湖北省恩施第二中學(xué)高二物理磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)人教選修實(shí)用教案

1、 情景切入 我們的祖先在磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用方面寫下了燦爛(cnln)的一頁早在戰(zhàn)國時(shí)期就有“慈石召鐵”的記載，講的是天然磁石對(duì)鐵塊的吸引指南針是我國古代的四大發(fā)明之一，對(duì)世界文明有重大影響 指南針第1頁/共36頁第一頁，共37頁。 磁到底是什么？指南針為什么能指明方向？磁對(duì)人類有什么作用？這一章我們就來探究磁的奧秘 知識(shí)導(dǎo)航 本章研究有關(guān)磁場(chǎng)的產(chǎn)生描述及磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷作用的知識(shí)，安培力、洛倫茲力是磁場(chǎng)性質(zhì)的具體體現(xiàn)，磁電式電流表、質(zhì)譜儀和回旋加速器是安培力和洛倫茲力的具體應(yīng)用 在學(xué)習(xí)過程中要掌握三個(gè)概念、兩個(gè)(lin )定則、二種規(guī)律 第2頁/共36頁第二頁，共37頁。 三個(gè)概念：磁場(chǎng)、

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量 兩個(gè)定則：左手定則、右手定則 二種規(guī)律：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的規(guī)律、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，磁現(xiàn)象的電本質(zhì)；磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力安培力；磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力洛侖茲力 本章難點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合(zngh)應(yīng)用第3頁/共36頁第三頁，共37頁。 學(xué)法指導(dǎo) 1本章的學(xué)習(xí)可以通過與前面學(xué)過的電場(chǎng)類比，從而更好地理解，例如，磁場(chǎng)與電場(chǎng)類比，磁感應(yīng)強(qiáng)度(qingd)與電場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)類比，磁感線與電場(chǎng)線類比，安培力、洛倫茲力與電場(chǎng)力類比等 2.可運(yùn)用等效法處理運(yùn)動(dòng)電荷、磁體間的

3、相互作用問題，比如把運(yùn)動(dòng)電荷、磁體等效成電流，在學(xué)習(xí)過程中通過實(shí)驗(yàn)，由感性到理性，從而培養(yǎng)科學(xué)的思維習(xí)慣和研究方法第4頁/共36頁第四頁，共37頁。 3在處理運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先要找到圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，利用洛倫茲力提供向心力這一條件，確定圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期，再進(jìn)一步確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間、偏轉(zhuǎn)角度等物理量 4磁電式電流表、質(zhì)譜儀和回旋加速器是安培力和洛倫茲力的具體應(yīng)用，學(xué)習(xí)過程中要善于(shny)把實(shí)際問題抽象成簡單的物理模型，弄清它的基本原理 第5頁/共36頁第五頁，共37頁。第6頁/共36頁第六頁，共37頁。認(rèn)識(shí)磁現(xiàn)象，知道磁場(chǎng)的概念認(rèn)識(shí)磁現(xiàn)象，知道磁場(chǎng)的概念知道磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，

4、了解電流的磁效應(yīng)知道磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，了解電流的磁效應(yīng)了解地磁場(chǎng)的分布、變化，以及對(duì)人類生活的影響了解地磁場(chǎng)的分布、變化，以及對(duì)人類生活的影響. .第7頁/共36頁第七頁，共37頁。 茫茫大海，一望無際，洪濤接天，巨浪如山遠(yuǎn)航的船只(如圖所示)怎樣(znyng)掌握航向，順利抵達(dá)目的地？第8頁/共36頁第八頁，共37頁。 1指南針是我國古代 發(fā)明之一.12世紀(jì)初，我國已有指南針用于 的明確記載 2 和 都叫做永磁體它們都能吸引鐵質(zhì)物體，我們(w men)把這種性質(zhì)叫做 .磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫做 .四大(s d)天然(tinrn)磁石人造磁鐵磁性磁極航海第9頁/共36頁

5、第九頁，共37頁。 3地球具有磁場(chǎng)，宇宙中的許多天體都有 .太陽表面的黑子、耀斑和太陽風(fēng)等活動(dòng)都與 有關(guān) 月亮也有磁場(chǎng)阿波羅登月計(jì)劃的重要科研活動(dòng)之一，就是觀測(cè)(gunc) 和 ，并由此推斷出，月球內(nèi)部全部為固態(tài)物質(zhì)磁場(chǎng)(cchng)太陽(tiyng)磁場(chǎng)月球磁場(chǎng)月巖磁性第10頁/共36頁第十頁，共37頁。 (1)磁性：物質(zhì)具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性 (2)磁體(ct)：具有磁性的物體叫磁體(ct) (3)磁極：磁體(ct)的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極 任何磁體(ct)都有兩個(gè)磁極，一個(gè)叫南極(又稱S極)，另一個(gè)叫北極(又稱N極)第11頁/共36頁第十一頁，共37頁。

6、電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有哪些相似之處？ 答案：(1)磁體有兩個(gè)(lin )磁極：N極、S極電荷有兩種：正電荷和負(fù)電荷(2)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引但正負(fù)電荷可以分離，兩個(gè)(lin )磁極卻不能分開. 第12頁/共36頁第十二頁，共37頁。 (1)通電導(dǎo)體的周圍有磁場(chǎng)，即電流的周圍有磁場(chǎng)，電流的磁場(chǎng)使放在導(dǎo)體周圍的磁針發(fā)生(fshng)偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng) (2)奧斯特是世界上第一個(gè)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系的人第13頁/共36頁第十三頁，共37頁。 特別提醒： 奧斯特實(shí)驗(yàn)證明了電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，本來是沒有條件的

7、，但實(shí)際(shj)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須考慮地磁場(chǎng)的影響，讓通電導(dǎo)線沿南北方向放置，磁場(chǎng)方向與地磁場(chǎng)方向盡量不一致，效果明顯. 第14頁/共36頁第十四頁，共37頁。 所有與磁現(xiàn)象有關(guān)的相互作用，都是通過磁場(chǎng)(cchng)發(fā)生的，可與電荷間的相互作用相類比第15頁/共36頁第十五頁，共37頁。 (1)定義：磁體(ct)或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，能夠傳遞磁體(ct)與磁體(ct)之間、磁體(ct)和電流之間、電流和電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場(chǎng) (2)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁極或電流產(chǎn)生力的作用 (3)磁場(chǎng)的產(chǎn)生：永磁體(ct)周圍存在磁場(chǎng)；電流周圍存在磁場(chǎng)電流的磁效應(yīng)第16頁/共36頁第

8、十六頁，共37頁。 判斷兩根鋼條甲和乙是否有磁性，可將它們的一端靠近小磁針的N極或S極當(dāng)鋼條甲靠近時(shí)，小磁針自動(dòng)遠(yuǎn)離，當(dāng)鋼條乙靠近時(shí)小磁針自動(dòng)靠近，則() A兩根鋼條均有磁性 B兩根鋼條均無磁性 C鋼條甲一定(ydng)有磁性，鋼條乙一定(ydng)無磁性 D鋼條甲一定(ydng)有磁性，鋼條乙可能有磁性第17頁/共36頁第十七頁，共37頁。 解析：磁體能吸引鐵磁性物質(zhì)，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，排斥的兩者必然都是磁體，吸引時(shí)至少有一個(gè)是磁體鋼條甲靠近小磁針時(shí)，小磁針自動(dòng)遠(yuǎn)離，說明它們(t men)相互排斥，則甲一定有磁性當(dāng)乙靠近小磁針時(shí)，它們(t men)相互吸引，這時(shí)可能有兩種情

9、況：一是乙沒有磁性，此時(shí)屬于磁體與鐵磁性物質(zhì)相互吸引；二是乙有磁性，且與小磁針是異名磁極，此時(shí)屬于異名磁極相互吸引故D正確 答案：D 第18頁/共36頁第十八頁，共37頁。 (1)地球是一個(gè)巨大的磁體，地球周圍存在著磁場(chǎng)地磁場(chǎng) (2)地磁體的南極在地球北極附近， 地磁體的北極在地球南極附近 (3)地球的地理兩極與地磁兩極并 不重合，因此，磁針并非準(zhǔn)確地 指南或指北，其間(qjin)有一個(gè)交角， 這就是地磁偏角，簡稱磁偏角 (如圖所示)第19頁/共36頁第十九頁，共37頁。 特別提醒： 雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對(duì)來說差別不是很大因此，一般我們認(rèn)為(rnwi)： (1)地理南

10、極正上方磁場(chǎng)方向豎直向上，地理北極正上方磁場(chǎng)方向豎直向下 (2)在赤道正上方，地磁場(chǎng)方向水平向北 (3)在南半球，地磁場(chǎng)方向指向北上方；在北半球，地磁場(chǎng)方向指向北下方 第20頁/共36頁第二十頁，共37頁。 指南針本身就是一個(gè)小磁體，你能分析一下，指南針靜止時(shí)為什么會(huì)指南、北嗎？ 答案：地磁場(chǎng)的南極(S極)在地球的北端(西經(jīng)100.5，北緯75.5的北美洲帕里群島附近(fjn)，北極(N極)在地球的南端(東經(jīng)139.9，南緯66.6的南極洲威爾斯附近(fjn)所以根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，小磁針靜止時(shí)的N極指向地理的北極附近(fjn)第21頁/共36頁第二十一頁，共37頁。 誤區(qū)

11、1：因磁場(chǎng)看不見摸不著，所以認(rèn)為它不是客觀存在的物質(zhì) 點(diǎn)撥：所有的磁作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣，都是場(chǎng)物質(zhì)磁場(chǎng)是磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍(zhuwi)存在的一種特殊物質(zhì)說它“特殊”是因?yàn)樗臀覀兂Ｒ姷囊苑肿?、原子、離子組成的物質(zhì)不同，它不是以微粒形式存在，而是以一種“場(chǎng)”的形式存在；說它是“物質(zhì)”是因?yàn)樗臀覀兂Ｒ姷膶?shí)物一樣，能對(duì)放在其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用因此我們說磁場(chǎng)是和我們常見的桌子、房屋、水和空氣一樣，是一種客觀存在的物質(zhì)雖然它們看不見摸不著，但可以通過它的基本性質(zhì)反映出來 第22頁/共36頁第二十二頁，共37頁。 以下說法中正確的是() A磁極與磁極間的相互作用

12、是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的 B電流與電流間的相互作用是通過電場(chǎng)(din chng)產(chǎn)生的 C磁極與電流間的相互作用是通過電場(chǎng)(din chng)與磁場(chǎng)而共同產(chǎn)生的 D磁場(chǎng)和電場(chǎng)(din chng)是同一種物質(zhì)第23頁/共36頁第二十三頁，共37頁。 解析：電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，在電流的周圍就有磁場(chǎng)存在，不論是磁極與磁極間還是電流與電流間、磁極與電流間，都有相互作用的磁場(chǎng)力磁場(chǎng)是磁現(xiàn)象中的一種特殊物質(zhì)，它的基本特點(diǎn)(tdin)是對(duì)放入磁場(chǎng)中的磁極、電流有磁場(chǎng)力的作用；而電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有電場(chǎng)力的作用，它不會(huì)對(duì)放入靜電場(chǎng)中的磁極產(chǎn)生力的作用，因此，磁場(chǎng)和電場(chǎng)是兩

13、種不同的物質(zhì)，各自具有其本身的特點(diǎn)(tdin) 答案：A 點(diǎn)評(píng)：注意磁場(chǎng)與電場(chǎng)的區(qū)別；理解磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的作用都是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的第24頁/共36頁第二十四頁，共37頁。 下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中正確的是() A磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì) B磁場(chǎng)是為了解釋磁極間的相互作用而人為引入的 C磁極與磁極間是直接發(fā)生(fshng)作用的 D磁場(chǎng)只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生(fshng)作用時(shí)才產(chǎn)生第25頁/共36頁第二十五頁，共37頁。 答案：A 解析：磁場(chǎng)是客觀存在于磁極或電流周圍的一種物質(zhì)，所以B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間、運(yùn)動(dòng)電荷之間的

14、作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，不是直接發(fā)生的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤 點(diǎn)評(píng)：此題易誤選B.磁場(chǎng)是客觀存在的一種物質(zhì)，并非為了(wi le)某種需要而人為引入的.第26頁/共36頁第二十六頁，共37頁。 下列說法正確的是() A地球是一個(gè)巨大的磁體，其N極在地球南極附近，S極在地球北極附近 B地球表面的磁場(chǎng)的豎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地球的周圍存在著磁場(chǎng)，但地磁的兩極與地理的兩極并不重合，其間有一個(gè)交角，這就是磁偏角，磁偏角的數(shù)值(shz)在地球上不同地點(diǎn)是相同的 D在地球表面各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同 第27頁/共36頁第二十七頁，共37頁。 解析：地磁場(chǎng)類似于條形磁鐵的磁場(chǎng)，所以在地球

15、表面赤道上的磁場(chǎng)最弱，選項(xiàng)D不正確在地球上不同位置，磁偏角的數(shù)值是不同的，因此C不正確 答案：AB 點(diǎn)評(píng)：磁偏角是指地磁子午線與地理子午線之間的交角，即小磁針(czhn)靜止時(shí)所指方向與地理南北方向間的交角，該交角在地球表面不同位置是不同的 第28頁/共36頁第二十八頁，共37頁。 1991年8月新民晚報(bào)報(bào)道一條消息：上海的信鴿從內(nèi)蒙古放飛后，歷經(jīng)20余天，返回市區(qū)鴿巢信鴿這種驚人的遠(yuǎn)距離辨認(rèn)方向的本領(lǐng)，實(shí)在令人稱奇，那么信鴿究竟靠什么來判斷方向呢？科學(xué)家們?cè)?jīng)做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把幾百只訓(xùn)練有素(xn lin yu s)的信鴿分成兩組，在一組信鴿的翅膀下縛了一塊小磁鐵，而在另一組信鴿的翅膀下縛

16、一塊大小相同的銅塊，然后把它們帶到離鴿舍數(shù)千米至數(shù)十千米的地方，逐批放飛，結(jié)果絕大部分縛銅塊的信鴿飛回到鴿舍，而縛著磁鐵的信鴿卻全部都飛散了，這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了人們的一個(gè)猜想鴿子高超的認(rèn)路本領(lǐng)是依賴于() 第29頁/共36頁第二十九頁，共37頁。 A鴿子的眼力和對(duì)地形地貌極強(qiáng)的記憶力來判別方向 B鴿子對(duì)地磁場(chǎng)的感應(yīng)來判別方向 C鴿子發(fā)射并接收( jishu)反射回來的超聲波來判別方向 D鴿子發(fā)射并接收( jishu)反射回來的次聲波來判別方向 答案：B 解析：信鴿翅膀下的磁鐵影響了信鴿對(duì)地磁場(chǎng)方向的判斷，影響了飛行方向.第30頁/共36頁第三十頁，共37頁。 “為了您和他人的安全，請(qǐng)您不要在飛機(jī)上

17、使用手機(jī)和手提電腦”，這句警示語乘飛機(jī)的人都知道，因?yàn)橛行┛针y事故就是由于(yuy)某位乘客在飛行的飛機(jī)上使用手機(jī)造成的，廣州白云機(jī)場(chǎng)某次飛機(jī)降落時(shí)，因?yàn)闄C(jī)上有四位乘客同時(shí)使用了手機(jī)，使飛機(jī)降落偏離了航線，險(xiǎn)些造成事故請(qǐng)問為什么在飛機(jī)上不能使用手機(jī)和手提電腦？第31頁/共36頁第三十一頁，共37頁。 解析：由于手機(jī)在使用時(shí)，要發(fā)射電磁波，對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生電磁干擾，而飛機(jī)上的導(dǎo)航線系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，抗干擾能力不是很強(qiáng)，所以如果飛機(jī)上的乘客使用了手機(jī)，其后果是十分可怕的 點(diǎn)評(píng)：注意觀察、體會(huì)(thu)我們身邊的物理現(xiàn)象，學(xué)以致用第32頁/共36頁第三十二頁，共37頁。 右圖是醫(yī)生用來取出病人吞下的金 屬物品的儀器當(dāng)儀器頂部接觸( jich)金 屬物品時(shí)，醫(yī)生將手控環(huán)內(nèi)推，再 拉出整條塑料管 (1)你能說出這種儀器的原理嗎？ (2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐 拉環(huán)或一個(gè)回形針，哪種物體可以 用這種儀器取出來？第33頁/共36頁第三十三頁，共37頁。 答案：(1)當(dāng)儀器頂部接觸金屬物品時(shí)，醫(yī)生將手控環(huán)內(nèi)推，其上活動(dòng)的永久磁鐵(yn ji c ti)使固鐵磁化，