2019-2020年高二物理（人教大纲版）第二册 第十五章 磁场 一、磁场、磁感线(第一课时).doc

2019-2020年高二物理（人教大纲版）第二册 第十五章 磁场 一、磁场、磁感线(第一课时)本节教材分析本节是在初中所讲磁场知识基础上展开的.为了使学生有效地回忆初中学过的知识，教材涉及到的演示实验，磁极间的相互作用、奥斯特实验、磁场对电流发生作用的实验，要在课堂上再次演示，不宜仅仅是提及这些实验.这些演示实验都只要求学生观察实验现象，得出“这些实验中涉及的相互作用都是通过磁场发生的”这一结论即可.磁场方向的知识与初中内容相同，可以提出问题，让学生通过回忆得出结论.高中对磁感线的方向讲得更准确，明确指出“在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上”.初中仅仅粗略地讲“每一点的曲线方向都在该点的磁场方向上.磁场存在于整个空间，磁感线也分布在整个空间.教材只给出了平面图，教学中可用不同形式给出磁感线的分布图，发挥学生的空间想象力，使它们对磁场分布有一个更完整的认识. 教学目标一、知识目标1.知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.2.知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.3.知道什么是磁感线.4.知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况.5.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向.6.知道电磁场现象.二、能力目标1.通过演示实验培养学生的观察能力和分析解决问题的能力.2.通过磁感线培养学生的空间想象能力.三、德育目标磁场是磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质，通过该问题渗透物质的客观性原理.教学重点1.知道六种磁场的磁感线分布特点，即条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管、地磁场的磁感线分布.2.会用安培定则判断直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场方向.教学难点六种磁场的磁感线分布特点.教学方法实验法、类比法.教学用具条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、学生电源、投影仪、展示台.课时安排1课时教学过程一、引入新课师同学们在初中学过，把两个磁铁的磁极靠近时，它们之间会产生相互作用的磁力.磁极之间如何相互作用呢？生同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引.师两个电荷之间相互作用的电力，是通过电场发生的，那么，磁极之间相互作用的磁力，是通过谁发生的？生是通过磁场发生的.师磁铁在周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用.但磁铁并不是磁场的唯一来源.请同学们观察下面的演示实验.二、新课教学1.磁场演示奥斯特实验.把一条导线平行地放在磁针的上方，给导线通电，观察到什么现象？说明了什么道理？生磁针发生了偏转，说明电流的周围空间存在着磁场.师的确是这样.不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场.那么电流在磁场中又会怎样呢？演示磁场对电流的作用.如图甲所示，把一段直导线放在磁铁的磁场里，当导线中有电流通过时，观察到什么现象？说明了什么道理？ 甲 乙生导线发生运动.说明磁场对电流产生力的作用.师电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用，那么，电流和电流之间能否发生力的作用呢？演示电流之间通过磁场发生相互作用.如图乙所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，观察到什么现象？说明了什么道理？当通以方向相反的电流呢？生当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互排斥.说明电流和电流之间有相互作用.师磁铁和磁铁间、磁铁和电流间、电流和电流间都是通过什么发生作用的？生磁场.师很正确.这样我们对磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用获得了统一认识，所有这些相互作用都是通过磁场来传递的.投影师生共同活动：分析得出如下结论：（1）磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用.（2）磁场的物质性.虽然磁场看不见，摸不着，但它与电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式.2.磁场的方向 磁感线师磁场是客观存在的，那么磁场是否有方向？其方向如何？下面让我们一起探讨一下.演示磁场方向.在展台上放一个独立的小磁针，观察小磁针在地磁场中的指向，再把小磁针放在条形磁铁的磁场中，观察发生的现象.生发现小磁针不再指向南北，而是指向一个新的方向.师把小磁针放在磁场中的不同点，小磁针静止时N极的指向一样吗？生静止时小磁针的N极指向各不相同.师这个事实说明，磁场是有方向性的.物理学规定，在磁场中任一点，小磁针北极的受力方向，即小磁针静止时北极的指向，就是该点的磁场方向.师（启发学生思考）电场可以用电场线形象地描述，磁场是否可以用相似的方法来描述呢？生可以，磁场可以用磁感线形象地描述.师什么是磁感线呢？生磁感线是在磁场中画出的有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上.演示条形磁铁与蹄形磁铁的磁感线.在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一些细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”.轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动，铁屑静止时有规则地排列起来，就显示出磁感线的形状.师请同学们画出上述两种磁体的磁感线.生画磁感线.师将一位同学的作图投影在屏幕上，如下图所示.从图可以看出，磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来进入磁铁的南极.磁铁内部的磁感线是由南极指向北极.投影直线电流周围的磁感线分布.师直线电流的磁感线有什么特点？生直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.师直线电流的磁场方向与电流的方向有关，它们之间的关系如何判断呢？生可以由安培定则来判断.用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.投影环形电流磁场的磁感线分布情况.师环形电流的磁感线有什么特点？生环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线.在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直.师环形电流的方向跟中心轴线上磁感线方向之间的关系如何判断呢？生也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向.投影通电螺线管的磁感线分布情况.师通电螺线管的磁感线有什么特点？生通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从北极出来回到南极.通电螺线管内部具有磁场，内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线.师通电螺线管的电流方向跟它的磁感线之间的关系如何判断？生也可用安培定则来判断.用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即大拇指指向螺线管的北极.师电流的磁场与天然磁铁相比有哪些优越性？生电流磁场的强弱和有无容易调节和控制.师电流磁场在实际中有哪些主要应用？生电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器等，都离不开电流的磁场.3.地磁场师（介绍地磁场的概念及地磁场的影响）地球本身也会在附近的空间产生磁场，叫做地磁场.地磁场的分布大致上就像一个条形磁铁外面的磁场.宇宙射线产生的磁场会干扰地磁场，从而干扰无线电通信.三、小结本节课主要学习了以下几个问题：1.磁体和电流的周围空间存在着磁场.2.磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用.3.磁场是有方向的，小磁针在磁场中静止时北极的指向或磁感线在该点的切线方向就是该点的磁场方向.4.六种磁场的磁感线分布特点.5.直线电流、环形电流、通电螺线管的电流方向和磁感线的环绕方向之间的关系可用安培定则来判断.6.地磁场的概念.四、作业1.练习一、（1）（2）（3）（4）2.查阅资料了解“磁暴”的有关知识.五、板书设计六、本节优化训练设计1.某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180后静止不动，由此可知通电直导线的电流方向是A.自东向西 B.自南向北C.自西向东 D.自北向南2.首先发现电流磁效应的科学家是A.安培B.奥斯特C.库仑D.麦克斯韦3.如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束4.如图所示，在三维直角坐标系中，若一束电子沿y轴正向运动，则由此产生的在z轴上A点和x轴上B点的磁场方向是A.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴负方向B.A点磁场沿x轴负方向，B点磁场沿z轴正方向C.A点磁场沿z轴正方向，B点磁场沿x轴负方向D.A点磁场沿x轴正方向，B点磁场沿z轴正方向 5.如图所示，弹簧秤下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是A.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小B.若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大C.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大D.若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小参考答案：1.解析：原来小磁针是在地磁场的作用下偏转的，当小磁针放在通电导线附近时，通电导线产生磁场要比地磁场强，所以小磁针就在通电导线磁场的作用下偏转，根据题意，小磁针原来不动，稍微用手拨动，小磁针转动180后静止不动，说明直导线磁场的方向与地磁场方向恰好相反.地磁场的方向在地球表面是从地理南极指向地理北极，所以导线下方的磁场方向应为从北向南，根据安培定则可知，电流的方向应为自东向西，本题的正确选项应为A.答案：A2.B3.解析：小磁针的N极指向读者，说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者，由安培定则可确定出带电粒子形成的电流方向向左，这向左的电流可能是向左飞行的正离子形成，也可能是向右飞行的负离子形成，故正确答案为B、C.答案：BC4.A5.解析：原磁棒跟螺线管间无相互作用，当a接电源正极，b接负极时，据线圈的缠绕方向，由安培定则可知通电螺线管内部磁感线方向自下而上，其上端相当于一个条形磁体的N极，因同名磁极相互排斥，所以磁棒受螺线管向上的斥力，选A项.同理，当b接电源正极，a接负极时，通电螺线管上端相当于条形磁体的S极.异名磁极相互吸引，所以磁棒受向下的拉力，选C项.答案：AC