高二物理（人教大纲版）第二册 第十五章 磁场 一、磁场、磁感线(第一课时)

专心 爱心 用心 1 第一节第一节 磁场磁场 磁感线磁感线 本节教材分析 本节是在初中所讲磁场知识基础上展开的 为了使学生有效地回忆初中学过的知识 教 材涉及到的演示实验 磁极间的相互作用 奥斯特实验 磁场对电流发生作用的实验 要 在课堂上再次演示 不宜仅仅是提及这些实验 这些演示实验都只要求学生观察实验现象 得出 这些实验中涉及的相互作用都是通过磁场发生的 这一结论即可 磁场方向的知识与初中内容相同 可以提出问题 让学生通过回忆得出结论 高中对磁 感线的方向讲得更准确 明确指出 在这些曲线上 每一点的切线方向都在该点的磁场方 向上 初中仅仅粗略地讲 每一点的曲线方向都在该点的磁场方向上 磁场存在于整个空间 磁感线也分布在整个空间 教材只给出了平面图 教学中可用不 同形式给出磁感线的分布图 发挥学生的空间想象力 使它们对磁场分布有一个更完整的 认识 教学目标 一 知识目标 1 知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用 2 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 3 知道什么是磁感线 4 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 5 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 6 知道电磁场现象 二 能力目标 1 通过演示实验培养学生的观察能力和分析解决问题的能力 2 通过磁感线培养学生的空间想象能力 三 德育目标 磁场是磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质 通过该问题渗透物质的客观性原理 教学重点 1 知道六种磁场的磁感线分布特点 即条形磁铁 蹄形磁铁 直线电流 环形电流 通电螺线管 地磁场的磁感线分布 2 会用安培定则判断直线电流 环形电流 通电螺线管的磁场方向 教学难点 六种磁场的磁感线分布特点 教学方法 实验法 类比法 教学用具 条形磁铁 蹄形磁铁 直线电流 环形电流 通电螺线管 小磁针若干 学生电源 投影仪 展示台 课时安排 1 课时 教学过程 一 引入新课 师 同学们在初中学过 把两个磁铁的磁极靠近时 它们之间会产生相互作用的磁 力 磁极之间如何相互作用呢 专心 爱心 用心 2 生 同名磁极互相排斥 异名磁极互相吸引 师 两个电荷之间相互作用的电力 是通过电场发生的 那么 磁极之间相互作用 的磁力 是通过谁发生的 生 是通过磁场发生的 师 磁铁在周围的空间里产生磁场 磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用 但磁 铁并不是磁场的唯一来源 请同学们观察下面的演示实验 二 新课教学 1 磁场 演示 奥斯特实验 把一条导线平行地放在磁针的上方 给导线通电 观察到什么现象 说明了什么道理 生 磁针发生了偏转 说明电流的周围空间存在着磁场 师 的确是这样 不仅磁铁能产生磁场 电流也能产生磁场 那么电流在磁场中又会 怎样呢 演示 磁场对电流的作用 如图甲所示 把一段直导线放在磁铁的磁场里 当导线中 有电流通过时 观察到什么现象 说明了什么道理 甲 乙 生 导线发生运动 说明磁场对电流产生力的作用 师 电流能够产生磁场 而磁场对电流又有力的作用 那么 电流和电流之间能否 发生力的作用呢 演示 电流之间通过磁场发生相互作用 如图乙所示 两条平行直导线 当通以相同方向的电流时 观察到什么现象 说明了 什么道理 当通以方向相反的电流呢 生 当通以相同方向的电流时 它们相互吸引 当通以相反方向的电流时 它们相 互排斥 说明电流和电流之间有相互作用 师 磁铁和磁铁间 磁铁和电流间 电流和电流间都是通过什么发生作用的 生 磁场 师 很正确 这样我们对磁极和磁极之间 磁极和电流之间 电流和电流之间的相互 作用获得了统一认识 所有这些相互作用都是通过磁场来传递的 投影 专心 爱心 用心 3 师生共同活动 分析得出如下结论 1 磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用 2 磁场的物质性 虽然磁场看不见 摸不着 但它与电场一样是客观存在的 是物 质存在的一种特殊形式 2 磁场的方向 磁感线 师 磁场是客观存在的 那么磁场是否有方向 其方向如何 下面让我们一起探讨 一下 演示 磁场方向 在展台上放一个独立的小磁针 观察小磁针在地磁场中的指向 再把小磁针放在条形 磁铁的磁场中 观察发生的现象 生 发现小磁针不再指向南北 而是指向一个新的方向 师 把小磁针放在磁场中的不同点 小磁针静止时N极的指向一样吗 生 静止时小磁针的N极指向各不相同 师 这个事实说明 磁场是有方向性的 物理学规定 在磁场中任一点 小磁针北极 的受力方向 即小磁针静止时北极的指向 就是该点的磁场方向 师 启发学生思考 电场可以用电场线形象地描述 磁场是否可以用相似的方法来 描述呢 生 可以 磁场可以用磁感线形象地描述 师 什么是磁感线呢 生 磁感线是在磁场中画出的有方向的曲线 在这些曲线上 每一点的切线方向都 在该点的磁场方向上 演示 条形磁铁与蹄形磁铁的磁感线 在磁场中放一块玻璃板 在玻璃板上均匀地撒一些细铁屑 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 铁屑静止时有规则地排列起来 就显 示出磁感线的形状 师 请同学们画出上述两种磁体的磁感线 生 画磁感线 师 将一位同学的作图投影在屏幕上 如下图所示 从图可以看出 磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来进入磁铁的南极 磁铁内部的磁 专心 爱心 用心 4 感线是由南极指向北极 投影 直线电流周围的磁感线分布 师 直线电流的磁感线有什么特点 生 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 师 直线电流的磁场方向与电流的方向有关 它们之间的关系如何判断呢 生 可以由安培定则来判断 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 投影 环形电流磁场的磁感线分布情况 师 环形电流的磁感线有什么特点 生 环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线 在环形导线的中心轴线 上 磁感线和环形导线的平面垂直 师 环形电流的方向跟中心轴线上磁感线方向之间的关系如何判断呢 生 也可以用安培定则来判定 让右手弯曲的四指和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中心轴线上磁感线的方向 投影 通电螺线管的磁感线分布情况 师 通电螺线管的磁感线有什么特点 生 通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似 也是从北极出来回到 南极 通电螺线管内部具有磁场 内部的磁感线跟螺线管的轴线平行 方向由南极指向北极 并和外部的磁感线连接 形成一些环绕电流的闭合曲线 师 通电螺线管的电流方向跟它的磁感线之间的关系如何判断 生 也可用安培定则来判断 用右手握住螺线管 让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螺线管内部磁感线的方向 即大拇指指向螺线管的北极 师 电流的磁场与天然磁铁相比有哪些优越性 生 电流磁场的强弱和有无容易调节和控制 师 电流磁场在实际中有哪些主要应用 生 电磁起重机 电话 电动机 发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继 电器等 都离不开电流的磁场 3 地磁场 师 介绍地磁场的概念及地磁场的影响 地球本身也会在附近的空间产生磁场 叫做地磁场 地磁场的分布大致上就像一个条形 磁铁外面的磁场 宇宙射线产生的磁场会干扰地磁场 从而干扰无线电通信 三 小结 本节课主要学习了以下几个问题 1 磁体和电流的周围空间存在着磁场 2 磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用 3 磁场是有方向的 小磁针在磁场中静止时北极的指向或磁感线在该点的切线方向就 是该点的磁场方向 4 六种磁场的磁感线分布特点 5 直线电流 环形电流 通电螺线管的电流方向和磁感线的环绕方向之间的关系可用 安培定则来判断 6 地磁场的概念 四 作业 1 练习一 1 2 3 4 专心 爱心 用心 5 2 查阅资料了解 磁暴 的有关知识 五 板书设计 六 本节优化训练设计 1 某同学做奥斯特实验时 把小磁针放在水平的通电直导线的下方 当通电后发现小 磁针不动 稍微用手拨动一下小磁针 小磁针转动 180 后静止不动 由此可知通电直导 线的电流方向是 A 自东向西 B 自南向北 C 自西向东 D 自北向南 2 首先发现电流磁效应的科学家是 A 安培B 奥斯特 C 库仑D 麦克斯韦 3 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 4 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 专心 爱心 用心 6 D A点磁场沿x轴正方向 B点磁场沿z轴正方向 5 如图所示 弹簧秤下挂一条形磁棒 其中条形磁棒 N 极的一部分位于未通电的螺线 管内 下列说法正确的是 A 若将a接电源正极 b接负极 弹簧秤的示数将减小 B 若将a接电源正极 b接负极 弹簧秤的示数将增大 C 若将b接电源正极 a接负极 弹簧秤的示数将增大 D 若将b接电源正极 a接负极 弹簧秤的示数将减小 参考答案 1 解析 原来小磁针是在地磁场的作用下偏转的 当小磁针放在通电导线附近时 通 电导线产生磁场要比地磁场强 所以小磁针就在通电导线磁场的作用下偏转 根据题意 小磁针原来不动 稍微用手拨动 小磁针转动 180 后静止不动 说明直导线磁场的方向 与地磁场方向恰好相反 地磁场的方向在地球表面是从地理南极指向地理北极 所以导线下 方的磁场方向应为从北向南 根据安培定则可知 电流的方向应为自东向西 本题的正确 选项应为 A 答案 A 2 B 3 解析 小磁针的N极指向读者 说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者 由安培 定则可确定出带电粒子形成的电流方向向左 这向左的电流可能是向左飞行的正离子形