高中物理 第3章 第12节 我们周围的磁现象 认识磁场同步备课课件 粤教版选修31.ppt

教师用书独具演示 课标要求1 知道磁场 磁极 磁感线的概念 2 知道磁场的产生 安培的分子电流假说 3 理解安培定则 第一节我们周围的磁现象 第二节认识磁场 课标解读1 理解安培定则 2 理解磁感线的意义 记住其特点 3 掌握常见磁场磁感线分布 教学地位本节知识在高中尽管很少直接命题 但它是物理的最基础的知识是以后学习的基础 新课导入建议我国是世界上最早发展磁现象的国家 早在战国末年就有磁铁的记载 我国古代的四大发明之一的指南针为世界的航海业做出了巨大贡献 近代人们对磁场和磁现象的研究 对科学发展 对人类的生活方式的改变以及文明进步都产生了难以估量的巨大贡献 磁是怎样产生的 应该怎样描述磁场 带着这些问题我们开始今天的学习 教学流程设计 课前预习安排 1 看教材2 填写 课前自主导学 步骤1 导入新课 本节教学地位分析 步骤2 老师提问 检查预习效果 可提问学生 步骤3 师生互动完成 探究1 方式 教师提出问题 学生思考交流 步骤4 教师讲解例题总结规律 步骤5 让学生完成 迁移应用 检查完成情况并点评 步骤6 师生互动完成 探究2 方式同上 步骤7 完成 探究3 重在讲错因 步骤8 让学生完成 当堂双基达标 验证学习情况 演示结束 步骤9 学生自己总结本节的主要知识 教师点评 布置课下完成 课后知能检测 1 基本知识 1 地磁场 地球由于本身具有 而在其周围形成的磁场叫地磁场 地球磁体的n极位于地理 地球磁体的s极位于地理 地磁场及磁性材料 磁性 南极附近 北极附近 2 磁性材料 定义 磁性材料是指磁化后磁性 的物质 也叫 物质 很强 铁磁性 2 思考判断 1 地球的地磁两极和地理两极重合 2 指南针指南的一极是指南针的北极 3 银行信用卡是磁性材料的一种应用 3 探究交流指南针是我国古代四大发明之一 它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响 但在古代指南针指南曾是一个不解之谜 现在你知道指南针为什么指南吗 图3 1 1 提示 地球磁场方向由南指向北 水平放置的小磁针在地磁场作用下静止时 北极 n极 总是指向北 南极 s极 总是指向南 1 基本知识 1 磁场的来源 的周围都存在磁场 2 磁体与 之间 磁体与 之间 通电导体与通电导体之间的相互作用 都是通过 发生作用的 磁场是物质存在的一种特殊形式 3 磁场的基本性质 对放入其中的 或 产生力的作用 认识磁场 磁体 通电导体 磁体 通电导体 磁场 磁体 电流 2 思考判断 1 奥斯特实验发现了电流的周围存在磁场 2 磁场看不见 摸不着 实际不存在 3 磁场的方向就是小磁针北极受力方向 3 探究交流电荷的周围存在电场 磁体的周围存在磁场 电场能对电荷产生作用 磁体间的相互作用也是通过磁场发生的 电荷与磁体有什么相似之处 有什么不同之处 提示 相似之处 1 电荷有两种 正电荷和负电荷 磁体有两极 n极和s极 2 电荷间存在相互作用 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 磁极间也存在相互作用 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 3 电荷间的相互作用是通过场 电场 发生的 磁极间的相互作用也是通过场 磁场 发生的 不同之处 1 正负电荷可以单独存在 n s磁极必须同时存在 只有n极或只有s极的磁体是不存在的 2 带电体所带电荷只能是元电荷的整数倍 磁体则无这种限制 1 基础知识 1 磁感线 定义 在磁场中画出一些有方向的曲线 在这些曲线上每一点的 都跟这点的磁场方向一致 特点 磁感线的疏密程度表示 磁场强的地方磁感线密 磁场弱的地方磁感线疏 磁场的描述 切线方向 磁场强弱 2 电流的磁场和安培定则通电直导线周围的磁场 环形电流的磁场和通电螺线管的磁场 磁感线的方向都可以用 判定 直线电流的磁场 握住导线 让 所指的方向与电流方向一致 所指的方向就是 的环绕方向 环形电流和通电螺线管的磁场 让 弯曲的四指与 的方向一致 伸直的拇指所指的方向就是环形电流 的磁感线的方向或螺线管 磁感线的方向 安培定则 右手 伸直的拇指 弯曲的四指 磁感线 右手 电流 轴线上 内部 2 思考判断 1 磁感线是闭合的曲线 2 磁感线是为描述磁场而虚拟的 实际不存在 3 磁感线不同于电场线 而磁感线可以相交 3 探究交流应用安培定则判断通电直导线和通电螺线管的磁场时都要用右手握住他们 都是弯曲四指而伸直大拇指 并且伸直的大拇指和弯曲的四指都表示某种方向 在用安培定则判断通电直导线和通电螺线管的磁场时大拇指和四指的指向所代表的意义相同吗 提示 不相同 在判定通电直导线周围的磁感线的方向时 大拇指指向电流的方向 四指的指向代表磁感线的方向 在判定通电螺线管内部的磁感线的方向时 四指指向电流的环绕方向 大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向 1 基础知识 1 分子电流假说 任何物质的分子中都存在 分子电流 分子电流使每个物质分子都成为一个微小的磁体 2 安培的假设能很好的解释 和 3 磁现象的本质 磁铁的磁场和电流的磁场一样 都是 产生的 安培分子电流假说 环形电流 磁化 退磁 电荷的运动 2 思考判断 1 安培的假说很好的解释了磁化和退磁 2 静止的电荷周围既存在的电场 又存在磁场 3 有磁必有电 有电必有磁 3 探究交流根据安培分子电流的假说 你认为磁现象的本质是什么 提示 磁现象都是运动的电荷产生的 问题导思 1 磁场看不见摸不着 是否存在 2 磁场的基本性质是什么 3 磁场的存在形式是什么 对磁场的认识 1 磁场的客观性磁场是磁体和电流周围存在的一种特殊物质 它虽然看不见 摸不着 但它能够对放入其中的磁极 电流产生力的作用 它是客观存在的 2 磁场的存在形式磁场和常见的由分子 原子组成的物质不同 不是以微粒的形式存在 而是以场的形式存在 3 磁场的基本性质磁极与磁极之间 磁极与电流之间 电流与电流之间都是通过磁场相互作用的 1 磁体在磁场中一定受力的作用 而电流在磁场中不一定受力 2 通电导体的周围存在磁场 运动电荷周围既有电场也有磁场 但静止的电荷周围只存在电场而不存在磁场 双选 关于磁场和电场 下列说法中正确的是 a 磁场和电场一样 是同一种物质b 磁场的最基本特性是对处在磁场中的磁极或电流有磁场力的作用c 磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的d 电流与电流之间的相互作用是通过电场进行的 审题指导 1 磁场与电场虽然都是场 但性质不同 2 磁体与磁体 磁体与电流 电流与电流的作用是通过磁场实现的 解析 磁场与电场的基本性质不同 产生的原因不同 因此不是同一种物质 故a错误 磁场的基本特性是对放入其中的磁极或电流有力的作用 b正确 磁体与磁体之间 磁体与电流之间 电流与电流之间都是通过磁场相互作用的 c正确d错误 答案 bc 1 磁场的基本性质是 a 能使小磁针发生偏转b 能够吸引铁 钴 镍等物质c 能够产生磁感线d 能对放在其中的磁体产生力的作用 解析 磁场的基本性质是能对放在其中的磁体或电流产生力的作用 选项d正确 答案 d 问题导思 1 磁感线在磁场中真的存在吗 2 磁感线有何特点 与电场线相同吗 3 磁感线有何意义 磁感线 1 磁感线的特点 1 磁感线是为描述磁场 而假想的曲线 实际不存在 2 磁感线是闭合的曲线 3 磁感线的疏密表示磁场的强弱 4 磁感线上任一点的切线方向为该点磁场方向 5 磁感线不相交 不中断 2 磁感线与电场线的比较 3 常见磁场的磁感线分布 1 常见永磁体的磁场 如图3 1 2 图3 1 2 2 三种常用的电流的磁场 1 在没有画磁感线的地方 并不表示没有磁场存在2 若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加 磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况 不能认为该区域有多条磁感线相交 如图3 1 3所示 环形导线周围有三只小磁针a b c 闭合开关s后 三只小磁针n极的偏转方向是 a 全向里b 全向外c a向里 b c向外d a c向外 b向里 审题指导 解答该题可按以下程序 图3 1 3 解析 开关闭合后 环形电流中存在顺时针方向的电流 根据安培定则可判知 环内磁场方向垂直于纸面向里 环外磁场方向垂直于纸面向外 磁场的方向就是小磁针静止时n极的指向 所以小磁针b向里偏转 小磁针a c向外偏转 答案 d 小磁针在磁场中受力的判断方法1 当小磁针处于磁体产生的磁场 或环形电流 通电螺线管外部时 可根据同名磁极相斥 异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向 2 当小磁针处于直线电流的磁场中 或处于环形电流 通电螺线管内部时 应该根据小磁针n极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 来判断小磁针的受力方向 2 如图3 1 4所示 水平直导线ab通有向右的电流i后 置于导线正下方原来静止的小磁针的s极将 图3 1 4a 向纸外偏转b 向纸内偏转c 在纸面内顺时针转过90 d 不动 解析 据安培定则可以确定 通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场 在磁场力的作用下 小磁针n极向里 s极向外偏转 a项正确 答案 a 直线电流周围的磁场 其磁感线分布和方向用下列哪个图来表示最合适 易错案例警示 不能正确熟练 使用安培定则导致的错误 正确解答 由安培安则可判断a c错误 直线电流周围的磁感线的分布 由近及远 逐渐由密变疏 而不是等距的同心圆 b错误 d正确 答案 d 易错分析 易错选项及错误原因分析如下 备课资源 教师用书独具 1 如图教3 1 1所示 a b c三根铁棒中有一根没有磁性 则这一根可能是 教图3 1 1a ad bc cd 都有可能 解析 若两物体间产生磁的相互作用 且为斥力 则两物体均有磁性 即两物体均为磁体 由图可知b c排斥 b c一定为磁体 故可判断a没有磁性 答案 a 2 安培的分子环流假说能解释一些磁现象 下列说法正确的是 a 铁磁性材料磁化后 内部各分子电流的取向是杂乱无章的b 软磁性材料磁化后 内部分子电流的取向容易变得杂乱无章c 硬磁性材料磁化后 内部分子电流的取向容易变得杂乱无章d 安培的分子电流假说不能解释磁化现象 解析 根据安培的分子电流假说 铁磁性材料磁化后的磁性很强 是因为内部各分子电流的取向趋于一致 a错误 软磁性材料磁化后磁性弱 容易失去磁性 内部分子电流的取向容易变得杂乱无章 b正确 硬磁性材料磁化后剩磁强是由于分子电流的取向不易变得杂乱 c错误 安培的分子电流假说可以解释磁化 去磁等现象 d错误 答案 b 医疗与磁科学研究表明 许多生物本身会产生磁场 这种磁场称为生物磁场 生物磁场的来源有两方面 一方面是生物体内有电子和离子的运动 这些带电粒子的定向运动会形成生物电流 而电流就会产生生物磁场 例如 心脏跳动会产生心磁场 脑神经活动会产生脑磁场 肌肉活动会产生肌磁场 甚至睁眼 闭眼和眼球活动也会产生磁场 另一方面是生物体内的强磁物质 例如fe3o4颗粒 在受外磁场作用后产生的剩磁 这种剩磁也会产生磁场 例如 一些铁矿场的钢铁工人因吸收较多的氧化铁粉尘 就会在肺部沉积产生剩磁和较强的肺磁场 生物磁场非常微弱 比地面附近的地磁场低 但由于磁测量技术的发展 这些微弱的生物磁场也能够测量出来 这对于研究生物的生命活动很有意义 生物体发生病变后 与正常生物体不一样 产生的磁场会有所变化 这些十分微小的变化可以用于病理研究和疾病诊断 现在 人们可以用心磁图 脑磁图等人体磁图进行相关部分的病情诊断 1 铁棒a能吸引小磁针 铁棒b能排斥小磁针 若将铁棒a靠近铁棒b 则 a a b一定互相吸引b a b一定互相排斥c a b之间有可能无磁场力作用d a b可能互相吸引 也可能互相排斥 解析 小磁针本身有磁性 能够吸引没有磁性的铁棒 故铁棒a可能有磁性 也可能没有磁性 铁棒b能排斥小磁针 说明铁棒b一定有磁性 若a无磁性 当a靠近b时 在b的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用 若a有磁性 则a b两磁体都分别有北极和南极 当它们的同名磁极互相靠近时 互相排斥 当异名磁极互相靠近时 互相吸引 答案 d 2 关于地磁场 下列说法中正确的是 a 地磁两极跟地理两极完全重合b 世界上第一个论述磁偏角的科学家是我国的张衡c 地球的地磁北极与地理南极重合d 地球的地磁北极在地理南极附近 解析 地磁场的两极与地理两极并不重合 而且地磁场的两极在缓慢移动 a错 地球的地磁北极在地理南极附近 而不是重合 d对c错 我国的沈括是世界上第一个论述磁偏角的人 b错 答案 d 3 2012 汕头金山中学高二检测 m1与m2为两根未被磁化的铁棒 现将它们分别放置于如图3 1 5所示的位置 则被通电螺线管产生的磁场磁化后 a m1的左端为n极 m2的右端为n极b m1和m2的右端均为n极c m1的右端为n极 m2的左端为n极d m1和m2的左端均为n极 图3 1 5 解析 通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很类似 要注意在磁体内部的磁感线的分布应该是从s极指向n极的 答案 a 4 根据安培分子电流假说的思想 认为磁场是由于电荷运动产生的 这种思想如果对地磁场也通用 而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷 那么由此判断地球应该 a 带负电b 带正电c 不带电d 无法确定 解析 根据地球磁场的n极在地球的南极附近 由安培定则 大拇指指向地球南极 四指的指向应为电流的方向 四指的指向与地球自转方向相反 故应带负电 答案 a 5 在如图3 1 6所示的装置中 有两个薄铁片 舌簧片 ab和cd 它们的外端固定在一块木板上 里端相互交叠但相隔一段很小的距离 舌簧片连接在一个有灯泡