描述 基础知识归纳 1.磁场 (1)磁场:磁极、电流和运动电荷周围存在的一种物质;所有磁现象都起源于电荷运动;磁场对放入其中的磁体(通电导线和运动电荷)产生力的作用; (2)磁场的方向:规定小磁针在磁场中N极的受力方向(或小磁针静止时N极的指向)为该处的磁场方向. 2.磁感线及其特点 用来形象描述磁场的一组假想曲线,任意一点的切线方向为该点磁场方向,其疏密反映磁场的强弱;在磁体外部磁感线由N极到S极,在内部由S极到N极,形成一组永不相交的闭合曲线. 3.几种常见的磁感线 (1)条形磁铁的磁感线:见图1,外部中间位置磁感线切线与条形磁铁平行; (2)蹄形磁铁的磁感线:见图2. 图1图2 (3)电流的磁感线:电流方向与磁感线方向的关系由安培定则来判定. 直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强且距导线 越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相 似,管内为匀强磁场 且磁场最强,管外 为非匀强磁场 环形电流的两侧是N极和 S极且离圆环中心越远, 磁场越弱立 体 图 横截 面图 纵截 面图 (4)地磁场的磁感线:见图3,地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,其主要特点有三个: ①地磁场的 N 极在地理 南 极附近, S 极在地理北极附 近; ②地磁场B 的水平分量(B x )总是从地球南极指向地球北极,而竖直 分量B y 在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下; ③在赤道平面上,距离表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且 方向水平向北. (5)匀强磁场的磁感线:磁场的强弱及方向处处相同;其磁感线是疏密 相同 ,方向 相同 的平行直线;距离很近的两个异名磁极之间的磁场及通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外),都可以认为是匀强磁场. 4.磁感应强度 用来表示磁场强弱和方向的物理量(符号:B ). 定义:在磁场中 垂直 于磁场方向的通电导线,所受安培力与电流的比值. 大小:B =IL F ,单位:特斯拉(符号:T). 方向:磁场中某点的磁感应强度方向是该点磁场的方向,即通过该点的磁感线的切线方向;磁感应强度的大小由 磁场本身 决定,与放入磁场中的电流无关.磁感应强度是 矢 量. 5.磁通量(Φ) 在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S ,我们把B 与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量.用公式表示为: Φ=BS .磁通量是标量,但有方向. 重点难点突破 一、理解“磁场方向”、“磁感应强度方向”、“小磁针静止时北极的指向”以及“磁感线切线方向”的关系 它们的方向是一致的,只要知道其中任意一个方向,就等于知道了其他三个方向. 二、正确理解磁感应强度 1.磁感应强度是由比值法定义的,磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,由磁场本身的性质决定,与放入的通电导线的电流大小I 、导线长度L 无关,与通电导线是否受安培力无关,即使不放入通电导体,磁感应强度依然存在; 2.必须准确理解定义式B = IL F 成立的条件是通电导线垂直..于磁场放置.磁场的方向与安培力的方向垂直; 3.磁感应强度是矢量,遵守矢量分解、合成的平行四边形定则. 第3节几种常见的磁场[研究学考·明确要求] 知识内容 几种常见的磁场 考试要求 学考b选考b 基本要求1.了解磁感线的概念,知道磁感线的作用。 2.了解直线电流周围的磁场分布,并会用磁感线描绘。 3.会用安培定则解决直线电流的磁感线方向和电流方向判断问题。4.了解环形电流和通电螺线管内、外部磁场的分布,并会用磁感线描述。 5.会用安培定则解决环形电流和通电螺线管的磁感线方向和电流方向判断问题。 6.了解匀强磁场的概念,会画匀强磁场的磁感线。 7.了解磁通量的概念,知道公式Φ=BS及其适用条件,知道磁通量的单位,会计算平面与磁场垂直时的磁通量。 发展要求1.认识直线电流、环形电流、通电螺线管的统一性 2.了解磁通密度的概念,知道磁通密度叫做磁感应强度。3.了解安培分子电流假说,并会用来解释简单的磁现象。4.会计算磁场方向与平面不垂直时的磁通量。 5.会定性分析平面内具有相反方向磁场的磁通量问题。6.会用传感器研究磁场。 [基础梳理] 1.定义 在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度方向一致,这样的曲线称为磁感线。 2.常见永磁体的磁场的磁感线分布(如图1所示) 图1 3.磁感线的特点 (1)磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向,即小磁针N极受力的方向。 (2)磁铁外部的磁感线从N极指向S极,内部从S极指向N极,磁感线是闭合(填“闭合”或“不闭合”)曲线。 (3)磁感线的疏密表示磁场强弱,磁感线密集处磁场强,磁感线稀疏处磁场弱。 (4)磁感线在空间不相交(填“相交”或“不相交”)。 4.磁感线和电场线的比较 相同点:都是用疏密程度表示场的强弱,切线方向表示场的方向;都不能相交。不同点:电场线起始于正电荷(或无穷远处),终止于无穷远处(或负电荷),不闭合;但磁感线是闭合曲线。 [典例精析] 【例1】关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是() A.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的 B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 C.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的 D.两个磁场的叠加区域,磁感线可能相交 解析条形磁铁内部磁感线的方向是从S极指向N极,A错误;磁感线上每一点切线方向表示磁场方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱,小磁针静止时北极受力方向和静止时北极的指向均为磁场方向,所以选项B正确;磁感线是为了形 几种常见的磁场 教学目标 知识与技能 1、知道什么是磁感线。知道5种典型磁场的磁感线分布情况。 2、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 3、知道安培分子电流假说是如何提出的,会利用安培假说解释有关的现象。 4、理解磁现象的电本质。 5、知道磁通量定义,知道Φ=BS的适用条件,会用这一公式进行计算。 过程与方法 1、通过模拟实验体会磁感线的形状,培养学生的空间想象能力。 2、由电流和磁铁都能产生磁场,提出安培分子电流假说,最后都归结为磁现象的电本质。 3、通过引入磁通量概念,使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 情感、态度与价值观 1、通过讨论与交流,培养对物理探索的情感。 教学重点 会用安培定则判断磁感线方向,理解安培分子电流假说。 教学难点 安培定则的灵活应用即磁通量的计算。 教学方法 类比法、实验法、比较法 教具 条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 教学过程 (一)引入新课 电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述 呢? 那么什么是磁感线?又有哪些特点呢?这节课我们就 来学习有关磁感线的知识。 (二)进行新课 1、磁感线 磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线,曲线上每一点 的切线方向表示该点的磁场方向。 [演示]在磁场中放一块玻璃板,在玻璃板上均匀地撒 一层细铁屑,细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”,轻敲玻 璃板使铁屑能在磁场作用下转动。 [现象]铁屑静止时有规则地排列起来,显示出磁感线的形状。如图3.3-1所示:[用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况]如图所示: (1)磁铁周围的磁感线 磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来,进入磁铁的南极。 磁感线是闭合曲线:磁铁外部从北极到南极,内部是从南极到北极。 [用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况]如图3.3-2所示: (2)通电直导线周围的磁感线 直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。 问题:直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢? [出示投影片]直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 [出示投影片]环形电流的磁场。如图3.3-3所示: (3)环形电流的磁感线 环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定:让 第三节几种常见的磁场 自主学习: 1、磁感线的物理意义 磁感线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向。磁感线的疏密表达。 2、安培定则 : 。 3、分子电流假说的内容及现象解释:在原子分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流。分子电流是每个物质微粒都成为一个微小的,它的两侧相当于两个。安培的假说能够解释一些磁现象,如、。 4、匀强磁场的定义 5、叫做磁通量,定义式为。磁通量的单位是 ,简称为符号。 知识点1.常见磁场 (1)直线电流的磁场:无磁极,距导线越远处磁场越弱,如图所示。 (2)通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内是匀强磁场,管外为非匀强磁场,画法如图所示。 (3)环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。 [例1] 如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时() A. 小磁针N极向里转 B. 小磁针N极向外转 C. 小磁针在纸面内向左摆动 D. 小磁针在纸面内向右摆动 [总结]应用安培定则判断环形电流的磁场;小磁针的N极指示磁场方向。 [变式训练] 如图所示,一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行,能使磁针N极转向读者,那么这束带电粒子可能是() A. 向右飞的正离子 B. 向左飞的负离子 C. 向右飞的负离子 D. 向左飞的正离子 知识点2.安培分子电流假说 [例2]安培分子电流假说可以解释() A.直线电流的磁场 B.永磁铁的磁场 C.软磁棒被磁化 D.环形电流的磁场 知识点3.磁通量、磁通密度 磁通量是标量,只有大小,没有方向,但磁感线穿过平面时有正反面之分。因此,在计算磁通量时必须注意磁感线是从哪边穿过这个平面的,磁通量的大小存在正、负值。 [例3] 如图所示,在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环,试分析穿过A环、B环的磁通量谁大。 练习 1. 如图所示,橡胶圆盘上带有大量负电荷,当圆盘在水平面上沿逆时针方向转动时,悬挂在圆盘边缘上方的小磁针可能转动的方向是() A. N极偏向圆心 B. S极偏向圆心 C. 无论小磁针在何位置,圆盘转动对小磁针无影响 D. A、B两种情况都有可能 2. 对以下电磁现象判断正确的是() A. 指南针在大电流输电线路附近时,指示方向不正确 B. 两条平行的输电导线有靠近的趋势 C. 东西走向的输电导线总是受到向下的磁场力 D. 柔软的螺线管通电后长度缩短 3. 如图所示为某磁场的一条磁感线,其上有A、B两点,则() A. A点的磁感应强度一定大 B. B点的磁感应强度一定大 C. 因为磁感线是直线,A、B两点的磁感应强度一样大 D. 条件不足,无法判断 第3节几种常见的磁场 1.磁感线:在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点的磁场方向.所谓磁感线,是在磁场中画出的一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都在该点的磁场方向上. 2.安培定则(也叫右手螺旋定则). 判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可表述为:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.判定环形电流和通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时可表述为:让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向. 3.安培分子电流假说:通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似,法国学者安培由此受到启发,提出了著名的分子电流假说.他认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极. 4.磁感应强度与某一面积的乘积,叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通,磁通量的公式为Φ=BS,适用条件为磁感应强度与面积垂直,单位为韦伯,简称韦,符号Wb, 1 Wb=1_T·m2. ?基础巩固 1.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培的分子电流假说,其原因是(C) A.分子电流消失 B.分子电流取向变得大致相同 C.分子电流取向变得杂乱 D.分子电流减弱 解析:安培的分子电流假说:安培认为在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流—分子电流,使每个微粒成为微小的磁体,分子的两侧相当于两个磁极.通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性.当外界磁场作用后,分子电流的取向大致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性.原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动等作用后分子电流的排布重新变的杂乱无章,分子电流仍然存在且强度也没有发生变化,但分子电流产生的磁场相互抵消,这样就会失去磁性,故ABD错误,C正确.故选C. 2.(多选)下列说法正确的是(BC) A.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极 B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱 C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场 D.放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极 《磁现象磁场》教学设计 江苏南京29中致远校区殷发金 一、教学目标 (一)知识与技能 1.结合实例了解简单的磁现象。 2.通过实验认识磁极,知道磁极间的相互作用。 3.通过实验认识磁场。 4.知道地磁场。 (二)过程与方法 知道利用磁感线可以用来形象地描述磁场,会用磁感线描述磁体周围磁场分布状况。 (三)情感态度和价值观 了解我国古代四大发明之一的指南针,我国古代对地磁场的认识,增强民族自豪感和使命感,进一步激发学习物理的兴趣。 二、教学重难点 本节中的磁体及磁场是后面建立电磁联系了解电磁现象的基础,通过实验知道磁体周围存在磁场,虽然看不见摸不着,但它是客观存在的,这个概念比较抽象,很难从直观的角度对磁场有感兴的认识。磁场在磁体周围是实际存在的,磁极间的相互作用就是靠磁场来发生的,磁场对放入其中的磁体有力的作用。我们借助于小磁针,来了解磁体周围磁场的分布,这是通过磁场对放入其中的磁体的作用来反映磁场的,物理中有很多是利用了这种方法来研究看不见摸不着的物理量的。为了形象的表示磁体周围的磁场,可以利用磁感线来描述磁场,磁感线的引入是给磁场建立了模型,磁感线只是磁场的模型,所以磁感线在实际中是不存在的。我们利用磁感线的疏密来表示磁场的强弱;磁感线上某点的切线方向表示磁场方向。会用磁感线来描述磁体周围的磁场,在磁体的外部磁感线从磁体的N极指向S极,磁体的磁极处磁感线较密,并且磁感线不能相交,会出常见磁体周围的磁感线,如条形磁体、U形磁体等。 重点:知道磁体周围存在磁场,会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。 难点:认识磁场的存在,用磁感线来描述磁场。 三、教学策略 可以通过实例先了解生活中的磁现象,知道磁体对含铁、钴、镍等金属的物体有吸引力,古代的指南针、现代的各种磁卡磁带都是磁体的应用。利用条形磁体吸引铁粉实验,使学生认识到磁体的磁性分布是不均匀的,磁性较强的两端叫磁极,提出两个磁极是否相同的问题。通过实验发现,当磁体悬挂自由旋转时,磁体停留的方向都是相同的,提出磁体的N、S极,通过实验得出磁极间相互作用的规律。磁体间不接触,它们的相互作用是如何发生的呢?提出磁场的猜想,如何验证磁体周围存在磁场呢?可以通过磁场的性质来研究它,磁场对放入其中的磁体会有力的作用,在磁体的周围放一些小磁针,观察小磁针静止时的指向,磁体周围磁场的方向是有规律的,从磁体的N极指向S极。为了研究磁体周围磁场的分布情况,可以在磁体周围撒一些铁粉,这些铁粉被磁化成一个个小磁体,观察铁粉的分布,为了形象的表示出磁场的分布及方向,引入磁感线的概念,根据铁粉的分布画出磁体的磁感线。最后思考指南针为什么指南?得出地球就是一个大的磁体,它的周围存在磁场,即地磁场,根据指南针的指向,判断地磁场的磁极。 四、教学资源准备 各种形状的磁体(条形磁体、U形磁体、小磁针)、细线、铁架台、小磁针若干、地球仪、铁钉、回形针、铁粉、玻璃板、磁卡、磁带、多媒体课件整合网络、实物投影等。 五、教学过程 第3节几种常见的磁场 一、磁感线 1.定义:用来形象描述磁场强弱和方向的假想曲线。 2.特点 (1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁场强的地方,磁感线较密;磁场弱的地方,磁感线较疏。 (2)磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。 二、几种常见的磁场 电流的磁场方向可以用安培定则(右手螺旋定则)判断。 1.直线电流的磁场 右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。 2.环形电流的磁场 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。 3.通电螺线管的磁场 右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向。 三、安培分子电流假说 1.分子电流假说:安培认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流,即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为小磁体,它的两侧相当于两个磁极。 2.分子电流假说意义:能够解释磁化以及退磁现象,解释磁现象的电本质。 3.磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的。 1.磁感线是假想的线,磁感线可以定性地描述磁场的强弱和方向。 2.电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定。 3.安培提出了分子电流假说,能够解释磁化、退磁等一些磁现象。 4.磁通量的大小为:Φ=BS ,磁感应强度也可叫做磁通密度。 四、匀强磁场和磁通量 1.匀强磁场 (1)定义:强弱、方向处处相同的磁场。 (2)磁感线特点:疏密均匀的平行直线。 2.磁通量 (1)定义:匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积。即Φ=BS 。 (2)拓展:磁场与平面不垂直时,这个面在垂直于磁场方向的投影面积S ′与磁感应强 度的乘积表示磁通量。 (3)单位:国际单位制是韦伯,简称韦,符号是Wb ,1 Wb =1_T·m 2。 (4)引申:B =ΦS ,表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,因此磁感应强度又叫磁通密度。 1.自主思考——判一判 (1)磁感线是闭合的曲线,没有起始终了的位置。(√) (2)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的。(×) (3)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。(√) (4)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。(√) (5)将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总相等。 (×) (6)除永久性磁铁外,一切磁场都是由运动电荷产生的。 (×) (7)一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章。(√) 2.合作探究——议一议 (1)有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗? 提示:不对,在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极,而在磁体内部,磁感线是从南 极指向北极。 (2)若通过某面积的磁通量等于零,则该处一定无磁场,你认为对吗? 提示:不对。磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与环面和磁场夹角有关,当环 面与磁场平行时,磁通量为零,但存在磁场。 (3)通电的螺线管相当于一个条形磁铁,一端是N 极,另一端是S 极,把一个小磁针放 入螺线管内部,小磁针的N 极指向螺线管的哪端? 图3-3-1 几种常见的磁场 【知识与技能】 1、知道什么是磁感线。 2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况。 3、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4、知道安培分子电流假说是如何提出的。 5、会利用安培假说解释有关的现象。 6、理解磁现象的电本质。 7、知道磁通量定义,知道Φ=BS的适用条件,会用这一公式进行计算。 【过程与方法】 1、通过模拟实验体会磁感线的形状,培养学生的空间想象能力。 2、由电流和磁铁都能产生磁场,提出安培分子电流假说,最后都归结为磁现象的电本质。 3、通过引入磁通量概念,使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 【情感态度与价值观】 1、通过讨论与交流,培养对物理探索的情感。 2、领悟物理探索的基本思路,培养科学的价值感。 【教学过程】 ★重难点一、磁感线★ 磁感线 1.定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线就叫做磁感线. 2.性质 (1)磁感线在磁体的外部从北极(N极)指向南极(S极),在磁体的内部则是由南极指向北极,形成一条闭合曲线. (2)磁感线密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱. (3)磁感线的切线方向即为该点的磁场方向. (4)任意两条磁感线不能相交. 3.磁感线与电场线的比较 ★重难点二、几种常见的磁场★ 1.常见永磁体的磁场(如图) 2.电流的磁场 (1)直线电流的磁场 ①安培定则(右手螺旋定则):右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向,如图甲所示. ②直线电流的磁场可有几种不同的画法,如图乙所示(图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面向里,“·”表示磁场方向垂直纸面向外). 学案3几种常见的磁场会用安培定则判断知道几种常见磁场的磁感线分布.2.] 1.[学习目标定位知道磁感线的概念,会用.4.电流的磁场方向.3.了解安培分子电流假说知道什么是匀强磁场.5.知道磁通量的概念,计算磁通量.Φ=BS 一、磁感线如果在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线就叫做磁感线.在磁体两极附近,磁场较强,磁感线较密.安培定则的几种表述二、几种常见的磁场——.直线电流的磁场方向:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲1 的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.这个规律也叫右手螺旋定则..环形电流的磁场:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就2 是环形导线轴线上磁感线的方向..通电螺线管的磁场:从外部看,通电螺线管的磁场相当于一个条形磁铁的磁场,所以用3 安培定则时,拇指所指的是它的北极的方向.三、安培分子电流假说存在法国学者安培提出了著名的分子电流假说.他认为,在原子、分子等物质微粒的内部,它的两侧相当着一种环形电流——分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,分子电流.于两个磁极.四、匀强磁场强弱和方向处处相同的磁场.匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线.五、磁通量与BS,我们把面积为的匀强磁场中,设在磁感应强度为B有一个与磁场方向垂直的平面,. 表示磁通量,则的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通.用字母SΦΦBS=Wb. 在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是 安培定则一、磁感线] 问题设计[铁屑就会有规则地排玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,在磁场中放一块玻璃板,轻敲玻璃板,由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布列起来,模拟出磁感线的形状.的?答案 第三节几种常见的磁场 一、教学目标 〔一〕知识与技能 1.明白什么叫磁感线。 2.明白几种常见的磁场〔条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管〕及磁感线分布的情形 3.会用安培定那么判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4.明白安培分子电流假讲,并能讲明有关现象 5.明白得匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场 6.明白得磁通量的概念并能进行有关运算 〔二〕过程与方法 通过实验和学生动手〔运用安培定那么〕、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 〔三〕情感态度与价值观 1.进一步培养学生的实验观看、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 二、重点与难点: 1.会用安培定那么判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2.正确明白得磁通量的概念并能进行有关运算 三、教具:多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针假设干、投 影仪、展现台、学生电源 四、教学过程: 〔一〕复习引入 要点:磁感应强度B的大小和方向。 [启发学生摸索]电场能够用电场线形象地描述,磁场能够用什么来描述呢? [学生答]磁场能够用磁感线形象地描述.----- 引入新课 〔老师〕类比电场线能够专门好地描述电场强度的大小和方向,同样,也能够用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 〔二〕新课讲解 【板书】1.磁感线 〔1〕磁感线的定义 在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,如此的曲线叫做磁感线。 〔2〕特点: A、磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极. B、每条磁感线差不多上闭合曲线,任意两条磁感线不相交。 C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。 D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 【演示】用铁屑模拟磁感线的形状,加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究咨询题的方便而假想的。 ②区不电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线那么是闭合曲线。2.几种常见的磁场 【演示】 高中物理标准教材 高二物理:第三节几种常见的磁场(教学实录) Learning physics well can also cultivate your logical thinking ability, learning physics well can make you live a better life. 学校:______________________ 班级:______________________ 科目:______________________ 教师:______________________ --- 专业教学设计系列下载即可用 --- 高二物理:第三节几种常见的磁场(教学 实录) 第三节几种常见的磁场 一、教学目标 (一)知识与技能 1.知道什么叫磁感线。 2.知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布的情况 3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4.知道安培分子电流假说,并能解释有关现象 5.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场 6.理解磁通量的概念并能进行有关计算 (二)过程与方法 通过实验和学生动手(运用安培定则)、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 (三)情感态度与价值观1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 二、重点与难点: 1.会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2.正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 三、教具:多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 四、教学过程:(一)复习引入要点:磁感应强度b的大小和方向。[启发学生思考]电场可以用电场线形象地描述,磁场可以 学案3几种常见的磁场 [学习目标定位] 1.知道磁感线的概念,知道几种常见磁场的磁感线分布.2.会用安培定则判断电流的磁场方向.3.了解安培分子电流假说.4.知道什么是匀强磁场.5.知道磁通量的概念,会用Φ=BS 计算磁通 量. 一、磁感线 如果在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线就叫做磁感线.在磁体两极附近,磁场较强,磁感线较密. 二、几种常见的磁场——安培定则的几种表述 1.直线电流的磁场方向:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.这个规律也叫右手螺旋定则. 2.环形电流的磁场:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向. 3.通电螺线管的磁场:从外部看,通电螺线管的磁场相当于一个条形磁铁的磁场,所以用安培定则时,拇指所指的是它的北极的方向. 三、安培分子电流假说 法国学者安培提出了著名的分子电流假说.他认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极. 四、匀强磁场 强弱和方向处处相同的磁场.匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线. 五、磁通量 设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通.用字母Φ表示磁通量,则Φ=BS. 在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb. 一、磁感线安培定则 [问题设计] 在磁场中放一块玻璃板,玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有规则地排列起来,模拟出磁感线的形状.由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的? 答案 ] [要点提炼1.磁感线和电场线的比较:相同点:都是疏密程度表示场的强弱,切线方向表示场的方向;都不能相交. 不同点:电场线起于正电荷,终止于负电荷,不闭合;但磁感线是闭合曲线. 2.电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断. (1)直线电流的磁场:以导线上任意点为圆心的同心圆,越向外越疏.(如图1所示) 33几种常见的磁场 一、教材分析 磁场的概念比较抽象,应对几种常见的磁场使生加以了解认识,好本节内容对后面的磁场力的分析至关重要。 二、教目标 (一)知识与技能 1.知道什么叫磁感线。 2.知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布的情况 3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4.知道安培分子电流假说,并能解释有关现象 5.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场 6.理解磁通量的概念并能进行有关计算 (二)过程与方法 通过实验和生动手(运用安培定则)、类比的方法加深对本节基础知识 的认识。 (三)情感态度与价值观 1进一步培养生的实验观察、分析的能力 2培养生的空间想象能力 三、教重点难点 1.会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向 2.正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 四、情分析 磁场概念比较抽象,生对此难以理解,但前面已经习过了电场,可采用类比的方法引导生习。 五、教方法 实验演示法,讲授法 六、课前准备: 演示磁感线用的磁铁及铁屑,演示用幻灯片 七、课时安排:1课时 八、教过程: (一)预习检查、总结疑惑 (二)情景引入、展示目标 要点:磁感应强度B的大小和方向。 [启发生思考]电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么描述呢? [生答]磁场可以用磁感线形象地描述----- 引入新课 (老师)类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向,同样,也可以用磁感线描述磁感应强度的大小和方向 (三)合作探究、精讲点播 【板书】1.磁感线 (1)磁感线的定义 在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。 (2)特点: A、磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极 B、每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。 、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。 D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 【演示】用铁屑模拟磁感线的形状,加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ②区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。2.几种常见的磁场 【演示】 ①用铁屑模拟磁感线的演示实验,使生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通 武安市第一中学高二选修3-1 物理 导学案 编制人: 审核人: 编号: 领导签字 第1页,共4页 第2页,共4页 §3.3 几种常见的磁场 一、磁感线 1.定义:在磁场中画出一系列有方向的曲线,用来形象描述磁场的假想曲线 2.特点: (1)磁感线的_________表示磁场的强弱。 (2)磁感线上某点的_________表示该点磁感应强度的方向。 ①条形磁铁的磁感线分布特点: 两极分布密,中央疏,且中央正上方处磁场方向与条形磁铁平行. ②蹄形磁铁特点: 两极分布密,中央疏,近两极内部分布均匀, 在磁体外部:N 极→S 极; 在磁体内部:S 极→N 极. 3.磁感线的特点 1.磁感线是假想的曲线,用来描述实在的、抽象的磁场 2.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线较密的地方磁场较强,反之,磁场较弱 3.磁感线不相交,也不相切 4.磁感线总是闭合曲线,在磁体的外部是从N 极出来,进入S 极,在内部则由S 极回到N 极,形成闭合曲线 二、几种常见的磁场 用安培定则(右手螺旋定则)判断 1.直线电流磁场的磁感线 直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与_________一致, ___________所指的方向就是磁感线环绕的方向。 2.环形电流周围的磁感线 环形电流:让右手弯曲的四指与_______________一致,伸直的拇指所指的方向就是_____________________的方向。 3.通电螺线管周围的磁感线 通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟___________一致,拇指所指的方向就是_________________的方向,或者说拇指所指的就是_________的方向。 【特别提醒】(1)应用安培定则判定直线电流时, 四指所指的是导线之外磁场的方向; 判定环形电流和通电螺线管电流时, 拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。 几种常见的磁场教案设计 三维教学目标 1、知识与技能 (1)知道什么是磁感线; (2)知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况; (3)利用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向; (4)知道安培分子电流假说是如何提出的; (5)利用安培假说解释有关的现象; (6)理解磁现象的电本质; (7)知道磁通量的定义,知道Φ=BS的适用条件,利用公式进行计算。 2、过程与方法 (1)通过模拟实验体会磁感线的形状,培养学生的空间想象能力; (2)由电流和磁铁都能产生磁场,提出安培分子电流假说,最后都归结为磁现象的电本质; (3)通过引入磁通量概念,使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 3、情感、态度与价值观 (1)通过讨论与交流,培养对物理探索的情感; (2)领悟物理探索的基本思路,培养科学的价值观。 教学重点:利用安培定则判断磁感线方向,理解安培分子电流假说。 教学难点:安培定则的灵活应用及磁通量的计算。 教学方法:类比法、实验法、比较法。 教学用具:条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、 学生电源。 教学过程: 几种常见的磁场 (一)引入新课 教师:电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢? 学生:磁场可以用磁感线形象地描述? 教师:那么什么是磁感线?又有哪些特点呢?这节课我们就来学习有关磁感线的知识。 (二)进行新课 1、磁感线 提问1:什么是磁感线呢? 答:所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。 演示:在磁场中放一块玻璃板,在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”,轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。 现象:铁屑静止时有规则地排列起来,显示出磁感线的形状。 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况,如图3.3-1所示: 问题:磁铁周围的磁感线方向如何? 答:磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来,进入磁铁的南极,磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极。 (2)通电直导线周围的磁感线分布情况,如图3.3-2所示: 第三章磁场 一、磁现象和磁场 【要点导学】 1、本节学习有关磁场的基本知识,通过回顾磁学的发展历史和初中学过的磁学知识,应该掌握磁场的基本概念、磁感线及其物理意义、知道磁铁、电流和地球磁场的磁感线分布情况,并会用安培定则判定磁场方向. 2、基本磁学概念: ①磁性:的性质。 ②磁极:。 ③磁场::磁体周围空间存在________,它的基本性质是对放在其中的磁体或电流有_____的作用,一切磁相互作用都是一种非直接接触的相互作用,必须通过______来实现。 3、描述磁场分布的常用工具——磁感线 描述电场用电场线,描述流体用流线,描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线,其上每一点的______方向表示该点的磁场方向,也是小磁针静止时____的指向.磁感线在磁铁外部由____极到_____极,在磁铁内部由____极到_____极,构成一闭合的曲线。磁感线越密处磁场越____,磁感线越疏处磁场越____. 4、确定电流产生磁场的方向——安培定则 安培定则又称为右手螺旋定则,是确定电流磁场的基本法则,不仅适用于通电直导线,同时也适用于通电圆环和通电螺线管.对于通电直导线的磁场,使用时大拇指指向表示_____方向,弯曲的四指方向表示_____的方向;对于通电圆环或通电螺线管,弯曲的四指方向表示______方向,大拇指的指向表示螺线管内部的________方向 5、几种常见的磁场的磁感线分布图 ①直线电流的磁场 如图3-1-1所示为直线电流的磁感线分布图,右手握住直导线,伸直的大拇指方向与一致,弯曲的四指方向就是通电直导线在周围空间产生的的方向. 通电直导线在周围产生的磁场是不均匀分布的,垂直于直导线方向,离直导线越远,磁场;反之越强. 3 几种常见的磁场 [学习目标] 1.知道磁现象的电本质,了解安培分子电流假说. 2.知道磁感线的定义和特点,了解几种常见磁场的磁感线分布.(重点) 3.会用安培定则判断电流的磁场方向.(难点) 4.知道匀强磁场、磁通量的概念.(重点) [先填空] 1 ?定义:用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线. 2?特点: (1)磁感线的疏密表示磁场的强弱. ⑵磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向. [再思考] 有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极,你认为对吗? 【提示】不对,在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极,而在磁体内部, 磁感线是从南极指向北极. [后判断] (1)磁场和磁感线都是假想的.(X) (2)磁感线是闭合的曲线,没有起始终了的位置. (V) (3)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的. (X) (4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.(V) [先填空] 电流的磁感线方向可以用安培定则(右手螺旋定则)判断 (1)直线电流的磁场方向的判断:右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向与 电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向. (2)环形电流的磁场方向的判断:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致, 伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向. (3)通电螺线管的磁场方向的判断:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流 _ 的方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说大拇指所指的方向是它的北极的方向. [再思考] 通电的螺线管相当于一个条形磁铁,一端是N极,另一端是S极,把一个 小磁针放入螺线管内部,小磁针的N极指向螺线管的哪端呢? 河北师范大学附属民族学院高中部理综组§3.3.1 几种常见的磁场(一)同步导学案 【学习目标】 1.会用磁感线描述磁场 2.知道通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 3.掌握匀强磁场4.知道磁通量的物理意义和定义式 5.了解安培分子假说,从而解释一些磁现象 【自主学习】 一、磁感线 1.定义:如果在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致. 2.特点:磁感线的疏密程度表示__________,磁场强的地方磁感线密,磁场弱的地方__________. 二、几种常见的磁场 1.通电直导线安培定则:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与__________一致,弯曲的四指所指的方向就是________环绕的方向. 2.通电环形导线和通电螺线管:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线________________________磁感线的方向或螺线管__________磁感线的方向. 【知识探究】 一、磁感线几种常见的磁场 [问题情境] 奥斯特实验告诉我们,电流周围存在磁场.那么,电流周围的磁场分布有何特点? 1.磁感线可以用实验模拟,它是实际存在的吗? 2.几种常见的磁场可用什么规律方便地表示?[要点提炼] 1.磁感线可以形象地描述磁场,磁感线上__________的方向都跟这点的磁感应强度的方向一致.磁感线的__________反映磁场的强弱. 2.电流的磁场和安培定则 (1)直线电流:___________________________________________________________________ (2)环形电流和通电螺线管: ______________________________________________________ [问题延伸] 磁感线与电场线类似,任何两条磁感线都不会________.电场线从正电荷出发到负电荷终止,是不闭合的,但磁感线不同,它是________曲线. 【当堂训练】 如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中 心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中 通以如图所示方向的电流时() 第三节几种常见的磁场 教学目标: (一)知识与技能 1、知道什么是磁感线。 2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况。 3、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4、知道安培分子电流假说是如何提出的。 5、会利用安培假说解释有关的现象。 6、理解磁现象的电本质。 7、知道磁通量定义,知道Φ=BS的适用条件,会用这一公式进行计算。 (二)过程与方法 1、通过模拟实验体会磁感线的形状,培养学生的空间想象能力。 2、由电流和磁铁都能产生磁场,提出安培分子电流假说,最后都归结为磁现象的电本质。 3、通过引入磁通量概念,使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 (三)情感、态度与价值观 1、通过讨论与交流,培养对物理探索的情感。 2、领悟物理探索的基本思路,培养科学的价值感。 教学重点:会用安培定则判断磁感线方向,理解安培分子电流假说。 教学难点:安培定则的灵活应用即磁通量的计算。 教学方法:类比法、实验法、比较法 教学用具:条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 教学过程:(一)引入新课 教师:电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢? 学生:磁场可以用磁感线形象地描述? 教师:那么什么是磁感线?又有哪些特点呢?这节课我们就来学习有关磁感线的知识。 (二)进行新课 1、磁感线 教师:什么是磁感线呢? 学生阅读教材,回答:所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。 [演示]在磁场中放一块玻璃板,在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”,轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。 [现象]铁屑静止时有规则地排列起来,显示出磁感线的形状。如图3.3-1所示:[用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况] 如图所示: [问题]磁铁周围的磁感线方向如何? [学生答]磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来,进入磁铁的南极。 [教师补充]磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极。 [用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况]如图3.3-2所示: [问题]通电直导线周围的磁感线如何分布? [学生答]直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。 [问题]直线电流周围的磁感线分布和什么因素有关系? [学生答]直线电流周围的磁感线方向和电流方向有关系。 [问题]直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢? [出示投影片]直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手2012届高考一轮复习学案:8.1磁场及其描述
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