高中物理 第三章 磁场 1 磁现象和磁场 2 磁感应强度课件 新人教版选修31.ppt

1磁现象和磁场2磁感应强度 1 了解磁现象 知道磁性 磁极的概念 2 知道电流的磁效应 磁极间的相互作用 3 知道磁极和磁极之间 磁极和电流之间 电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的 知道地球有南北磁极 4 理解和掌握磁感应强度的方向 大小和单位 5 能用磁感应强度的定义式进行有关计算 教学目标 重点 1 电流的磁效应和磁场概念的形成 2 磁感应强度的物理意义 难点 1 磁现象的应用 2 磁感应强度概念的建立 重点难点 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触 学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础 但磁之间的相互作用毕竟是抽象的 并且大部分学生可能知道电与磁的联系 但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系 也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系 学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的 故最好通过多媒体手段让学生能了解地磁场 太阳的磁场和自然界的一些现象的联系 如黑子 极光等 满足学生渴望获取新知识的需求 教学建议 磁感应强度是本章的重点内容 告诉学生一定要高度重视本节课内容的学习 学生在研究电场时 已经学习确定了一个叫作电场强度的物理量 用来描述电场的强弱 与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量 教学建议 导入一 教师通过多媒体展示指南针 电流表 质谱仪 回旋加速器等 教师 这些仪器你认识哪些 学生回答 教师依次说出这些仪器的名称 教师 我国是世界上最早发现磁现象的国家 早在战国末年就有了磁铁的记载 我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一 指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献 在现代生活中 利用磁场的仪器或工具随处可见 如我们将要学习的电流表 质谱仪 回旋加速器等 进入21世纪后 科技发展突飞猛进 一日千里 同学们作为新世纪的主人 肩负着民族振兴的重任 希望同学们勤奋学习 为攀登科学高峰打好扎实的基础 今天 我们首先认识磁场 新课导入 导入二 复习上课时知识后引入 要点 磁场的概念 提问 引入新课 磁场不仅有方向 而且也有强弱之别 为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量 怎样的物理量能够起到这样的作用呢 紧接着教师提问以下问题 1 哪个物理量用来描述电场的强弱和方向 新课导入 学生答 用电场强度来描述电场的强弱和方向 2 电场强度是如何定义的 其定义式是什么 学生答 电场强度是通过将一试探电荷放在电场中分析电荷所受的静电力与试探电荷量的比值来定义的 其定义式为 过渡语 今天我们用类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量 磁感应强度 导入三 投影图3 1 1 新课导入 是否可以用研究电场的方法 分析磁体或电流在磁场中所受的力来确定磁场强弱和方向呢 导入四 信鸽有天生的归巢的本能 即使远隔千山万水 它们也能回到自己熟悉和生活的地方 除非没有阳光的暴风雨天气或者出现日食的时候 它们才会迷路 科学研究发现 信鸽迷路的原因是地球磁场受到影响 信鸽认路的关键因素是地磁场 磁 普遍存在于我们的周围 磁 有着广泛的应用 现在我们就开始探究磁的奥秘 新课导入 1 物质具有吸引等物质的性质叫磁性 具有磁性的物体叫磁体 2 能够自由转动的磁体 静止时指南的磁极叫作 s极 指北的磁极叫作 n极 3 通电导线周围有磁场 丹麦物理学家发现了电流的磁效应 揭示了电和磁之间是有联系的 磁现象 知识必备 知识点一 铁 钴 镍 南极 北极 奥斯特 1 定义 磁场是磁体与周围存在的一种特殊物质 它能够传递磁体与磁体 磁体与电流 电流与电流之间的作用 2 物质性 磁场虽然看不见 摸不着 但确实是存在的 3 基本性质 对放入其中的或有力的作用 4 地球是一个大磁体 地磁极在地理北极附近 地磁极在地理南极附近 磁场 知识必备 知识点二 电流 磁体 电流 南 北 1 物理意义 描述磁场强弱的物理量 2 方向 规定小磁针时n极所指的方向为该点的磁感应强度方向 简称磁场的方向 3 大小 在磁场中磁场方向的通电导线受到的磁场力跟导线中的电流和导线的长度的乘积的比值 即b 4 单位 简称特 符号是t 1t 磁感应强度 知识必备 知识点三 静止 垂直于 特斯拉 想一想 我们平时摆弄磁铁时 观察到磁铁能吸引什么物质 指南针有什么作用 两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的呢 要点总结 自然界中的磁体存在着两个磁极 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 磁现象 学习互动 考点一 例1实验表明磁体能吸引一元硬币 对这种现象的解释正确的是 a 硬币一定是铁做的 因为磁体能吸引铁b 硬币一定是铝做的 因为磁体能吸引铝c 磁体的磁性越强 能够吸引的物质种类越多d 硬币中含有磁性材料 被磁化后能够被吸引 学习互动 答案 d 解析 一元硬币中含有磁性材料 放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性 因而能够被磁体吸引 故选项d正确 想一想 通电的螺线管为什么能吸引铁钉 为什么螺线管沿轴线收缩靠拢 要点总结 1 奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在小磁针上方 导线通电时小磁针才会发生转动 2 磁体与磁体之间 磁体与电流之间 电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的 磁场 学习互动 考点二 例2 多选 下列说法中正确的是 a 磁体与电流间的相互作用是通过磁体的磁场和电流的电场产生的b 磁体与电流间的相互作用是通过磁场产生的c 电流与电流间的相互作用是通过电场产生的d 电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的 学习互动 答案 bd 解析 磁体与磁体之间 磁体与电流之间 电流与电流之间 其相互作用都是通过磁场发生的 所以选项b d正确 选项a c错误 想一想 有人根据b 提出 磁场中某点的磁感应强度b跟磁场力f成正比 跟电流i和导线长度l的乘积il成反比 这种提法有什么问题 错在哪里 要点总结 1 判断磁场的方向除了采用定义法 小磁针静止时n极所指的方向为该点的磁场方向 之外 还可以采用另一种判断方法 小磁针转动过程中n极受到的磁场力的方向为磁场的方向 2 磁感应强度大小的定义式b 的适用条件是通电导线垂直于磁场方向放置 3 磁感应强度由磁场本身的性质决定 与放入磁场的电流及其所受的力没有关系 磁感应强度 学习互动 考点三 例3关于磁感应强度 下列说法中正确的是 a 若长为l 电流为i的导线在某处受到的磁场力为f 则该处的磁感应强度一定为b 由b 知 b与f成正比 与il成反比c 由b 知 一小段通电导线在某处不受磁场力 说明该处一定无磁场d 磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向 学习互动 答案 d 解析 磁场中某点的磁感应强度b是客观存在的 与是否放置通电导线无关 故选项b错误 定义式b 中要求一小段通电导线垂直于磁场放置 如果平行于磁场放置 则力f 0 故选项a c错误 例4有一小段通电导线 长为1cm 导线中电流为5a 把它置于磁场中某处 它受到的磁场力为0 1n 若该处的磁感应强度为b 则 a b 2tb b 2tc b 2td 以上情况都有可能 学习互动 1 在做 奥斯特实验 时 下列操作中现象最明显的是 a 沿电流方向放置磁针 使磁针在导线的延长线上b 沿电流方向放置磁针 使磁针在导线的正下方c 电流沿南北方向放置在磁针的正上方d 电流沿东西方向放置在磁针的正上方 备用习题 答案 c 解析 把导线沿南北方向放置在磁针的正上方 通电时磁针发生明显的偏转 2 把长度为l 电流为i的一小段电流元分别放入某磁场中的a b两点 电流元在a点受到的磁场力较大 则 a a点的磁感应强度一定大于b点的磁感应强度b a b两点磁感应强度可能相等c a b两点磁感应强度一定不相等d a点磁感应强度一定小于b点磁感应强度 备用习题 答案 b 解析 由于电流元方向和磁场方向关系不确定 所以无法比较a b两点的磁感应强度 故b正确 3 某地地磁场的磁感应强度大约是4 0 10 5t 在该地有一根长为500m的通电导线 通过它的电流为10a 求该导线受到的最大磁场力 备用习题 答案 0 2n 自我检测 1 奥斯特实验 奥斯特实验说明了 a 磁场的存在b 磁场的方向性c 电流可以产生磁场d 磁体间有相互作用 答案 c 解析 奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转 说明电流周围存在磁场 即电流产生了磁场 选项c正确 自我检测 2 对地磁场的理解 多选 下列说法正确的是 a 地球是一个巨大的磁体 其n极在地理南极附近 s极在地理北极附近b 地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上 在北半球垂直于地面向下c 在地球的周围存在着磁场 但地磁的两极与地理的两极并不重合 其间有一个夹角 这就是磁偏角 磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的d 在地球表面各点磁场强弱相同 答案 ab 解析 地磁场的分布类似于条形磁铁周围的磁场分布 所以在地球表面赤道上的磁场最弱 选项d错误 在地球上不同位置 磁偏角的数值是不同的 因此选项c错误 自我检测 3 电流的磁场 多选 以下说法正确的是 a 若电流元在磁场中受到的磁场力为f 则b b 若电流元在磁场中受到的磁场力为f 则磁感应强度可能大于c 磁场中电流元受到的磁场力大的地方 磁感应强度一定大d 磁感应强度为零的地方 一小段通电直导线在该处一定不受磁场力 答案 bd 解析 判断磁感应强度的大小需在电流元受力最大的前提下进行 即电流方向与该点磁场方向垂直 故a错误 b正确 电流元在磁场中所受磁场力与其放置的位置有关 电流元受力大的地方磁感应强度不一定大 但在磁感应强度为零的地方 通电导线一定不受磁场力