高中物理第三章磁場第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場省公開課一等獎新課獲獎?wù)n件

第三章磁場1/41(教師參考)一、課程標(biāo)準(zhǔn)1.內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)(1)列舉磁現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用.了解我國古代在磁現(xiàn)象方面研究結(jié)果及其對人類文明影響.關(guān)注與磁相關(guān)當(dāng)代技術(shù)發(fā)展.(2)了解磁場,知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量,會用磁感線描述磁場.會判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場方向.(3)經(jīng)過試驗,認(rèn)識安培力.會判斷安培力方向.會計算勻強(qiáng)磁場中安培力大小.(4)經(jīng)過試驗,認(rèn)識洛倫茲力.會判斷洛倫茲力方向,會計算洛倫茲力大小.了解電子束磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用.2.活動提議(1)用電磁繼電器安裝一個自動控制電路.(2)觀察電視顯像管偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu),討論控制電子束偏轉(zhuǎn)原理.2/41二、高考內(nèi)容及要求1.磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線.(Ⅰ)2.通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場方向.(Ⅰ)3.安培力、安培力方向.(Ⅰ)4.勻強(qiáng)磁場中安培力.(Ⅱ)5.洛倫茲力、洛倫茲力方向.(Ⅰ)6.洛倫茲力公式.(Ⅱ)7.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運動.(Ⅱ)8.質(zhì)譜儀和盤旋加速器.(Ⅰ)說明:(1)安培力計算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直情況.(2)洛倫茲力計算只限于速度和磁場方向垂直情況.3/41三、教學(xué)提議本章內(nèi)容關(guān)鍵是:磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁感線及磁通量、安培力和洛倫茲力.教學(xué)中要注意講解和引導(dǎo)學(xué)生了解、掌握.1.在教學(xué)中要有意識地、恰當(dāng)?shù)乩妙惐扔鞣?如磁場與電場類比;磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度類比;磁感線與電場線類比;安培力與電場力類比等.2.本章關(guān)鍵概念是磁感應(yīng)強(qiáng)度,此概念抽象,難了解.教學(xué)中要按照教材內(nèi)容編排次序,先引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識、明確“磁場有強(qiáng)弱和方向”;再經(jīng)過試驗感受“磁場對通電導(dǎo)線作用力”與“磁場強(qiáng)弱和方向”相關(guān);最終類比于電場強(qiáng)度E定義,“磁感應(yīng)強(qiáng)度B”定義自然得出,教學(xué)中要時刻注意概念滲透,難點得以突破.3.注意教學(xué)中物理規(guī)律與新科技結(jié)合,讓學(xué)生體驗科學(xué)魅力.4/41第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場5/41課堂探究自主學(xué)習(xí)達(dá)標(biāo)測評6/41自主學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)·感悟新知目標(biāo)導(dǎo)航(教師參考)重點:掌握各種磁感線分布規(guī)律難點:用安培定則判斷電流周圍磁感線方向7/41教材梳理一、磁現(xiàn)象1.我國古代對磁現(xiàn)象認(rèn)識及應(yīng)用在

時期已發(fā)覺天然磁石含有吸引鐵現(xiàn)象和指示

方向特征.北宋時期我們祖先創(chuàng)造了

,并很快用于

,其后100多年傳入歐洲.《史記》和《本草綱目》中記載了

能治療疾病.2.電與磁相互聯(lián)絡(luò)現(xiàn)象及第二次產(chǎn)業(yè)革命奧斯特發(fā)覺

翻開了研究電與磁相互關(guān)系新篇章,法拉第發(fā)覺

打開了電氣化技術(shù)時代大門.春秋戰(zhàn)國南北指南針磁石電流磁效應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象航海8/413.信息技術(shù)及生物體中磁現(xiàn)象一些磁性物質(zhì)能夠把

對它作用統(tǒng)計下來,長久保留并在一定條件下復(fù)現(xiàn),人們利用這種原理制成了各種信息

或設(shè)備.人們還發(fā)覺生物體中也含有磁現(xiàn)象.磁場磁存放部件想一想我國古代四大創(chuàng)造中“司南”是依據(jù)什么原理制成?答案:依據(jù)磁體含有指示南北方向特征及地磁場分布.二、磁場1.磁場:磁體和

周圍有磁場,一切

都是經(jīng)過磁場來實現(xiàn).2.磁感線:磁感線是一些假想有

曲線,能夠形象地描述磁場方向和

.曲線上每一點

為該點磁場方向,曲線

表示磁場強(qiáng)弱,曲線

地方磁場弱,曲線

地方磁場強(qiáng).電流磁相互作用方向切線方向疏密疏密強(qiáng)弱9/413.磁場方向:在磁場中某一點小磁針

方向,即小磁針靜止時N極所指方向就是該點磁場方向.4.幾個常見磁場(1)磁體周圍磁場(2)電流周圍磁場①通電直導(dǎo)線(或直線電流)周圍磁場用右手握住導(dǎo)線,讓伸直拇指所指方向跟電流方向

,彎曲四指所指方向就是

圍繞方向.N極所受磁力一致磁感線10/41②環(huán)形電流或螺線管周圍磁場讓右手彎曲四指與環(huán)形電流方向

,伸直拇指所指方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上

方向或通電螺線管N極.(3)地磁場①地球是個大磁體,其內(nèi)部和外部都存在磁場,如圖所表示.

②地磁場特點在赤道附近,地磁場沿

方向,在地磁南極和北極,地磁場沿

方向,在其它地方,地磁場與水平面成一定角度.一致磁感線水平豎直11/41答案:不是.磁鐵周圍被磁化鐵屑描述了磁鐵周圍磁場分布規(guī)律,使看不見、摸不著磁場變得詳細(xì)形象.實際上,不論磁體周圍是否有鐵屑存在,磁體周圍磁場都總是存在.而磁感線只是為了研究磁場引進(jìn)假想線,并不是真實存在,是科學(xué)家們用虛擬圖線,來描述抽象概念一個主要科學(xué)研究方法.想一想教材P82圖3-1-8中,將磁鐵放在有機(jī)玻璃板下,把鐵屑撒在有機(jī)玻璃板上,輕輕敲打玻璃板,會發(fā)覺鐵屑排列成一些有規(guī)律曲線,磁鐵位置變動,鐵屑排列也變動.這些由鐵屑排列成線就是磁感線嗎?12/411.磁場是一個客觀存在物質(zhì).(

)2.通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間作用是經(jīng)過電場發(fā)生.(

)3.通電螺線管內(nèi)部磁感線方向是從N極指向S極.(

)4.磁場中小磁針N極受力方向就是磁場方向.(

)思索判斷答案:1.√

2.×

3.×

4.√13/41關(guān)鍵點一對磁場了解

課堂探究關(guān)鍵導(dǎo)學(xué)·關(guān)鍵點探究【問題導(dǎo)學(xué)】奧斯特發(fā)覺了通電導(dǎo)線周圍存在著磁場,你知道這一發(fā)覺有怎樣重大意義嗎?答案:奧斯特發(fā)覺使人們認(rèn)識到電和磁之間應(yīng)該存在著某種聯(lián)絡(luò),開啟了研究電與磁聯(lián)絡(luò)大門,經(jīng)過不懈努力,科學(xué)家探索出了磁能生電規(guī)律,從此使人類進(jìn)入到電氣化時代,造成了人類歷史上第二次產(chǎn)業(yè)革命,大大促進(jìn)了生產(chǎn)力以及整個社會發(fā)展.14/41【關(guān)鍵點歸納】1.對磁場認(rèn)識(1)定義:磁體或電流周圍存在一個特殊物質(zhì),能夠傳遞磁體和磁體之間,磁體和電流之間,電流和電流之間相互作用,這種特殊物質(zhì)叫做磁場.(2)基本性質(zhì):對放入其中磁極或電流產(chǎn)生力作用.(3)客觀性:磁場即使不是由分子、原子組成,不過它和常見其它物體一樣,是一個客觀存在物質(zhì).15/41電場磁場不同點產(chǎn)生電荷周圍磁體、電流、運動電荷周圍基本性質(zhì)對放入其中電荷有電場力作用對放入其中磁極、電流有磁場力作用相同點磁場和電場都是不依賴于人意志而客觀存在特殊物質(zhì)(4)電場與磁場對比分析.16/412.地磁場(1)地磁南極在地理北極附近,地磁北極在地理南極附近.地磁場方向與正南正北方向間有一夾角,叫磁偏角.(2)地理南極正上方磁場方向豎直向上,地理北極正上方磁場方向豎直向下.(3)在赤道正上方,地磁場方向水平向北.(4)在南半球,地磁場方向指向北偏上方向;在北半球,地磁場方向指向北偏下方向.17/41【例1】

(·太原高二檢測)以下說法正確是(

)A.磁極與磁極間相互作用是經(jīng)過磁場產(chǎn)生B.電流與電流間相互作用是經(jīng)過電場產(chǎn)生C.磁極與電流間相互作用是經(jīng)過電場與磁場而共同產(chǎn)生D.磁場和電場是同一個物質(zhì)?關(guān)鍵點撥?電荷與電荷間相互作用是經(jīng)過電場產(chǎn)生,磁極與磁極間、電流與電流間、磁極與電流間相互作用都是經(jīng)過磁場產(chǎn)生.

A解析:電流能產(chǎn)生磁場,在電流周圍就有磁場存在,不論是磁極與磁極間,還是電流與電流間、磁極與電流間,都有相互作用磁場力.磁場是磁現(xiàn)象中一個特殊物質(zhì),它基本特點是對放入其中磁極、電流有磁場力作用;而電場是電荷周圍存在一個特殊物質(zhì),其最基本性質(zhì)是對放入電場中電荷有電場力作用,所以,磁場和電場是兩種不一樣物質(zhì),各自含有其本身特點.所以只有A正確.

18/41(教師備用)例1-1:(多項選擇)關(guān)于宇宙中天體磁場,以下說法正確是(

)A.宇宙中許多天體都有與地球相同磁場B.宇宙中全部天體都有與地球相同磁場C.指南針在任何天體上都能像在地球上一樣正常工作D.指南針只有在磁場類似于地球天體上才能正常工作AD解析:地球含有全球性磁場,宇宙中許多天體都有與地球相同磁場,但有天體(如火星)不含有全球性磁場,指南針不能在這么天體上正常工作.19/41針對訓(xùn)練1-1:(多項選擇)以下說法正確是(

)A.地球是一個巨大磁體,其N極在地球南極附近,S極在地球北極附近B.地球表面磁場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.地球周圍存在著磁場,但地磁兩極與地理兩極并不重合,其間有一個夾角,這就是磁偏角,磁偏角數(shù)值在地球上不一樣地點是相同D.在地球表面各點磁場強(qiáng)弱相同

AB解析:地球周圍磁場分布類似于條形磁鐵周圍磁場分布,所以在地球表面赤道上磁場最弱,選項D錯誤;在地球上不一樣位置,磁偏角數(shù)值是不一樣,所以選項C錯誤.20/41關(guān)鍵點二對磁感線了解

【問題導(dǎo)學(xué)】磁感線上某一點切線方向、該點磁場方向、放在該點小磁針靜止時N極指向,這三個方向有什么關(guān)系?答案:磁場對小磁針N極作用力方向叫做磁場方向.因為磁感線上任何一點方向都跟放在該點小磁針靜止時N極所指方向一致,所以磁感線上某點切線方向、磁場方向和小磁針靜止時N極所指方向,三者是一致.21/41【關(guān)鍵點歸納】1.磁感線特點(1)每一點切線方向就是該點磁場方向.(2)疏密表示磁場強(qiáng)弱,磁感線密地方磁場強(qiáng),反之磁場弱.(3)任何兩磁感線不相交、不相切、不中止.(4)任何一條磁感線均為閉合曲線,在磁體外部由NS,在磁體內(nèi)部由SN.22/412.磁感線和電場線比較電場線磁感線區(qū)分之處起始于正電荷或無窮遠(yuǎn),終止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷,是不閉合曲線磁體外部是從N極到S極,磁體內(nèi)部是從S極回到N極,是閉合曲線相同之處(1)都是為了形象地描述場而人為引入,實際中并不存在(2)疏密都表示場強(qiáng)弱(3)任意兩條電場線或磁感線都不相交、不中止(4)曲線上任意一點切線方向都表示該點場方向23/413.常見永磁體磁感線

條形磁體蹄形磁體同名磁極間異名磁極間分布圖特點(1)關(guān)于條形磁體對稱;(2)內(nèi)部磁感線從S極指向N極,且較密;(3)兩極附近較密(1)外部磁感線由N極指向S極;(2)磁極附近磁感線較密(1)關(guān)于兩磁極連線及連線中垂線對稱;(2)兩磁極連線中點最弱(1)關(guān)于兩磁極連線對稱;(2)兩磁極連線上中點最弱24/41【例2】關(guān)于磁感線描述,以下說法中正確是(

)A.磁感線能夠形象地描述各點磁場強(qiáng)弱和方向,它每一點切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指方向一致B.磁感線能夠用細(xì)鐵屑來顯示,因而是真實存在C.兩條磁感線空隙處一定不存在磁場D.兩個磁場疊加區(qū)域,磁感線就可能相交?關(guān)鍵點撥?磁感線是用來形象地描述磁場強(qiáng)弱和方向閉合曲線,是一個理想化模型,并不真實存在,了解磁感線定義和特點是解題關(guān)鍵.

解析:磁感線上每一點切線方向表示磁場方向,即小磁針靜止時北極所指方向,選項A正確;磁感線是為了形象地描述磁場而假想一簇有方向閉合曲線,實際上并不存在,細(xì)鐵屑能夠顯示出其形狀,但那并不是磁感線,選項B錯誤;磁感線疏密反應(yīng)磁場強(qiáng)弱,磁感線是假想、人為畫出曲線,兩條磁感線空隙處也存在磁場,選項C錯誤;在磁鐵外部磁感線從N極到S極,在內(nèi)部從S極到N極,磁感線不相交,選項D錯誤.

A25/41誤區(qū)警示磁感線了解誤區(qū)(1)在沒畫磁感線地方,并不表示沒有磁場存在.(2)若多個磁體或電流磁場在空間某區(qū)域疊加,磁感線描述是疊加后磁場磁感線分布情況,不能認(rèn)為該區(qū)域有多條磁感線相交.

26/41(教師備用)例2-1:關(guān)于磁感線說法,正確是(

)A.磁感線總是從磁體N極出發(fā)指向S極B.磁感線能夠表示磁場強(qiáng)弱和方向C.細(xì)鐵粉撒在磁鐵附近,我們看到就是磁感線,所以磁感線是真實存在D.沿磁感線方向磁場減弱B解析:磁感線是閉合曲線,在磁體外部是從N極到S極,內(nèi)部是由S極到N極,故選項A錯誤;用磁感線能夠形象描述磁場強(qiáng)弱和方向,即疏密表示強(qiáng)弱,各點切線方向表示該點磁場方向,故選項B正確;磁感線是為研究問題方便而假想曲線,實際不存在,故選項C錯誤;磁感線疏密表示磁場強(qiáng)弱,磁場強(qiáng)弱與磁感線方向無關(guān),選項D錯誤.

27/41針對訓(xùn)練2-1:(·西安高二檢測)關(guān)于磁感線與電場線描述,正確是(

)A.電場線起止于電荷,磁感線起止于磁極B.靜電場電場線一定不閉合,磁感線一定是閉合C.磁感線是自由小磁針在磁場力作用下運動軌跡D.電場線和磁感線實際上均存在解析:在靜電場中電場線是不閉合,但磁感線都是閉合,選項A錯誤,B正確;在磁場中小磁針能夠轉(zhuǎn)動,磁感線不是小磁針運動軌跡,選項C錯誤;電場線和磁感線都是人為假想線,只是為了形象地描述電場和磁場,選項D錯誤.

B28/41關(guān)鍵點三電流磁場方向判定及磁感線分布規(guī)律

【問題導(dǎo)學(xué)】用安培定則判斷環(huán)形電流磁場方向時,大拇指指向是什么方向?答案:大拇指指向環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線方向.29/41【關(guān)鍵點歸納】安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流判定:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直拇指所指方向與電流方向一致,則彎曲四指方向就是磁感線圍繞方向規(guī)律:以導(dǎo)線上任意一點為圓心多組同心圓,越向外磁感線分布越稀疏,磁場越弱30/41環(huán)形電流判定:右手彎曲四指與環(huán)形電流方向一致,伸直拇指所指方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線方向規(guī)律:兩側(cè)是N極和S極,離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場越弱通電螺線管判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指方向與電流方向一致,拇指所指方向就是螺線管中心軸線上磁感線方向,也就是說,拇指指向通電螺線管N極規(guī)律:內(nèi)部磁感線分布均勻且比外部密,方向由S極指向N極;外部類似條形磁鐵磁感線分布,方向由N極指向S極31/41【例3】(多項選擇)如圖所表示,彈簧測力計下端掛一條形磁棒,其中條形磁棒N極一部分位于未通電螺線管內(nèi),則以下說法正確是(

)A.若將a接電源正極,b接電源負(fù)極,則彈簧測力計示數(shù)將減小B.若將a接電源正極,b接電源負(fù)極,則彈簧測力計示數(shù)將增大C.若將b接電源正極,a接電源負(fù)極,則彈簧測力計示數(shù)將增大D.若將b接電源正極,a接電源負(fù)極,則彈簧測力計示數(shù)將減小AC解析:當(dāng)a接電源正極,b接負(fù)極時,依據(jù)線圈繞向,由安培定則可知通電螺線管磁感線情況如圖所表示.磁棒N極受到磁場力方向向上,磁棒S極受力方向向下.因為磁棒S極所在處磁感線較稀,故N極受力大于S極受力,磁棒所受磁場力協(xié)力方向向上,彈簧測力計示數(shù)減小.同理,當(dāng)b接電源正極,a接負(fù)極時,彈簧測力計示數(shù)增大.選項B,D錯誤,A,C正確.

32/41誤區(qū)警示

當(dāng)a接電源正極,b接負(fù)極時,由安培定則可知通電螺線管內(nèi)部磁感線自下而上,其上端相當(dāng)于一個條形磁鐵N極,因同名磁極相斥,異名磁極相吸,本題磁棒N極已靠近b端,所以錯認(rèn)為二者是吸引力,從而選錯.在螺線管內(nèi)部磁棒其作用力不能再依據(jù)同名磁極相斥、異名磁極相吸判斷,而應(yīng)該依據(jù)N極受力與磁場方向相同,S極受力與磁場方向相反來判斷.

33/41(教師備用)例3-1:如圖所表示,E,F分別表示蓄電池兩極,P,Q分別表示螺線管兩端.當(dāng)閉合開關(guān)時,發(fā)覺小磁針N極偏向螺線管Q端.以下判斷正確是(

)A.E為蓄電池正極B.流過電阻R電流方向向上C.螺線管P端為S極D.管內(nèi)磁場方向由P指向QB解析:N極偏向Q端,說明Q端為S極,P端為N極,由安培定則可知流過電阻R電流方向向上,F為蓄電池正極,而螺線管內(nèi)部磁場方向由S極到N極,即由Q指向P,選項B正確,A,C,D錯誤.34/41針對訓(xùn)練3-1:以下各圖中,已標(biāo)出電流I、磁感線方向,其中符合安培定則是(

)解析:物理中慣用“×”表示垂直紙面向里“電流方向”或“磁感線方向”.慣用“·”表示垂直紙面向外“電流方向”或“磁感線方向”.確定電流方向或磁場方向時,可依據(jù)安培定則判斷,選項C正確,A,B,D錯誤.C35/41達(dá)標(biāo)測評隨堂演練·檢測效果1.關(guān)于磁場和磁感線描述,正確說法是(

)A.磁感線從磁體N極出發(fā),終止于S極B.磁感線能夠表示磁場方向和強(qiáng)弱C.沿磁感線方向,磁場逐步減弱D.因為異名磁極相互吸引,所以放入通電螺線管內(nèi)小磁針N極一定指向螺線管S極B解析:在磁體外部,磁感線從磁體N極出發(fā)指向S極,在磁體內(nèi)部,磁感線從磁體S極出發(fā)指向N極,故選項A錯誤;磁感線較密地方,磁場較強(qiáng),反之較弱