§3.3 幾種常見的磁場(教案)

第三節(jié) 幾種常見的磁場 教學(xué)目標(biāo)知識與技能1、知道什么是磁感線。知道5種典型磁場的磁感線分布情況。2、會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。3、知道安培分子電流假說是如何提出的，會利用安培假說解釋有關(guān)的現(xiàn)象。4、理解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。5、知道磁通量定義，知道 =BS的適用條件，會用這一公式進(jìn)行計算。過程與方法1、通過模擬實驗體會磁感線的形狀，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。2、由電流和磁鐵都能產(chǎn)生磁場，提出安培分子電流假說，最后都?xì)w結(jié)為磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。3、通過引入磁通量概念，使學(xué)生體會描述磁場規(guī)律的另一重要方法。情感、態(tài)度與價值觀1、通過討論與交流，培養(yǎng)對物理探索的情感。教學(xué)重點會用安培定則判斷磁感線方向，理解安培分子電流假說。教學(xué)難點安培定則的靈活應(yīng)用即磁通量的計算。教學(xué)方法 類比法、實驗法、比較法教具條形磁鐵、直導(dǎo)線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學(xué)生電源教學(xué)過程（一）引入新課電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？那么什么是磁感線？又有哪些特點呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)磁感線的知識。（二）進(jìn)行新課1、磁感線磁感線是在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向。演示在磁場中放一塊玻璃板，在玻璃板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，細(xì)鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”，輕敲玻璃板使鐵屑能在磁場作用下轉(zhuǎn)動。現(xiàn)象鐵屑靜止時有規(guī)則地排列起來，顯示出磁感線的形狀。如圖3.3-1所示：用投影片出示條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布情況 如圖所示：（1）磁鐵周圍的磁感線磁鐵外部的磁感線是從磁鐵的北極出來，進(jìn)入磁鐵的南極。磁感線是閉合曲線：磁鐵外部從北極到南極，內(nèi)部是從南極到北極。用投影片出示通電直導(dǎo)線周圍的磁感線分布情況如圖3.3-2所示：（2）通電直導(dǎo)線周圍的磁感線直線電流磁場的磁感線是一些以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。問題：直線電流的方向跟電的磁感線方向之間的關(guān)系如何判斷呢？出示投影片直線電流的方向和電的磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。出示投影片環(huán)形電流的磁場。如圖3.3-3所示：（3）環(huán)形電流的磁感線環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(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)線中心軸線上磁感線的方向。（4）通電螺線管的磁場 如圖3.3-4所示：出示投影片外部的磁場：與條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當(dāng)于南極，一端相當(dāng)于北極。內(nèi)部的磁場：通電螺線管內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線。 如何判斷通電螺線管的極性？學(xué)生回憶得通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關(guān)系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。問題：磁感線和電場線有何區(qū)別？ 教師引導(dǎo)學(xué)生分析得（1）電場線是電場的形象描述，而磁感線是磁場的形象描述（2）電場線不是閉合曲線，而磁感線是閉合曲線（3）切線方向均表示方向（4）疏密程度均表示大小電流的磁場用途很廣泛，如電磁起重機、電話、電動機、發(fā)電機以及在自動控制中得到普遍應(yīng)用的電磁繼電器。2、安培分子電流假說磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場。通電螺線管和條形磁鐵的磁場分布十分相似，安培由此受到啟發(fā)，提出了著名的分子電流假說。分子電流假說的內(nèi)容：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極，這就是分子電流假說。投影片出示課本圖3.3-6以進(jìn)一步理解安培分子電流假說。用安培假說可以解釋磁現(xiàn)象 讓學(xué)生閱讀課文，回答以下問題。（1）一根鐵棒在未被磁化時為什么對外界不顯磁性？（2）什么是磁化？如何去理解磁化和磁極？（3）永磁體為什么具有磁性？為什么有時會失去磁性？（4）為什么無論把磁棒折成多小的一段，它總有兩個磁極？（5）分子電流是如何形成的？3、勻強磁場實物投影課本圖3.3-7、圖3.3-8定義：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。產(chǎn)生方法：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場，通電螺線管內(nèi)部的磁場（除邊緣部分外）都可認(rèn)為是勻強磁場。磁感線的特點：勻強磁場的磁感線是間距相等的平行直線。4、磁通量研究電磁現(xiàn)象時，有時需要研究穿過某一面積的磁場和它的變化，為此，物理學(xué)上引入了一個新的物理量磁通量。（1）定義：一個面積為S的平面垂直一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場放置，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。（2）公式：=BS（3）單位：韋伯（Wb） 1Wb=1T1m2=1Vs（4）物理意義：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數(shù)。 注意：當(dāng)平面跟磁場方向不垂直時，穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積即=BSsin，（為平面與磁場方向之間的夾角）（如圖所示）將磁通量的定義式=BS變形得：B=，B為垂直磁場方向單位面積上的磁通量，反映磁場的強弱。又叫磁通密度。單位Wb/m2課堂訓(xùn)練1、一細(xì)長的小磁針，放在一螺線管的軸線上，N極在管內(nèi)，S極在管外。若此小磁針可左右自由移動，則當(dāng)螺線管通以圖所示電流時，小磁針將怎樣移動？ 2、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是_A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負(fù)離子束 D.向左飛行的負(fù)離子束3、關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，下列說法中正確的是_A.磁與電緊密聯(lián)系，有磁必有電，有電必有磁B.不管是磁體的磁場還是電流的磁場都