高中物理 《用磁感線描述磁場(chǎng)》教案 魯科版選修3-1

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1、第2節(jié)用磁感線描述磁場(chǎng) （2課時(shí)） 【教學(xué)目的】1了解永磁體、電流周圍都存在磁場(chǎng)。知道利用磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)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(chǎng)的分布可用安培定則來(lái)判斷。能畫(huà)出上述各種磁場(chǎng)的磁感線的立體圖和三視圖。3概括磁感線的特點(diǎn)，知道磁感線與電場(chǎng)線的區(qū)別與聯(lián)系。4知道地磁場(chǎng)的分布狀況。知道磁偏角。5知道磁體磁場(chǎng)與電流磁場(chǎng)的相似性，知道二者磁場(chǎng)具有內(nèi)在聯(lián)系。能用安培分子環(huán)流假說(shuō)來(lái)分析磁化、消磁、磁體與電流磁場(chǎng)的相似以及各種磁現(xiàn)象【教學(xué)重點(diǎn)】 會(huì)用磁感線描述各種磁場(chǎng)。安培定則【教學(xué)難點(diǎn)】 地磁場(chǎng)的磁感線分布/各種磁感線的各向視圖【教學(xué)媒體】實(shí)驗(yàn)器材：小

2、磁針、條形磁鐵；鐵屑；玻璃板；實(shí)物投影；通電螺線管/環(huán)行電流/通電直導(dǎo)線的磁感線分布演示器【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】提出問(wèn)題：在上一節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們是用什么方法知道哪些物體周圍有磁場(chǎng)存在的？我們的方法是用小磁針來(lái)檢驗(yàn)因?yàn)橹来艌?chǎng)對(duì)小磁針有作用。所以可以與用檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電場(chǎng)存在一樣，用小磁針來(lái)檢驗(yàn)磁場(chǎng)的存在演示：檢驗(yàn)磁場(chǎng)方法：把小磁針?lè)旁诖艌?chǎng)中被檢驗(yàn)點(diǎn)A處，如果看到小磁針擺動(dòng)后靜止，磁針不再指向南北方向，而指向一個(gè)別的方向，說(shuō)明A點(diǎn)有磁場(chǎng)檢驗(yàn)B點(diǎn)磁場(chǎng)會(huì)發(fā)現(xiàn)同樣現(xiàn)象，說(shuō)明B點(diǎn)也有磁場(chǎng)同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)A、B兩點(diǎn)小磁針靜止時(shí)的指向也不相同，這說(shuō)明小磁針在A、B處受磁場(chǎng)力方向不同，顯然磁場(chǎng)是有方向的【新課內(nèi)

3、容】1. 磁場(chǎng)的方向：在電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向是人們規(guī)定的，同理，人們也規(guī)定了磁場(chǎng)的方向我們規(guī)定：在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向測(cè)量磁場(chǎng)方向的方法是：將一不受外力的小磁針?lè)湃氪艌?chǎng)中需測(cè)定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時(shí)，小磁針N極的指向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向板書(shū)：1、磁場(chǎng)的方向：小磁針的北極在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的方向，也就是小磁針北極在磁場(chǎng)中靜止時(shí)所指的方向。同一小鐵釘在離條形磁鐵的磁極遠(yuǎn)近不同的地方受到的磁力大小也不同，說(shuō)明磁場(chǎng)也是有強(qiáng)弱的。一般來(lái)說(shuō)，靠近磁極的地方磁場(chǎng)強(qiáng)。而不同的磁鐵，其形成的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和分布也不同。我們可以用什么方法來(lái)形象到描繪磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向呢？提示：可以類比

4、電場(chǎng)的描繪2. 磁感線：學(xué)生討論可以用類似于電場(chǎng)線的有向線來(lái)描繪磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)的地方密，弱的地方疏。用線的切線來(lái)表示磁場(chǎng)的方向。教師指出并通過(guò)板書(shū)明確：在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，如右圖。這樣描繪出來(lái)的線叫磁感線2、磁感線：用來(lái)形象的描繪磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向。（1）磁感線上每一點(diǎn)切線方向跟該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱程度。（強(qiáng)調(diào)不叫磁場(chǎng)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(chǎng)中排列成模擬電場(chǎng)線的方法，用小鐵屑（粉）的分布來(lái)模擬磁感線。說(shuō)明: 在實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化的性質(zhì),來(lái)顯示磁感線的形狀.在磁場(chǎng)中

5、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(chǎng)里被磁化成“小磁針”,輕敲玻璃板使鐵屑在磁場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)鐵屑靜止時(shí)就能規(guī)則地排列起來(lái),顯示出磁感線的形狀。演示實(shí)驗(yàn)并投影典型磁場(chǎng)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(dǎo)線、通電螺線管的磁感線在一個(gè)平面上的分布。強(qiáng)調(diào)磁感線是立體的。我們看到的只是它在一個(gè)面上的情況而已。觀察各種磁感線模擬效果，在黑板上版畫(huà)出磁感線分布圖（如上圖）。請(qǐng)大家觀察并歸納磁感線的特點(diǎn)。教師板書(shū)：（2）磁感線特點(diǎn)磁感線從N極指向S極（內(nèi)部從S指向N）；（可通過(guò)螺線管內(nèi)部的小磁針看出來(lái)）磁感線是閉合曲線，且任意兩條磁感線不相交；靠近磁極處磁場(chǎng)強(qiáng)，磁感線的密

6、*條形磁鐵的磁場(chǎng)與通電螺線管的磁場(chǎng)非常相似。設(shè)問(wèn)：直線電流，環(huán)形電流，通電螺線管的磁場(chǎng)磁感線分布有什么特點(diǎn)？它們遵循什么定則呢？教師版畫(huà)：通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)感線的立體圖，側(cè)視圖和正視圖。歸納安培定則：用右手握住導(dǎo)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(huà)出通電螺線管（3-2-3）和環(huán)行電流（如圖3-6）磁場(chǎng)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(dǎo)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

7、方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向,也就是說(shuō),大姆指指向通電螺線管的北極.(如圖3-7)隨堂練習(xí)：教科書(shū)P99/2；3（第2圖有磁場(chǎng)合成的問(wèn)題，應(yīng)暫時(shí)不做，放到下一節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度上完后用矢量合成的方法來(lái)學(xué)習(xí)更好。）4（繼電器的結(jié)構(gòu)）下面我們一起來(lái)討論幾個(gè)問(wèn)題；問(wèn)題1：請(qǐng)大家比較一下，同時(shí)安培定則，在用于直導(dǎo)線和用與通電螺線管時(shí)有什么不同呢？鞏固安培定則問(wèn)題2：請(qǐng)大家注意觀察，哪些磁感線分布有相似的特點(diǎn)，就這些特點(diǎn)，你們有哪些想法？提出安培分子環(huán)流假說(shuō)，加深印象。問(wèn)題3：你能用磁場(chǎng)的方向和安培的分子環(huán)流假說(shuō)來(lái)解釋磁化現(xiàn)象嗎？強(qiáng)調(diào)小磁針在磁場(chǎng)中受力時(shí)N極沿磁場(chǎng)方向，也就是磁感線的切線方向?？捎眠@一點(diǎn)來(lái)檢

8、測(cè)磁場(chǎng)，也可用已知的磁場(chǎng)方向來(lái)判定磁體受磁體和電流作用力的問(wèn)題。鞏固練習(xí)手冊(cè)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(dāng)合上開(kāi)關(guān)K后，小磁針的 極將被鐵棒吸引過(guò)來(lái)，這是因?yàn)?。問(wèn)題4：電場(chǎng)中有勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)中有沒(méi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)呢？如果有，它的磁感線應(yīng)該是什么樣的？你覺(jué)得它應(yīng)該存在于什么樣的磁體附近？類比電場(chǎng)，感受電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共性教師演示勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線并讓學(xué)生畫(huà)出來(lái)。問(wèn)題5：電場(chǎng)中有點(diǎn)電荷電場(chǎng)，為什么我們沒(méi)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(xué)家正致力于尋找磁單極子。如果有磁單極子存在，你能畫(huà)出它們的磁感線嗎？你覺(jué)得磁感線與電場(chǎng)線有何相似點(diǎn)，又有什么不同？問(wèn)題6：你能畫(huà)出地球的地磁場(chǎng)的磁感線嗎？閱讀教科書(shū)P24/3了解地磁場(chǎng)的方向。知道地磁偏角。知道地磁場(chǎng)在地球內(nèi)部和外部的分布。能畫(huà)出各種視圖的地磁場(chǎng)?！菊n后作業(yè)】 教材全練：64-65【課后反思】