第三章磁場教學(xué)案

1、第一節(jié)我們周圍的磁現(xiàn)象第二節(jié)認(rèn)識磁場【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 了解我國古代在磁方面的研究成果及對人類文明的影響.2 .知道地磁場和軟磁性材料、硬磁性材料（重點）3 知道磁場的基本特性是對放入其中的磁體或電流有力的作用.4 .掌握對安培定則和磁感線的應(yīng)用.（重點和難點）【課前預(yù)習(xí)】1. 請自主閱讀課本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)”施殛南極地理北極【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. 地磁場地球由于本身具有磁性而在其周圍形成的磁場叫地磁場能夠使指南針在時沿地球的南

2、北方向取向，地球磁體的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)識磁場1. 磁場初探磁體或運動電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)叫磁場，磁場不是由分子、原子組成的，我們看不見摸不著它，但可以通過很多磁現(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)過反復(fù)研究發(fā)現(xiàn),磁場對可以產(chǎn)生作用力.磁場的基本特性是：磁場對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，都是通過磁場發(fā)生力的相互作用.磁場的方向：磁場是有方向的，物理學(xué)規(guī)定，在磁場中的任一點，小磁針受力的方向，亦即小

3、磁針靜止時所指的方向，就是該點的磁場方向.2. 用磁感線描述磁場磁感線就是在磁場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，磁感線從極指向也不中斷，在這些曲線上，每一點切線方向都與該點的度反映了磁場的強弱，磁場越強的地方，熟記幾種常用的磁場磁感線的分布條形磁鐵的磁場：磁感線越（如圖）極。磁感線閉合但不相交、不相切一致。磁感線的疏密程，磁場越弱的地方，磁感線越馬蹄形磁鐵的磁場:vWtZITT'直線電流的磁場：其方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系可以用來判定: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.立體圖橫截面圖縱截面圖環(huán)形電流的

4、磁場：其方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系，也可以用來判定，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.IXN截面圖通電螺線管的磁場：其電流方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系，仍可用判定：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咸拇指指向螺線管的N極.左視圖左視圖xN-$<©®0>黴血圖磁感線方向表述的符號：箭頭，表示在紙面內(nèi)的方向，如向上;叉“x”，表示垂直紙面向里；圓點“”，表示垂直紙面向外。3. 磁感線與電場線的比較磁感線電場線相似占八、意義形象地描述磁場方

5、向和相對強弱而假想的線形象地描述電場方向和相對強弱而假想的線方向線上各點的切線方向即該點的磁場方向，是磁針N極受力方向，也是小磁針靜止時N極的指向線上各點的切線方向即該點的電場方向，是正電何受電場力的方向疏密表示磁場強弱表示電場強弱特點在空間不相交、不中斷除電荷處外，在空間不相交、不中斷不同點是閉合曲線靜電場始于正電荷或無窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電何或無窮遠(yuǎn)處，不閉合的曲線4 磁現(xiàn)象的微觀解釋一一安培分子電流假說任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個物質(zhì)分子都成為一個微小的.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：受外磁場的作用，鐵棒的分子電流的取向趨于，對外磁性

6、。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，變得雜亂無章，對外磁性?！咎蒙暇毩?xí)】1.課本P79第1-4題；【課后作業(yè)】完成“課時作業(yè)P100-P102”【閱讀材料】地磁的起源目前，關(guān)于地磁場起源的假說歸納起來可分為兩大類，第一類假說是以現(xiàn)有的物理學(xué)理論為依據(jù)；第二類假說則獨辟蹊徑，認(rèn)為對于地球這樣一個宇宙物體，存在著不同于現(xiàn)有已知理論的特殊規(guī)律。屬于第一類假說的有旋轉(zhuǎn)電荷假說。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。這一假說能夠很自然地通過電與磁的關(guān)系解釋地磁場的成因。但是，這個假說卻有一個致命缺點，首先它不能

7、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)生的磁場是很微弱的，根據(jù)計算，如果要想得到地磁場這樣的磁場強度，地球的電荷儲量需要擴(kuò)大1億倍才行，理論計算和實際情況出入很大。以地核為前提條件的地磁場假說也屬于第一類假說，弗蘭克在這類假說中提出了發(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)在磁場中做渦旋運動時，通過感應(yīng)的方式而發(fā)生的。同時，電流自身形式的場就是連續(xù)不斷的再生磁場，好像發(fā)電機(jī)中的情形一樣。弗蘭克所建立的模型說明了怎樣實現(xiàn)地磁場的再生過程，解釋了地磁場有一定的數(shù)值。但是在應(yīng)用這種模型的時候，卻很難解釋地核中的這種電路是怎樣通過圓形回路而閉合的。此外，這

8、個模型也沒有考慮到電流對渦旋運動的反作用，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。屬于第一類假說的還有漂移電流假說、熱力效應(yīng)假說和霍爾效應(yīng)假說等，但這些假說都不能全面地解釋地磁場的奇異特性。關(guān)于地磁場起源還有第二類假說，這其中最具代表性的就是重物旋轉(zhuǎn)假說。1947年，布萊克特提出任意一個旋轉(zhuǎn)體都具有磁矩，它與旋轉(zhuǎn)體內(nèi)是否存在電荷無關(guān)。這一假說認(rèn)為，地球和其他天體的磁場都是在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的，也就是說星體自然生磁，就好像電荷轉(zhuǎn)動能產(chǎn)生磁場一樣。但是，這一假說在試驗和天文觀測兩方面都遇到了困難。在現(xiàn)有的實驗條件下，還沒有觀察到旋轉(zhuǎn)物體產(chǎn)生的磁效應(yīng)。而對天體的觀測結(jié)果表明，每個星球的磁場分布

9、狀況都很復(fù)雜，尚不能證明星球的旋轉(zhuǎn)與磁場之間存在著必然的依存關(guān)系。因此上說，關(guān)于地磁場的起源問題，學(xué)術(shù)界仍處在探索與爭鳴之中，尚沒有一個具有相當(dāng)說服力的理論，對地磁場的成因作出解釋。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方向和電流方向都垂直.（重點）2會計算勻強磁場中安培力的大小.（重點）3.理解磁感應(yīng)強度的物理意義和定義式.（重點和難點）【課前預(yù)習(xí)】1請自主閱讀課本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對電流的作用力稱為。1. 安培力的方向通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間

10、的關(guān)系,可以用左手定則來判斷:伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場中讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向,那么，所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向.【堂上練習(xí)】ABCDGH2. 兩條平行直導(dǎo)線通過相同方向的電流時，相互（填“排斥”或“吸引”）;通過相反方向的電流時，相互（填“排斥”或“吸引”）。分析:2.安培力的大小磁感應(yīng)強度一一描述磁場強弱和方向的物理量 定義：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向時,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)強度. 定義式：B=. 單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是，簡稱,符號是T,1T=1N/（Am）. 磁感

11、應(yīng)強度是矢量，其方向為該處的. 可形象地表示磁感應(yīng)強度的大小和方向；磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的;磁感線上每一點的與該點磁感應(yīng)強度的方向一致. 勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強度的和處處相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場.【堂上練習(xí)】3. （單選）關(guān)于磁感應(yīng)強度，下列說法正確的是（）A.一小段通電導(dǎo)體放在磁場A處，受到的磁場力比B處的大，說明A處的磁感應(yīng)強度比B處的磁感應(yīng)強度大B.由B=FL可知，某處的磁感應(yīng)強度大小與放入該處的通電導(dǎo)線所受磁場力F成正比，與導(dǎo)線的IL成反比C.一小段通電導(dǎo)體在磁場中某處不受磁場力作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零D.小磁針N極所受磁場力的方向就是該處磁感

12、應(yīng)強度的方向安培力的大小 實驗表明：把一段通電直導(dǎo)線放在磁場里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向時，導(dǎo)線所受到的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向時，導(dǎo)線所受到的安培力等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，所受到的安培力介于和之間. 由磁感應(yīng)強度定義式可知，在勻強磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受的安培力F=BIL.上式適用條件是：。思考：公式F=BIL中，L是導(dǎo)線的實際長度嗎？【堂上練習(xí)】4. 將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為1T.試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向.XXDX1XVX甲XA.F甲=F乙=F丙B.F

13、甲F乙F丙CF甲vF乙vF丙D.無法比較XXXBX/xXXX5 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，正確說法是【課后作業(yè)】1 .課本P84第1、2、4題2 .完成“課時作業(yè)P102-P103”【學(xué)習(xí)目標(biāo)】第三節(jié)安培力(二)1. 比較磁感應(yīng)強度B與電場E,加深對磁感應(yīng)強度B的理解2. 了解磁通量的概念，理解磁通量的變化，會求磁通量的變化量【課前復(fù)習(xí)】1. 磁感應(yīng)強度B與電場強度E的比較概念比較內(nèi)容磁感應(yīng)強度B電場強度E物理意義描述磁場的性質(zhì)描述電場的性質(zhì)疋義式共同點都是用比值的形式下定義特點B=F/(IL)，通電導(dǎo)線與3垂直，B與F、I、L無關(guān)E=F/qE與F、q無關(guān)方向共同點矢量

14、，都遵從矢量合成法則不同點小磁針N極的受力方向，表示磁場方向放入該點正電荷的受力方向，表示電場方向2.由磁感應(yīng)強度定義式B=,由些可知通電直導(dǎo)線所受的安培力F=。上式適用條件是：;?！菊n堂教學(xué)】、磁通量1. 在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向的平面S,B和S的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量.2. 公式：=BS3. 上式的適用條件為：。4. 單位：磁通量的單位是，簡稱_，符號是Wb.1Wb=.5 .從二BS可得B=乎，因此磁感應(yīng)強度B，又叫做.S6 .磁通量的正負(fù)及變化【堂上練習(xí)】1.如圖所示，一個單匝線圈abed水平放置，面積為S,當(dāng)有一半面積處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為

15、B，求：穿過線圈的磁通量當(dāng)線圈以O(shè)!O2邊為軸轉(zhuǎn)過30°寸，穿過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60°寸，穿過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90°寸，穿過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180°時，穿過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L,通入電流I，放在傾角為0的淪肌光滑斜面上。勻強磁場方向如圖，要使通電直導(dǎo)線靜止在斜面上，求：磁感應(yīng)強度B的大小。第四節(jié)安培力的應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解直流電動機(jī)的工作原理.2. 理解磁電式電表的工作原理.3會分析解決通電直導(dǎo)線在安培

16、力作用下的平衡問題【課前預(yù)習(xí)】1.請自主閱讀課本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，矩形線圈在磁場力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，帶動機(jī)械運行。2.原理分析:乙.無電滝不亞力即”鰲力便線岡轉(zhuǎn)動丙受力使線圈轉(zhuǎn)勸丁.無th嶽不壷力（1）當(dāng)線圈由位置丁經(jīng)位置甲運動到位置乙時，圖中線圈左邊受力方向向，右邊受力方向向，使線圈時針轉(zhuǎn)動（從OQ方向看）；當(dāng)線圈在位置乙時不受力，由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動；（2）當(dāng)線圈由位置乙經(jīng)位置丙運動到位置丁時，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)時針轉(zhuǎn)動（從OQ方向看

17、）；當(dāng)線圈在位置丁時不受力，由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動；然后，線圈重復(fù)以上過程轉(zhuǎn)動下去.3.直流電動機(jī)的優(yōu)點：通過改變輸入電壓很容易調(diào)節(jié)它的轉(zhuǎn)速，而交流電動機(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，在勻強磁場中,有三個通電線圈如圖中所示位置,A.三個線圈都可以繞00'軸轉(zhuǎn)動B.只有乙中的線圈可以繞00'軸轉(zhuǎn)動C.只有甲、乙中的線圈可以繞00'軸轉(zhuǎn)動D.只有乙、丙中的線圈可以繞00'軸轉(zhuǎn)動乙則（）丙二、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中受力的示意圖當(dāng)電流通過線圈時，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

18、是架在軸上的線圈就要轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)軸收緊螺旋彈簧使其變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動電流越大，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電流的大小.線圈中的電流方向改變時，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，可以知道被測電流的方向.【課堂練習(xí)】2如圖所示，一個矩形線圈abed可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在把它放到勻強磁場B中,當(dāng)線圈中通以如圖所示的電流時，請回答以下問題：（1）在如圖所示的位置時，ab、cd、ad和be四個邊受安培力的情況如何？線圈將如何運動？從如圖位置逆時針轉(zhuǎn)過90°時（俯視），ab、cd兩邊受安培力的大小有何變化？從如圖位置逆時針轉(zhuǎn)過18