新課標(biāo)人教版3-1選修三3.1《磁現(xiàn)象和磁場》WORD教案2

1、、磁現(xiàn)象和磁場【要點導(dǎo)學(xué)】1、本節(jié)學(xué)習(xí)有關(guān)磁場的基本知識，通過回顧磁學(xué)的發(fā)展歷史和初中學(xué)過的磁學(xué)知識，應(yīng)該掌握磁場的基本概念、磁感線及其物理意義、知道磁鐵、電流和 地球磁場的磁感線分布情況，并會用安培定則判定磁場方向.2、基本磁學(xué)概念： 磁性：的性質(zhì)。 磁極：。 磁場：磁體周圍空間存在 ，它的基本性質(zhì)是對放在其中的磁體或電流有的作用，一切磁相互作用都是一種非直接接觸的相互作用，必須通過 實現(xiàn)。3、描述磁場分布的常用工具磁感線描述電場用電場線，描述流體用流線，描述磁場用磁感線。磁感線是指在磁 場中引入的一系列曲線，其上每一點的 方向表示該點的磁場方向，也是小磁針靜止時 的指向.磁感線在磁鐵外部由

2、 到 ，在磁鐵內(nèi)部由 極到 ，構(gòu)成一閉合的曲線。磁感線越密處磁場越 ，磁感線越疏 處磁場越 .4、 確定電流產(chǎn)生磁場的方向 安培定則安培定則又稱為右手螺旋定則，是確定電流磁場的基本法則，不僅適用于通 電直導(dǎo)線，同時也適用于通電圓環(huán)和通電螺線管. 對于通電直導(dǎo)線的磁場，使用 時大拇指指向表示 向，彎曲的四指方向表示 的方向；對于通電圓環(huán)或通電螺線管，彎曲的四指方向表示 向，大拇指的指向表示螺線管內(nèi)部的向5、幾種常見的磁場的磁感線分布圖 直線電流的磁場如圖3-1-1所示為直線電流的磁感線分布圖， 右手握住直導(dǎo)線，伸直的大拇指方向與一致，彎曲的四指方向就是通電直導(dǎo)線在周圍空間產(chǎn)生的 的方向.通電直導(dǎo)

3、線在周圍產(chǎn)生的磁場是不均勻分布的，垂直于直導(dǎo)線方向，離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場 ; 反之越強(qiáng).XX圖 3-1-1 環(huán)形電流的磁場如圖3-1-2所示，右手彎曲的四指方向與 方向一致，伸直的大拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向，大拇指指向磁 的位置.螺線管是由多個環(huán)形串聯(lián)而成，所以通電螺線管與環(huán)形電流的磁場的確定的 方法是相同的.圖 3-1-2 運(yùn)動電荷的磁場電流是由電荷的定向移動形成的，電流的磁場實質(zhì)是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的. 氫原 子核外的電子由于受到庫侖力的作用， 繞氫原子核做勻速圓周運(yùn)動，產(chǎn)生的電流 相當(dāng)于一個環(huán)形電流，由于在一個周期內(nèi)電子通過環(huán)上任意一個截面一次，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義，電流強(qiáng)度大

4、小為I=e/T 圓周運(yùn)動周期滿足ke2/r2=m(2n /T)2r， 判斷該環(huán)形電流的磁場方向時，必須注意，彎曲的四指必須與負(fù)電荷運(yùn)動的方向 相反，即指向正電荷運(yùn)動的方向。 地球磁場地磁場的磁感線的分布與條形磁鐵、通電螺線管的磁場相似.如圖 3-1-3所 示，與地理南極對應(yīng)的是地磁北極， 與地理北極對應(yīng)的是地磁南極 (不計磁偏角 時)。圏 3-1-2 一對條形磁鐵組成的磁場分布（如圖 3-1-4）勻強(qiáng)磁場t如果I某個區(qū)的磁場3-1-5的磁場可以近似看作勻強(qiáng)磁場處理，如圖示:圖 3-1-6日 疋叫做勻強(qiáng)磁場種理想化的里磁感應(yīng)強(qiáng) 日強(qiáng)磁場，大的異行且6關(guān)于磁偏角指南針并不指向地球的正南和正北公元1

5、1世紀(jì)，我國科學(xué)家通過長期的觀 察發(fā)現(xiàn)，指南針的指向并不是地球的正南和正北，而是略微偏離一點.也就是說地的兩極和地磁的兩極并不重合，這個偏差，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中可以用磁偏角來 描述.如圖3-1-6所示，地理南北極與地磁南北極并不重合，地磁的北極（N極）在 南半球南緯70010/和東經(jīng)150045/的地方，地磁的南極（S極）在北半球北緯70050/ 和西經(jīng)960的地方.通過磁針靜止位置所作的豎直平面叫做地磁子午面， 地磁子午面和地理子午 面做夾的角度叫做磁偏角.實際測量的結(jié)果指出，地球各處的磁偏角不同.【范例精析】例1、做奧斯特實驗時，把小磁針放在水平的通電直導(dǎo)線的下方，通電后發(fā) 現(xiàn)小磁針不動，用

6、手撥動一下小磁針，小磁針轉(zhuǎn)動 180后靜止不動，由此可知通 電直導(dǎo)線放置情況是（）A.東西向 B.南北向C .正西南D.正西北解析：由于地球磁場的作用，小磁針靜止時 N極指向地球的北極，如果通電 導(dǎo)線是南北方向放置的，則不論電流方向指向南還是指向北，小磁針靜止時將偏 離南北方向而指向東西方向，即磁針轉(zhuǎn)動的角度接近 90。如果通電導(dǎo)線是東西 方向放置，通以由東向西的電流，則小磁針北極靜止時仍然指向地理的北極； 如 果通以由西向東的電流，則小磁針靜止時北極指向地理的南極。所以本題中的通電導(dǎo)線應(yīng)東西方向放置，答案 A是正確的拓展：磁針的偏轉(zhuǎn)是由于受到磁場的作用，做奧斯特實驗時的磁針既受到地 球磁場的

7、作用，又受到通電直導(dǎo)線的磁場力的作用， 如果導(dǎo)線東西方向放置(電 流也是在東西方向上)，則有可能出小磁針不發(fā)生新的偏轉(zhuǎn)，從而誤認(rèn)為電流不 能產(chǎn)生磁場，為了有效地演示電流產(chǎn)生的磁場使小磁針偏轉(zhuǎn)的效果，演示奧斯特實驗時，要求導(dǎo)線南北方向放置。例2、如圖3-1-7所示，在全自動洗衣機(jī)中，排水閥由程序控制器控制其動作 的.當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水工序時電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵心2動作,牽引排水閥的活塞，排除污水牽引電磁鐵結(jié)構(gòu)如圖所示以下正確的是()(A) 若a,b初輸入交變電流，鐵心2不能吸入線圈中(B) 若a,b初輸入交變電流，鐵心2能吸入線圈中(C) 若某時刻輸入控制電流時，a為正，b為負(fù),則

8、鐵心2的B為S極(D) 若某時刻輸入控制電流時，a為正，b為負(fù),則鐵心2的B為N極圖 3-1-7解析：只要電磁鐵通電就具有磁性，就可能吸合鐵心，因此答案B是正確的； 根據(jù)初中學(xué)過的右手螺旋定則可知， 若輸入控制電流時，a為正，b為負(fù),則鐵心 2的右端B為N極，答案D是正確的。拓展：電磁鐵是磁性的一種應(yīng)用，常用的電磁鐵大多做成形，目的是讓它兩 個磁極可以同時吸引物體.巨大的電磁鐵里可以通以強(qiáng)大的電流， 從而產(chǎn)生強(qiáng)大 的磁場，充當(dāng)電磁起重機(jī)的提手，吸引起很重的鐵塊.例3、已知電流磁場的磁感應(yīng)線方向或N、S極方向，請在圖3-1-8上標(biāo)出電流方向。解析：根據(jù)安培定則，各圖中的電流方向如圖3-1-9所示

9、。X X X X x拓展：應(yīng)用安培定則時，對于通電直導(dǎo)線的磁場，大母指指向表示電流的方向，彎曲的四指方向表示磁感線的環(huán)繞方向；對于通電圓環(huán)或通電螺線管，彎曲的四指方向表示電流方向，大拇指的指向表示螺線管內(nèi)部的磁感線方向.例4、如圖3-1-10所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S斷開時，螺線管中的小磁針的 N 極指向如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，試確定小磁針的N極指向。解析：由于小磁針放在通電螺線管的內(nèi)部，就涉及螺線管的內(nèi)部磁場方向 問題根據(jù)安培定則，螺線管的內(nèi)部磁感線方向是向左的，所以小磁針靜止時， 北極應(yīng)指向左端.拓展：部分同學(xué)用安培定則確定了通電螺線管左端為北極后， 就肯定地回答 小磁針靜止時，北極應(yīng)指向右

10、端，這是沒有區(qū)分內(nèi)磁場和外磁場的結(jié)果， 是受了 習(xí)慣思維的影響.由于磁感線是閉合的，在內(nèi)部磁場中，磁感線由南極經(jīng)過內(nèi)部 空間回到北極.例5、電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意畫出線圈中心的磁答案：豎直團(tuán) 3-1-10圖 3-1-11-1-11，此時電流方向如圖所示。試圖 3-1-12【能力訓(xùn)練】1. 首先發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場的科學(xué)家是(C )(A) 牛頓(B)阿基米德(C)奧斯特(D)伏特2. 如圖3-1-12所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針的上方時 磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這一帶電粒子束可能是(BC )(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

11、行的負(fù)離子束3. 關(guān)于磁感線的概念和性質(zhì)，以下說法中正確的是(A )(A)磁感線上各點的切線方向就是小磁針靜止時北極的指向(B) 磁場中任意兩條磁感線有可能相交(C) 鐵屑在磁場中的分布所形成的曲線就是實際存在的磁感線(D) 磁感線總是從磁體的N極發(fā)出終止于磁體的S極4. 在圖3-1-11中，已知下列各圖中的電流方向，請畫出相應(yīng)的磁感線圖 3-1-115. 不接觸的磁體間的相互作用力， 是通過而發(fā)生的，發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實驗是由物理學(xué)家 完成的。磁場，奧斯特6. 如圖3-1-12所示，可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止不動時，靠近螺線管的是小磁針的 。若將小磁針放到螺線管內(nèi)部，小磁針指向與圖示位置時的指向

12、相 (填“同”或“反”)。N、同7. 如圖3-1-13所示通電螺線管，試標(biāo)出它的 N、S極.并在A(螺線管內(nèi)部一點)，B，C，D四點上各畫一小磁針，標(biāo)出當(dāng)它們平衡時，N極的指向。8. 如圖3-1-14所示，一個電子做逆時針方向的圓周運(yùn)動。請標(biāo)出圓心處產(chǎn) 生的磁場方向及小磁針南極的轉(zhuǎn)動方向。地北極圖 3W5圖 3-1-169. 地球是一個大磁體：(1) 試在圖3-1-15畫出地球磁場的磁感線大致分布圖，不考慮磁偏角(即認(rèn)為磁軸和地軸重合)(2) 19世紀(jì)20年代，以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到：溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場是由地球的環(huán)形電流引起的， 則該假設(shè)中的電流方向 是(注：磁子午線是地球磁場 N極與S極在地球表面的連線)(B )(A)由西向東垂直磁午線(B )由東向西垂直磁子午線(C)由南向北沿磁