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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 3.3《幾種常見的磁場(chǎng)》教學(xué)案 一、教材分析 磁場(chǎng)的概念比較抽象，應(yīng)對(duì)幾種常見的磁場(chǎng)使學(xué)生加以了解認(rèn)識(shí)，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對(duì)后面的磁場(chǎng)力的分析至關(guān)重要。 二、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．知道什么叫磁感線。 2．知道幾種常見的磁場(chǎng)（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況 3．會(huì)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(chǎng)方向。 4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象 5．理解勻強(qiáng)磁場(chǎng)的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 6．理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 （二）過程與方法 通過實(shí)驗(yàn)和學(xué)生動(dòng)手（運(yùn)用安培定則）、類比的方法加深對(duì)本節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察、分析的能力. 2.培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力. 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 1．會(huì)用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)方向. 2．正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 四、學(xué)情分析 磁場(chǎng)概念比較抽象，學(xué)生對(duì)此難以理解，但前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過了電場(chǎng)，可采用類比的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。 五、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)演示法，講授法 六、課前準(zhǔn)備： 演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過程： （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 要點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。 ［啟發(fā)學(xué)生思考］電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線形象地描述，磁場(chǎng)可以用什么來描述呢？ ［學(xué)生答］磁場(chǎng)可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課 （老師）類比電場(chǎng)線可以很好地描述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向 （三）合作探究、精講點(diǎn)播 【板書】1．磁感線 （1）磁感線的定義 在磁場(chǎng)中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。 （2）特點(diǎn)： A、磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內(nèi)部是從南極到北極. B、每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交。 C、磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 D、磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對(duì)磁感線的認(rèn)識(shí)。同時(shí)與電場(chǎng)線加以類比。 【注意】①磁場(chǎng)中并沒有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。 ②區(qū)別電場(chǎng)線和磁感線的不同之處：電場(chǎng)線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。 2．幾種常見的磁場(chǎng) 【演示】 ①用鐵屑模擬磁感線的演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(chǎng)(簡(jiǎn)化為一個(gè)大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。 ②用投影片逐一展示:條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導(dǎo)線（圖3）、通電環(huán)形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(chǎng)(簡(jiǎn)化為一個(gè)大的條形磁鐵) （圖5）、 （1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場(chǎng)周圍磁感線的分布情況（圖1、圖2） （2）電流的磁場(chǎng)與安培定則 ①直線電流周圍的磁場(chǎng) 在引導(dǎo)學(xué)生分析歸納的基礎(chǔ)上得出 a直線電流周圍的磁感線：是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上.（圖3） b直線電流的方向和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. ②環(huán)形電流的磁場(chǎng) a環(huán)形電流磁場(chǎng)的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直（圖4） ［教師引導(dǎo)學(xué)生得］ b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. ③通電螺線管的磁場(chǎng). a通電螺線管磁場(chǎng)的磁感線：和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（圖5） b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，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（螺線管內(nèi)部磁感線的方向）. ③電流磁場(chǎng)（和天然磁鐵相比）的特點(diǎn)：磁場(chǎng)的有無可由通斷電來控制；磁場(chǎng)的極性可以由電流方向變換；磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可由電流的大小來控制。 【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān)，幾種常見磁場(chǎng)的磁感線的分布是一個(gè)非?；镜膬?nèi)容，不掌握好，對(duì)后面的學(xué)習(xí)有很大影響。 3．安培分子電流假說 （1）安培分子電流假說 對(duì)分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的知識(shí)及安培定則，以便學(xué)生更容易理解“它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極”，這句話；并應(yīng)強(qiáng)調(diào)“這兩個(gè)磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨(dú)的N極或S極存在的道理。 （2）安培假說能夠解釋的一些問題 可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機(jī)做好磁化和退磁的演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。 【說明】“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。 （3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的． 4．勻強(qiáng)磁場(chǎng) （1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些間隔相同的平行直線。 （2）兩種情形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)：即距離很近的兩個(gè)異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場(chǎng)；相隔一定距離的兩個(gè)平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時(shí)，其中間區(qū)域的磁場(chǎng)P87圖3.3-7，圖3.3-8。 5.磁通量 （1）定義： 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個(gè)面的磁通量（是重要的基本概念）。 （2）表達(dá)式：φ=BS 【注意】①對(duì)于磁通量的計(jì)算要注意條件，即B是勻強(qiáng)磁場(chǎng)或可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是線圈面積在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上的投影面積。 ②磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分，可舉特例說明。 （3）單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)Wb 1Wb = 1Tm2 （4）磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S 上式表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am （三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)各知識(shí)點(diǎn)做簡(jiǎn)要的小結(jié)。 （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) 1.如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右.試判定電源的正負(fù)極. 解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場(chǎng)方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b，根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負(fù)極. 注意：不要錯(cuò)誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當(dāng)于條形磁鐵的南極，關(guān)鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布. 2.如圖所示，當(dāng)線圈中通以電流時(shí)，小磁針的北極指向讀者.學(xué)生確定電流方向. 答案：電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向. （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè) 九、板書設(shè)計(jì) 磁感線：人為畫出，可形象描述磁場(chǎng) 幾種常見的磁場(chǎng)：安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。 勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)中各處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。 磁通量：B與S的乘積，單位是韋伯，也叫磁通密度。 十、教學(xué)反思 本節(jié)內(nèi)容與本章第一節(jié)內(nèi)容聯(lián)系較大可先復(fù)習(xí)第一節(jié)知識(shí)后進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過程中加入對(duì)應(yīng)習(xí)題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片等使學(xué)生具有形象感。 臨清三中物理孟慶鵬盛淑貞 選修3-1第三章 3.3幾種常見的磁場(chǎng)學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 1．知道什么叫磁感線。 2．知道幾種常見的磁場(chǎng)（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況 3．會(huì)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(chǎng)方向。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、磁感線 所謂磁感線，是在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的 ，在這些 上，每一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都在該點(diǎn)的切線方向上。磁感線的基本特性：（1）磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的 。（2）磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線；在磁體外部，從 指向 ；在磁體內(nèi)部，由 指向 。（3）磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假想的物理模型，在磁場(chǎng)中并不真實(shí)存在，不可認(rèn)為有磁感線的地方才有磁場(chǎng)，沒有磁感線的地方?jīng)]有磁場(chǎng)。 2、安培定則 判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系時(shí)，安培定則表述為：用 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 的環(huán)繞方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系時(shí)要統(tǒng)一表述為：讓彎曲的四指所指方向跟 方向一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流或通電螺線管 磁感線的方向（這里把環(huán)形電流看作是一匝的線圈）。 三、提出疑惑 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道安培分子電流假說，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象 2．理解勻強(qiáng)磁場(chǎng)的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 3．理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 二、學(xué)習(xí)過程 1、安培分子電流假說 （1）安培分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流—— ，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的 ，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè) 。 （2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是由 產(chǎn)生的。 （3）磁性材料按磁化后去磁的難易可分為 材料和 材料。 2、勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 、 處處相同的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)（uniform magnetic field）。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些 直線。 3、磁通量 （1）定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為S，則B與S的乘積叫做穿過這個(gè)面積的磁通量（magnetic flux），簡(jiǎn)稱磁通。 （2）定義式： （3）單位： 簡(jiǎn)稱 ，符號(hào) 。1Wb=1Tm2 （4）磁通量是標(biāo)量 （5）磁通密度即磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 1T=1 課內(nèi)探究學(xué)案 例1、有一矩形線圈，線圈平面與磁場(chǎng)方向成角， 如圖所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，則穿過 線圈的磁通量為多大？ 例2、如圖所示，兩塊軟鐵放在螺線管軸線上， 當(dāng)螺線管通電后，兩軟鐵將 （填“吸引”、 “排斥”或“無作用力”），A端將感應(yīng)出 極。 例3、磁鐵在高溫下或者受到敲擊時(shí)會(huì)失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是（ ） A、分子電流消失 B、分子電流的取向變得大致相同 C、分子電流的取向變得雜亂 D、分子電流的強(qiáng)度減弱 三、反思總結(jié) 四、當(dāng)堂檢測(cè) 課后練習(xí)與提高 1、磁感線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn) 。磁感線的 定性地表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱。 2、磁感線 ，在磁體（螺線管）外部由 極到 極，內(nèi)部由S極到 極。該點(diǎn)與電場(chǎng)線不同。磁感線 。 3、若某個(gè)區(qū)域里磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 、方向 ，則該區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)。它的磁感線是 的直線。 4、對(duì)于通電直導(dǎo)線，右手大拇指代表 方向，四個(gè)彎曲的手指方向代表 方向。 對(duì)于環(huán)形電流和通電螺線管，右手大拇指代表 方向，四個(gè)彎曲的手指方向代表 方向。 課后練習(xí)與提高 1、根據(jù)安培假設(shè)的思想，認(rèn)為磁場(chǎng)是由于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對(duì)地磁場(chǎng)也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷，那么由此判斷，地球應(yīng)該（ ） A、帶負(fù)電 B、帶正電 C、不帶電 D、無法確定 2、關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是（ ） A、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積 B、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a線圈的面積比b線圈大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的磁通量大 C、把一個(gè)線圈放在M、N兩處，若放在M處時(shí)穿過線圈的磁通量比放在N處時(shí)大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大 D、同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過線圈的磁通量不一定大 3、把一個(gè)面積為5.010-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.010-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過線圈的磁通量是多大？ 4、如圖所示，在條形磁鐵外面套一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量如何變化（ ） A、逐漸增加 B、逐漸減少 C、先逐漸增加，后逐漸減少 D、先逐漸減少，后逐漸增大 參考答案： 課內(nèi)探究學(xué)案： 例1、BSsin 例2、吸引 S 例3、C 針對(duì)訓(xùn)練：1、磁場(chǎng)方向 疏密 2、閉合 N極 S極 N極 3、相等 相同 間隔相等的平行 4、電流 磁感線環(huán)繞 磁場(chǎng) 電流 課后練習(xí)與提高： 1、A 2、D 3、10-3Wb 4、C[