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2019-2020年高中物理 5.2《怎樣描述磁場》教案 滬科版選修3-1 【教學目的】 （1） 了解永磁體、電流周圍都存在磁場。知道利用磁感線可以形象地描述磁場的方向 （2） 知道條形磁鐵、同名磁極、異名磁極等磁感線的分布狀況，知道電流磁場的分布可用安培定則來判斷。能畫出上述各種磁場的磁感線的立體圖和三視圖。 （3） 概括磁感線的特點，知道磁感線與電場線的區(qū)別與聯(lián)系。 （4） 知道地磁場的分布狀況。知道磁偏角。 （5）知道磁體磁場與電流磁場的相似性，知道二者磁場具有內在聯(lián)系。能用安培分子環(huán)流假說來分析磁化、消磁、磁體與電流磁場的相似以及各種磁現(xiàn)象 【教學重點】 會用磁感線描述各種磁場。安培定則 【教學難點】 地磁場的磁感線分布/各種磁感線的各向視圖 【教學媒體】 實驗器材：小磁針、條形磁鐵；鐵屑；玻璃板；實物投影；通電螺線管/環(huán)行電流/通電直導線的磁感線分布演示器 【教學安排】 【新課導入】 提出問題：在上一節(jié)課的學習中，我們是用什么方法知道哪些物體周圍有磁場存在的？ 我們的方法是用小磁針來檢驗．因為知道磁場對小磁針有作用。所以可以與用檢驗電荷檢驗電場存在一樣，用小磁針來檢驗磁場的存在． 演示：檢驗磁場． 方法：把小磁針放在磁場中被檢驗點A處，如果看到小磁針擺動后靜止，磁針不再指向南北方向，而指向一個別的方向，說明A點有磁場．檢驗B點磁場會發(fā)現(xiàn)同樣現(xiàn)象，說明B點也有磁場．同時可以發(fā)現(xiàn)A、B兩點小磁針靜止時的指向也不相同，這說明小磁針在A、B處受磁場力方向不同，顯然磁場是有方向的． 【新課內容】 1. 磁場的方向： 在電場中，電場方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場的方向． 我們規(guī)定：在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向就是那一點的磁場方向． 測量磁場方向的方法是：將一不受外力的小磁針放入磁場中需測定的位置，當小磁針在該位置靜止時，小磁針N極的指向即為該點的磁場方向． 板書：1、磁場的方向：小磁針的北極在磁場中受磁場力的方向，也就是小磁針北極在磁場中靜止時所指的方向。 同一小鐵釘在離條形磁鐵的磁極遠近不同的地方受到的磁力大小也不同，說明磁場也是有強弱的。 一般來說，靠近磁極的地方磁場強。而不同的磁鐵，其形成的磁場強弱和分布也不同。我們可以用什么方法來形象到描繪磁場的強弱和方向呢？ 提示：——可以類比電場的描繪 2. 磁感線： 學生討論——可以用類似于電場線的有向線來描繪磁場，磁場強的地方密，弱的地方疏。用線的切線來表示磁場的方向。 教師指出并通過板書明確：在磁場中畫出一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同，如右圖。這樣描繪出來的線叫磁感線 2、磁感線：用來形象的描繪磁場的強弱與方向。 （1）磁感線上每一點切線方向跟該點磁場方向相同，磁感線的疏密表示磁場的強弱程度。 （強調不叫磁場線），這也是法拉第提出的。我們也用類似于蓖麻油中的頭發(fā)屑在電場中排列成模擬電場線的方法，用小鐵屑（粉）的分布來模擬磁感線。說明: 在實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質,來顯示磁感線的形狀.在磁場中放一塊玻璃板,在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑,細鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”,輕敲玻璃板使鐵屑在磁場作用下轉動鐵屑靜止時就能規(guī)則地排列起來,顯示出磁感線的形狀。 演示實驗并投影典型磁場的分布情況：觀察條形磁鐵、馬蹄形磁鐵、環(huán)行電流、通電直導線、通電螺線管的磁感線在一個平面上的分布。強調磁感線是立體的。我們看到的只是它在一個面上的情況而已。 觀察各種磁感線模擬效果，在黑板上版畫出磁感線分布圖（如下圖）。請大家觀察并歸納磁感線的特點。教師板書： （2）磁感線特點 ①磁感線從N極指向S極．（內部從S指向N）；（可通過螺線管內部的小磁針看出來） ②磁感線是閉合曲線，且任意兩條磁感線不相交； ③靠近磁極處磁場強，磁感線的密． *條形磁鐵的磁場與通電螺線管的磁場非常相似。 設問：直線電流，環(huán)形電流，通電螺線管的磁場磁感線分布有什么特點？它們遵循什么定則呢？ 教師版畫：通電直導線磁場感線的立體圖，側視圖和正視圖。 歸納安培定則：用右手握住導線，讓伸直的大姆指所指的方向跟電流的方向一致，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。（如圖3-5） 教師板畫出通電螺線管（3-2-3）和環(huán)行電流（如圖3-6）磁場感受線的分布的各向視圖，并歸納安培定則：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，那么伸直的大姆指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向 安培定則:用右手握住螺線管,讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致,那么大姆指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向,也就是說,大姆指指向通電螺線管的北極.(如圖3-7) 隨堂練習：書P99/2；3（第2圖有磁場合成的問題，應暫時不做，放到下一節(jié)磁感應強度上完后用矢量合成的方法來學習更好。）4（繼電器的結構） 下面我們一起來討論幾個問題； 問題1：請大家比較一下，同時安培定則，在用于直導線和用與通電螺線管時有什么不同呢？——鞏固安培定則 問題2：請大家注意觀察，哪些磁感線分布有相似的特點，就這些特點，你們有哪些想法？——提出安培分子環(huán)流假說，加深印象。 問題3：你能用磁場的方向和安培的分子環(huán)流假說來解釋磁化現(xiàn)象嗎？——強調小磁針在磁場中受力時N極沿磁場方向，也就是磁感線的切線方向?？捎眠@一點來檢測磁場，也可用已知的磁場方向來判定磁體受磁體和電流作用力的問題。 鞏固練習——手冊P108/例 例：如圖，左邊為帶鐵心的通電螺線管，中間為一鐵棒L，右邊為小磁針。當合上開關K后，小磁針的 極將被鐵棒吸引過來，這是因為 。 問題4：電場中有勻強電場，磁場中有沒有勻強磁場呢？如果有，它的磁感線應該是什么樣的？你覺得它應該存在于什么樣的磁體附近？——類比電場，感受電場和磁場的共性 教師演示勻強磁場的磁感線并讓學生畫出來。 問題5：——電場中有點電荷電場，為什么我們沒有類似的磁感線分布？——指出目前的磁極總是南 北共存的，科學家正致力于尋找磁單極子。 ——如果有磁單極子存在，你能畫出它們的磁感線嗎？你覺得磁感線與電場線有何相似點，又有什么不同？ 問題6：——你能畫出地球的地磁場的磁感線嗎？ 閱讀書P24/3了解地磁場的方向。知道地磁偏角。知道地磁場在地球內部和外部的分布。能畫出各種視圖的地磁場。 【課后作業(yè)】 教材全練：64-65 【課后反思】