第三章磁場(chǎng)教學(xué)案

1、第一節(jié) 我們周圍的磁現(xiàn)象第二節(jié) 認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 了解我國(guó)古代在磁方面的研究成果及對(duì)人類文明的影響2知道地磁場(chǎng)和軟磁性材料、硬磁性材料.3知道磁場(chǎng)的基本特性是對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用(重點(diǎn))4掌握對(duì)安培定則和磁感線的應(yīng)用(重點(diǎn)和難點(diǎn))【課前預(yù)習(xí)】1. 請(qǐng)自主閱讀課本P72-80內(nèi)容2. 思考、完成課本P74練習(xí)1-23. 填寫優(yōu)化訓(xùn)練P57、P58“自主學(xué)習(xí)”【課堂教學(xué)】一、 我們周圍磁現(xiàn)象1生活中的磁現(xiàn)象（舉例說(shuō)明）磁鐵、磁卡、磁帶指南針辯別方向信鴿“認(rèn)家” 心磁圖診癥2地磁場(chǎng)地球由于本身具有磁性而在其周圍形成的磁場(chǎng)叫_地磁場(chǎng)能夠使指南針在_時(shí)沿地球的南北方向取向，地球磁體的

2、N極(北極)位于地理_附近，地球磁體的S極(南極)位于地理_附近，地磁極與地理極并不重合3磁性材料二、 認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)1磁場(chǎng)初探磁體或運(yùn)動(dòng)電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)叫磁場(chǎng)，磁場(chǎng)不是由分子、原子組成的，我們看不見(jiàn)摸不著它，但可以通過(guò)很多磁現(xiàn)象感知它的存在。奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，即電流能夠產(chǎn)生_物理學(xué)家_經(jīng)過(guò)反復(fù)研究發(fā)現(xiàn),磁場(chǎng)對(duì)_可以產(chǎn)生作用力磁場(chǎng)的基本特性是：磁場(chǎng)對(duì)處在它里面的磁極或電流有_的作用（課本P76“討論與交流”）磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間,都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生力的相互作用磁場(chǎng)的方向：磁場(chǎng)是有方向的，物理學(xué)規(guī)定，在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針_受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)_所指的方向，

3、就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向2用磁感線描述磁場(chǎng)磁感線就是在磁場(chǎng)中人為畫出的一些有方向的假想曲線。在磁體外部，磁感線從 極指向 極，在磁體內(nèi)部，磁感線從 極指向 極。磁感線閉合但不相交、不相切也不中斷，在這些曲線上，每一點(diǎn)切線方向都與該點(diǎn)的_一致。磁感線的疏密程度反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁場(chǎng)越強(qiáng)的地方，磁感線越_，磁場(chǎng)越弱的地方，磁感線越_。熟記幾種常用的磁場(chǎng)磁感線的分布（如圖）條形磁鐵的磁場(chǎng)： 馬蹄形磁鐵的磁場(chǎng)：直線電流的磁場(chǎng)：其方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系可以用_來(lái)判定：用_握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指指向_方向，彎曲的四指所指的方向就是_的環(huán)繞方向環(huán)形電流的磁場(chǎng)：其方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系，也

4、可以用_來(lái)判定,即讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向通電螺線管的磁場(chǎng)：其電流方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系,仍可用_來(lái)判定：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，拇指所指的方向就是螺線管_磁感線的方向,或拇指指向螺線管的N極磁感線方向表述的符號(hào)：箭頭，表示在紙面內(nèi)的方向，如向上 ；叉“”，表示垂直紙面向里；圓點(diǎn)“ ”，表示垂直紙面向外。3磁感線與電場(chǎng)線的比較磁感線電場(chǎng)線相似點(diǎn)意義形象地描述磁場(chǎng)方向和相對(duì)強(qiáng)弱而假想的線形象地描述電場(chǎng)方向和相對(duì)強(qiáng)弱而假想的線方向線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，是磁針N極受力方向，也是小磁針

5、靜止時(shí)N極的指向線上各點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的電場(chǎng)方向，是正電荷受電場(chǎng)力的方向疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱表示電場(chǎng)強(qiáng)弱特點(diǎn)在空間不相交、不中斷除電荷處外，在空間不相交、不中斷不同點(diǎn)是閉合曲線 靜電場(chǎng)始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處,不閉合的曲線4磁現(xiàn)象的微觀解釋安培分子電流假說(shuō)任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)分子都成為一個(gè)微小的_鐵棒的磁化與去磁現(xiàn)象的解釋：（參課本P78倒數(shù)第1段內(nèi)容）磁化：受外磁場(chǎng)的作用，鐵棒的分子電流的取向趨于 ，對(duì)外 磁性。去磁：受高溫、劇烈碰撞等作用，鐵棒的分子電流的 取向被破壞，變得雜亂無(wú)章，對(duì)外 磁性?！咎蒙暇毩?xí)】1課本P79第1-4題；【課后

6、作業(yè)】完成“課時(shí)作業(yè)P100-P102”【閱讀材料】 地磁的起源目前，關(guān)于地磁場(chǎng)起源的假說(shuō)歸納起來(lái)可分為兩大類，第一類假說(shuō)是以現(xiàn)有的物理學(xué)理論為依據(jù)；第二類假說(shuō)則獨(dú)辟蹊徑，認(rèn)為對(duì)于地球這樣一個(gè)宇宙物體，存在著不同于現(xiàn)有已知理論的特殊規(guī)律。 屬于第一類假說(shuō)的有旋轉(zhuǎn)電荷假說(shuō)。它假定地球上存在著等量的異性電荷，一種分布在地球內(nèi)部，另一種分布在地球表面，電荷隨地球旋轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生了磁場(chǎng)。這一假說(shuō)能夠很自然地通過(guò)電與磁的關(guān)系解釋地磁場(chǎng)的成因。但是，這個(gè)假說(shuō)卻有一個(gè)致命缺點(diǎn)，首先它不能解釋地球內(nèi)外的電荷是如何分離的；其次，地球負(fù)載的電荷并不多，由它產(chǎn)生的磁場(chǎng)是很微弱的，根據(jù)計(jì)算，如果要想得到地磁場(chǎng)這樣的磁場(chǎng)

7、強(qiáng)度，地球的電荷儲(chǔ)量需要擴(kuò)大1億倍才行，理論計(jì)算和實(shí)際情況出入很大。 以地核為前提條件的地磁場(chǎng)假說(shuō)也屬于第一類假說(shuō)，弗蘭克在這類假說(shuō)中提出了發(fā)電機(jī)效應(yīng)理論。他認(rèn)為地核中電流的形成，應(yīng)該是地核金屬物質(zhì)在磁場(chǎng)中做渦旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)感應(yīng)的方式而發(fā)生的。同時(shí)，電流自身形式的場(chǎng)就是連續(xù)不斷的再生磁場(chǎng)，好像發(fā)電機(jī)中的情形一樣。弗蘭克所建立的模型說(shuō)明了怎樣實(shí)現(xiàn)地磁場(chǎng)的再生過(guò)程，解釋了地磁場(chǎng)有一定的數(shù)值。但是在應(yīng)用這種模型的時(shí)候，卻很難解釋地核中的這種電路是怎樣通過(guò)圓形回路而閉合的。此外，這個(gè)模型也沒(méi)有考慮到電流對(duì)渦旋運(yùn)動(dòng)的反作用，而這種反作用是不允許渦旋分布于平行赤道面的平面內(nèi)的。 屬于第一類假說(shuō)的還有漂移電

8、流假說(shuō)、熱力效應(yīng)假說(shuō)和霍爾效應(yīng)假說(shuō)等，但這些假說(shuō)都不能全面地解釋地磁場(chǎng)的奇異特性。 關(guān)于地磁場(chǎng)起源還有第二類假說(shuō)，這其中最具代表性的就是重物旋轉(zhuǎn)假說(shuō)。 1947年，布萊克特提出任意一個(gè)旋轉(zhuǎn)體都具有磁矩，它與旋轉(zhuǎn)體內(nèi)是否存在電荷無(wú)關(guān)。這一假說(shuō)認(rèn)為，地球和其他天體的磁場(chǎng)都是在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的，也就是說(shuō)星體自然生磁，就好像電荷轉(zhuǎn)動(dòng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)一樣。但是，這一假說(shuō)在試驗(yàn)和天文觀測(cè)兩方面都遇到了困難。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，還沒(méi)有觀察到旋轉(zhuǎn)物體產(chǎn)生的磁效應(yīng)。而對(duì)天體的觀測(cè)結(jié)果表明，每個(gè)星球的磁場(chǎng)分布狀況都很復(fù)雜，尚不能證明星球的旋轉(zhuǎn)與磁場(chǎng)之間存在著必然的依存關(guān)系。 因此上說(shuō)，關(guān)于地磁場(chǎng)的起源問(wèn)題，學(xué)術(shù)界仍處在探索

9、與爭(zhēng)鳴之中，尚沒(méi)有一個(gè)具有相當(dāng)說(shuō)服力的理論，對(duì)地磁場(chǎng)的成因作出解釋。第三節(jié) 安培力（一）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道用左手定則判斷安培力的方向，知道安培力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向都垂直(重點(diǎn))2會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小(重點(diǎn))3理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義和定義式(重點(diǎn)和難點(diǎn))【課前預(yù)習(xí)】1請(qǐng)自主閱讀課本P80-83內(nèi)容2填寫優(yōu)化訓(xùn)練P61“自主學(xué)習(xí)”內(nèi)容【課堂教學(xué)】一、安培力的方向和大小磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為 。1安培力的方向通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來(lái)判斷：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中讓磁感線垂直穿入手心

10、，并使伸開(kāi)的四指指向_,那么，_所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向【堂上練習(xí)】1畫出下圖中各磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向2兩條平行直導(dǎo)線通過(guò)相同方向的電流時(shí)，相互 （填“排斥”或“吸引”）； 通過(guò)相反方向的電流時(shí)，相互 （填“排斥”或“吸引”）。分析：2安培力的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量定義：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向_時(shí),通電導(dǎo)線所受的安培力F跟_和_的乘積IL的_叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式：B_.單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是_，簡(jiǎn)稱_，符號(hào)是T，1 T1 N/(Am)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向?yàn)樵撎幍腳可形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)

11、度的_；磁感線上每一點(diǎn)的_與該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致勻強(qiáng)磁場(chǎng)：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的_和_處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)【堂上練習(xí)】3（單選）關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是()A一小段通電導(dǎo)體放在磁場(chǎng)A處，受到的磁場(chǎng)力比B處的大，說(shuō)明A處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大B由B可知，某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與放入該處的通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F成正比，與導(dǎo)線的IL成反比C一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向安培力的大小實(shí)驗(yàn)表明：把一段通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，導(dǎo)線所受到的安培力最大;

12、當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，導(dǎo)線所受到的安培力等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受到的安培力介于_和_之間由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式可知，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受的安培力F BIL .上式適用條件是： 。思考：公式FBIL中，L是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度嗎？【堂上練習(xí)】4將長(zhǎng)度為20 cm、通有0.1 A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向5如圖，關(guān)于以下三種情況下通電導(dǎo)線所受安培力的大小，正確說(shuō)法是 甲 乙 丙AF甲=F乙=F丙 BF甲F乙F丙CF甲F乙F丙 D無(wú)法比較【課后作業(yè)】1課本P8

13、4第1、2、4題2完成“課時(shí)作業(yè)P102-P103”第三節(jié) 安培力（二）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 比較磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)E，加深對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的理解2了解磁通量的概念，理解磁通量的變化，會(huì)求磁通量的變化量【課前復(fù)習(xí)】1磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較概念比較內(nèi)容磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義描述磁場(chǎng)的性質(zhì)描述電場(chǎng)的性質(zhì)定義式共同點(diǎn)都是用比值的形式下定義特點(diǎn)BF/(IL)，通電導(dǎo)線與B垂直，B與F、I、L無(wú)關(guān)EF/qE與F、q無(wú)關(guān)方向共同點(diǎn)矢量，都遵從矢量合成法則不同點(diǎn)小磁針N極的受力方向，表示磁場(chǎng)方向放入該點(diǎn)正電荷的受力方向，表示電場(chǎng)方向2由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B= ，由些可知通電直導(dǎo)線所受的安培力F 。上

14、式適用條件是： ； ?！菊n堂教學(xué)】一、磁通量1在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向_的平面S，B和S的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量2公式：BS.3上式的適用條件為： 。4單位：磁通量的單位是_，簡(jiǎn)稱_，符號(hào)是Wb.1 Wb_.5從BS可得B，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B，又叫做_6磁通量的正負(fù)及變化【堂上練習(xí)】1. 如圖所示，一個(gè)單匝線圈abcd水平放置，面積為S，當(dāng)有一半面積處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求：穿過(guò)線圈的磁通量當(dāng)線圈以O(shè)1O2邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量及磁通量的變化量當(dāng)線圈以O(shè)1O2邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量及磁通量的變化量當(dāng)線圈以O(shè)1O2邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)

15、90時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量及磁通量的變化量當(dāng)線圈以O(shè)1O2邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量及磁通量的變化量2如圖，通電直導(dǎo)線質(zhì)量為m，長(zhǎng)L，通入電流I，放在傾角為的淪肌光滑斜面上。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖，要使通電直導(dǎo)線靜止在斜面上，求：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。第四節(jié) 安培力的應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解直流電動(dòng)機(jī)的工作原理2理解磁電式電表的工作原理3會(huì)分析解決通電直導(dǎo)線在安培力作用下的平衡問(wèn)題【課前預(yù)習(xí)】1請(qǐng)自主閱讀課本P85-87相關(guān)內(nèi)容2填寫優(yōu)化訓(xùn)練P63“自主學(xué)習(xí)”內(nèi)容【課堂教學(xué)】一、直流電動(dòng)機(jī)的原理：1結(jié)構(gòu)：如圖所示，在線圈中通以直流電流，矩形線圈在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)行。2原理分析：

16、(1)當(dāng)線圈由位置丁經(jīng)位置甲運(yùn)動(dòng)到位置乙時(shí)，圖中線圈左邊受力方向向 ，右邊受力方向向 ，使線圈 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從O1O2方向看）；當(dāng)線圈在位置乙時(shí)不受力，由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)當(dāng)線圈由位置乙經(jīng)位置丙運(yùn)動(dòng)到位置丁時(shí)，由于電流換向，圖中線圈左邊受力方向向 ，右邊受力方向向 ，使線圈繼續(xù) 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從O1O2方向看）；當(dāng)線圈在位置丁時(shí)不受力,由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；然后，線圈重復(fù)以上過(guò)程轉(zhuǎn)動(dòng)下去3直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)改變輸入電壓很容易調(diào)節(jié)它的轉(zhuǎn)速，而交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速就不太方便【課堂練習(xí)】1(單選)如圖甲、乙、丙所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有三個(gè)通電線圈如圖中所示位置，則()A三個(gè)線圈都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)B只有乙中的

17、線圈可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)C只有甲、乙中的線圈可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)D只有乙、丙中的線圈可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)二、電流表的工作原理1結(jié)構(gòu)：2原理分析：如圖所示是線圈在磁場(chǎng)中受力的示意圖當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力的作用由 可知，線圈左右兩邊所受的安培力的方向相 ，于是架在軸上的線圈就要轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸收緊螺旋彈簧使其變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)電流越大，安培力就越 ，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的 大小就能判斷通過(guò)電流的大小線圈中的電流方向改變時(shí)， 的方向隨著改變，指針的 方向也隨著改變所以，根據(jù)指針的 方向，可以知道被測(cè)電流的方向【課堂練習(xí)】2如圖所示，一個(gè)矩形線圈abcd可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在把它放到勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，當(dāng)線圈中通以如圖所示的電流時(shí)，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)在如圖所示的位置時(shí)，ab、cd、ad和bc四個(gè)邊受安培力的情況如何?線圈將如何運(yùn)動(dòng)？(2)從如圖位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)(俯視)，ab、cd兩邊受安培力的大小有何變化？(3)從如圖位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)(俯