高中物理第5章磁場與回旋加速器教案（打包7套）滬科版.zip,高中物理,磁場,回旋加速器,教案,打包,滬科版
5.1磁與人類文明
教材分析
磁現(xiàn)象和磁場是新教材中磁場章節(jié)的第一節(jié)課，從整個章節(jié)的知識安排來看，本節(jié)是此章的知識預備階段，是本章后期學習的基礎，是讓學生建立學習磁知識興趣的第一課，也是讓學生建立電磁相互聯(lián)系這一觀點很重要的一節(jié)課，為以后學習電磁感應等知識提供鋪墊。整節(jié)課主要側重要學生對生活中的一些磁現(xiàn)象的了解如我國古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁場和其他天體的磁場（太陽、月亮等），故本節(jié)課首先應通過學生自己總結生活中與磁有關的現(xiàn)象。電流磁效應現(xiàn)象和磁場對通電導線作用的教育是學生樹立起事物之間存在普遍聯(lián)系觀點的重要教學點，是學生在以后學習物理、研究物理問題中應有的一種思想和觀點。
學生分析
磁場的基本知識在初習中已經有所接觸，學生在生活中對磁現(xiàn)象的了解也有一定的基礎。但磁之間的相互作用畢竟是抽象的，并且大部分學生可能知道電與磁的聯(lián)系，但沒有用一種普遍聯(lián)系的觀點去看電與磁的關系，也沒有一種自主的能力去用物理的思想推理實驗現(xiàn)象和理論的聯(lián)系。學生對磁場在現(xiàn)實生活中的應用是比較感興趣的，故通過多媒體手段讓學生能了解地磁場、太陽的磁場和自然界的一些現(xiàn)象的聯(lián)系（如黑子、極光等），滿足學生渴望獲取新知識的需求。
教學目標
一、知識與技能
1、讓學生自己總結生活中與磁有關的現(xiàn)象，了解現(xiàn)實生活中的各種磁現(xiàn)象和應用，培養(yǎng)學生的總結、歸納能力。
2、通過實驗了解磁與磁、磁與電的相互作用，掌握電流磁效應現(xiàn)象。使學生具有普遍聯(lián)系事物的能力，培養(yǎng)觀察實驗能力和分析、推理等思維能力。
3、通過直觀的多媒體手段讓學生熟悉了解地磁場和其他天體的磁場及與之有關的自然現(xiàn)象。
二、過程與方法
1、讓學生參與課前的準備工作，收集課外的各種磁有關的現(xiàn)象和應用。
2、在電流磁效應現(xiàn)象的教育中，本節(jié)課采用類似科學研究的方式，還原物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，強調學生自主參與。
3、學生對物理現(xiàn)象進行分析、比較、歸納，采用老師與學生雙向交流感知現(xiàn)象下的物理規(guī)律的普遍聯(lián)系。
三、情感態(tài)度價值觀
1、對奧斯特的電流磁效應現(xiàn)象的教育中，要讓學生知道奧斯特的偉大在于揭示電和磁的聯(lián)系，打開了科學中一個黑暗領域的大門。也讓學生懂得看似簡單的物理現(xiàn)象在它發(fā)現(xiàn)的最初過程中是如何的艱難。
2、通過知識的學習，培養(yǎng)學生學科學、愛科學、用科學的精神，樹立起事物之間存在普遍聯(lián)系的觀點。通過學習中國古代對磁的應用，加強愛國主義教育。
3、強調學生通過自主參與類似科學研究的學習活動，獲得親身體驗，產生積極情感。
重點難點
電流磁效應的研究是本節(jié)課的重點，也是難點
教學設計思想
1、這是磁場章節(jié)的第一節(jié)課，教學過程應重在顯示學生對磁這一知識的了解和對磁知識的生活的體驗。為此，本節(jié)課采用以問題為主線、實驗為基礎的教學策略。問題情景的創(chuàng)設，是思維的啟動點和切入口，而實驗是物理研究的理論支持。
2、電流磁效應的研究是本節(jié)課的重點，在設計中可讓學生自己討論研究的思想，在這基礎上再提出奧斯特的實驗及其研究過程中出現(xiàn)的困難。然后自然得過渡到磁場對電流的作用上來。
3、在天體磁場的教學中，本設計注意用多媒體手段，將大量的圖片、影象資料傳遞給學生，讓學生了解中國古代對地磁的應用及其它天體磁場的認識，提高課堂的趣味性和教學效果。
教學過程設計
一、課前調查、準備
教師提出問題：1、你對生活中有關磁的現(xiàn)象和應用了解多少，能否舉出你所熟悉的一些現(xiàn)象和應用呢？
任務：在課前請同學通過網(wǎng)絡去獲知磁有關的知識
二、實驗演示，引入新課
1、利用磁鋼堆硬幣積木。
實施過程：在木凳的下方可事先藏一小塊磁鋼，在木凳的上方在磁鋼的磁化作用下可堆起四層高的硬幣積木。
2、演示“磁懸浮”小實驗
師：以上兩實驗的現(xiàn)象是如何出現(xiàn)的呢？具體的奧妙在那里呢？
學生非常新奇，對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象猜測各種原因，激起學生學習磁知識的興趣
三、實驗探索、新課教學
師：在初中我們已接觸了一些磁有關的知識，生活中有哪些與磁有關的現(xiàn)象和應用？同學之間可互相討論。
（因課前有準備，學生相對比較活躍，要充分把學生所知道的知識表述出來）
師：對磁的認識和應用，早在我國古代就開始了
多媒體投影補充說明磁有關的現(xiàn)象和應用：
1、天然磁石（成分：Fe3O4）
2、司南的照片
東漢王充在《論衡》中寫道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”
3、磁懸浮列車
上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機場,列車加速到平穩(wěn)運行之后，速度是430公里/小時。這個速度超過了F1賽事的最高時速，車廂里上下顛簸很小，左右搖擺得相對還大一些。
4、飛鴿依靠地磁場識路等
從學生最熟悉的磁知識著手，引出磁的一些概念：
磁鐵吸引鐵質物質
5、實物投影指南針的指向
磁性：磁體能吸引鐵質物體的性質
磁極：磁體中磁性最強的區(qū)域。從中引出N、S極的定義。
讓學生從磁鐵使鐵質物體磁化聯(lián)系到電能使鐵質物體磁化，從而來說明電與磁的關系，引出奧斯特電流磁效應現(xiàn)象。
師：磁鐵能吸引鐵釘，鐵釘是磁鐵嗎？為什么磁鐵可以吸引鐵釘？
學生回答：鐵釘被磁化
師問：那么在自然界中還有沒有什么其他的東西能使鐵質物體磁化的呢？
（請同學互相幫助想一想，然后回答）
學生：電流可以使鐵質物體磁化
可以向學生說明：1731年，英國商人發(fā)現(xiàn)雷電后，刀叉具有磁性。1751年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)萊頓瓶放電可以使縫衣針磁化。
另師：自然界中磁鐵的相互作用早已被人所知，同名磁極排斥，異名磁極吸引，這與我們學過的什么力的作用很相似？
學生：電荷之間的作用力相似。
師：那么會不會說明兩者存在聯(lián)系呢？如果讓你去研究電與磁的關系，你會如何去設計？
學生由于已受初中磁知識學習的影響，大部分都提出讓通電導線對小磁針作用。
投影介紹奧斯特的生平
實驗演示奧斯特的電流磁效應：
師說明：在奧斯特研究的最初，他受到力總是沿著物體連線方向這個觀念的影響，總是在沿電流的方向放置磁針，使磁針在導線的延長線上，均以失敗告終。1820年4月，在一次講課中，他偶然把導線沿南北放置在一個帶玻璃罩的指南針的上方，通電時磁針轉動了
老師在此說明奧斯特的生平和發(fā)現(xiàn)電流磁效應的歷程，讓學生知道每一次科學新發(fā)現(xiàn)是艱難的，需要付出的是前期不斷的努力和對科學的執(zhí)著、自信。
實驗說明：通電導線會產生磁場，對磁針產生力的作用。
提問：既然電流對磁鐵有力的作用，那么磁鐵是否也應該對通電導線有力的作用呢？
學生回答：應該有。但可能有部分學生因沒有普遍聯(lián)系的觀點而不知如何進行邏輯推理。
演示實驗：
安培在此三個月后發(fā)現(xiàn)磁場對電流的作用
提問：綜上所述，磁鐵與磁鐵的力，磁鐵和電流的力，它們是如何產生的呢？是通過什么去實現(xiàn)這力的作用呢？
學生：磁場
因磁場是一種抽象的物質，學生對其了解較少，故可能有一些疑問。
多媒體演示磁場是力發(fā)生的媒介，讓學生對磁場的作用有更形象的理解。
師問：司南、信鴿傳書等都是利用了地磁場對它們的受力作用，那么地磁場是如何產生，又是如何分布的呢？同學們對此的了解有多少？
（先請學生說說自己對此的認識，可分組討論，最后由代表發(fā)言）
師：總結學生的觀點，后通過視頻說明：
地磁場的分布及與地磁南北極與地理南北極的方向關系
視頻介紹：
地磁場形成的一種原因。
投影介紹地磁場的衰減及其可能的原因
介紹磁偏角的概念及其發(fā)現(xiàn)的實際意義
指南針所指的南北（磁場的南北極）與地理上的南北極并不完全一致，兩者之間存在著偏角，即磁偏角。
師指出：沈括在《夢溪筆談》中指出：“常微偏東，不全南也”。這是世界上最早的關于磁偏角的記載。
師問：除了地球有磁場外，其他天體是否也有磁場呢？
有些學生的課外知識較廣，可請個別學生把自己對其他天體的磁場的認識闡述一下。
師投影介紹：地球的磁場不是獨立的，太陽、月亮等天體都有磁場，并且太陽光、太陽黑子、極光形成都與太陽磁場有關。
視頻介紹：太陽黑子的形成
視頻介紹：太陽風、極光的形成原因
板書設計
磁現(xiàn)象和磁場
磁現(xiàn)象
磁性：磁體能吸引鐵質物體的性質磁極：磁體中磁性最強的區(qū)域
電流的磁效應
奧斯特生平介紹電流磁效應實驗
磁場
磁場對通電導線的作用磁場的作用
地球和其他天體的磁場
教學后記
本教案設計保留了傳統(tǒng)教案的一些優(yōu)點，采用了問題討論式探究的模式，通過精心創(chuàng)設情景，一路與學生一起摸索，相互討論，得出結論，再引發(fā)新的問題，從而加深學生對磁場這一知識的理解和掌握。另外，這節(jié)課通過大量的圖片介紹古代和現(xiàn)代對磁的應用，了解我國古代在磁方面所取得的成就。并通過直觀的多媒體手段讓學生熟悉地磁場分布，使學生從中了解磁偏角的概念、讓學生能了解太陽的磁場和自然界的一些現(xiàn)象的聯(lián)系，如黑子、極光等，這不僅提高了學生知識面，還可以激發(fā)學生學習物理的興趣。在整節(jié)課中，充分尊重學生的思維發(fā)現(xiàn)，讓他們自主尋找問題的根源，注重情感教育和德育滲透。
5
5.2怎樣描述磁場
1．磁體吸引鐵質物體的性質叫磁性，具有磁性的物體叫磁體，磁體的各部分磁性強弱不同，磁性最強的區(qū)域叫磁極．
2．奧斯特實驗是將導線沿南北方向放置在磁針的上方，通電時磁針發(fā)生了轉動．此實驗說明電流周圍存在磁場．
3．磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、通電導體與通電導體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的．
4．(1)地球本身是一個大磁體，它的N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近．
(2)地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針的指向與南北方向有一個夾角，這個夾角稱做磁偏角
5．發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場的物理學家是( )
A．奧斯特 B．焦耳 C．張衡 D．安培
答案 A
6．下列關于磁場的說法正確的是( )
A．磁場最基本的性質是對處于其中的磁體和電流有力的作用
B．磁場是看不見、摸不著、實際不存在的，是人們假想出來的一種物質
C．磁場是客觀存在的一種特殊的物質形態(tài)
D．磁場的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無則無
答案 AC
解析 磁場雖看不見、摸不著，但其是客觀存在的，不隨人的意志而轉移，它是一種特殊的物質形態(tài)，最基本的性質是對處于其中的磁體和電流有力的作用．
7．磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的相互作用的示意圖，以下正確的是( )
A．磁體?磁場?磁體
B．磁體?磁場?電流
C．電流?電場?電流
D．電流?磁場?電流
答案 ABD
解析 磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的相互作用都是通過磁場來傳遞的．
【概念規(guī)律練】
知識點一 磁場
1．以下說法中正確的是( )
A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產生的
B．電流與電流間的相互作用是通過電場產生的
C．磁體與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產生的
D．磁場和電場是同一種物質
答案 A
解析 電流能產生磁場，在電流的周圍就有磁場存在，不論是磁極與磁極間還是電流與電流間、磁體與電流間，都有相互作用的磁場力．磁場是磁現(xiàn)象中的一種特殊物質，它的基本性質是對放入磁場中的磁體、電流有磁場力的作用；而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質，其最基本的性質是對放入電場中的電荷有電場力的作用，它不會對放入靜電場中的磁體產生力的作用，因此，磁場和電場是兩種不同的物質，各自具有其自身的特點．所以只有A正確．
點評 一切磁現(xiàn)象都是通過磁場產生的，由于電流周圍存在磁場，所以電流與電流之間、電流與磁體之間的作用也是磁現(xiàn)象．
2．下列說法中正確的是( )
A．只有磁鐵周圍才有磁場
B．電荷的周圍一定有電場和磁場
C．永久磁鐵的磁場與電流周圍的磁場是兩種不同的磁場
D．電流能產生磁場說明電和磁是有聯(lián)系的
答案 D
解析 磁鐵和電流周圍都有磁場且性質相同，而電流是電荷定向移動形成的．所以，運動電荷周圍既有電場又有磁場，靜止電荷周圍只有電場，A、B、C不對，電流產生磁場就是電和磁有關的證明，所以D對．
知識點二 奧斯特實驗
3．在做“奧斯特實驗”時，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是( )
A．沿電流方向放置磁針，使磁針在導線的延長線上
B．沿電流方向放置磁針，使磁針在導線的正下方
C．導線沿南北方向放置在磁針的正上方
D．導線沿東西方向放置在磁針的正上方
答案 C
解析 把導線沿南北方向放置在地磁場中處于靜止狀態(tài)的磁針的正上方．通電時磁針發(fā)生明顯的偏轉，是由于南北方向放置的通電導線的正下方的磁場恰好是東西方向．正確選項為C.
點評 (1)注意“奧斯特實驗”的細節(jié)問題，導線東西放置或將磁針放在導線的延長線上都不一定能觀察到磁針的偏轉．
(2)觀察小磁針是否發(fā)生偏轉時，應避免與地磁場引起的磁針偏轉相重合．
4．奧斯特實驗說明了( )
A．磁場的存在 B．磁場的方向性
C．電流可以產生磁場 D．磁場間有相互作用
答案 C
解析 奧斯特實驗中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉，說明電流周圍能產生磁場．故正確答案為C.
知識點三 地磁場
5．關于地磁場，下列敘述正確的是( )
A．地球的地磁兩極與地理的兩極重合
B．我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的南極
C．地磁的北極與地理南極重合
D．地磁的北極在地理南極附近
答案 BD
解析 地球是一個大磁體，其磁北極(N極)在地理南極附近，磁南極(S極)在地理北極附近，并不重合．指南針指南的一端應該是磁針的南極(S極)．選項B、D正確．
6．地球是一個大磁體：①在地面上放置一個小磁針，小磁針的南極指向地磁場的南極；②地磁場的北極在地理南極附近；③赤道附近地磁場的方向和地面平行；④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的．以上關于地磁場的描述正確的是( )
A．①②④ B．②③④
C．①⑤ D．②③
答案 D
【方法技巧】
一、磁體與導體間相互作用力問題的分析方法
7．鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，當將鐵棒A靠近鐵棒B時，下述說法中正確的是( )
A．A、B一定相互吸引
B．A、B一定相互排斥
C．A、B間可能無磁場力作用
D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥
答案 D
解析 小磁針本身有磁性，能夠吸引沒有磁性的鐵棒，故鐵棒A可能有磁性，也可能沒有磁性，只是在小磁針的磁場作用下暫時被磁化的結果，鐵棒B能排斥小磁針，說明鐵棒B一定有磁性，若A無磁性，當A靠近B時，在B的磁場作用下也會被磁化而發(fā)生相互的吸引作用；若A有磁性，則A、B兩磁體都分別有N極和S極，當它們的同名磁極互相靠近時，互相排斥；當異名磁極互相靠近時，互相吸引．這說明不論A有無磁性，它們之間總有磁場力的作用，故只有D項正確．
8．現(xiàn)有甲、乙兩根鋼棒，當把甲的一端靠近乙的中部時，沒有力的作用；而把乙的一端靠近甲的中部時，二者相互吸引，則( )
A．甲有磁性，乙無磁性
B．甲無磁性，乙有磁性
C．甲、乙均無磁性
D．甲、乙均有磁性
答案 B
解析 對于磁鐵，磁性最強的區(qū)域是磁極，若鋼棒有磁性，其磁性最強的區(qū)域是兩端，中間幾乎沒有磁性，由于甲的一端與乙的中部不吸引，則說明甲棒無磁性，乙的一端能吸引甲的中部，則說明乙棒有磁性，故B項正確，A、C、D三項錯誤．
二、小磁針受磁場力作用轉動問題的分析
9．在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止狀態(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小磁針N極向東偏轉，由此可知( )
A．一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的N極靠近小磁針
B．一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針
C．可能是小磁針正東方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針
D．可能是小磁針正西方向有一條形磁鐵的N極靠近小磁針
答案 CD
解析 根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的原理，本題中可能是小磁針正東方向有一磁鐵的S極靠近小磁針；也可能是小磁針正西方向有一磁鐵的N極靠近小磁針．
1．關于磁極間的相互作用，以下說法正確的是( )
A．同名磁極相吸引
B．同名磁極相排斥
C．異名磁極相排斥
D．異名磁極相吸引
答案 BD
2．下列說法中正確的是( )
A．任何磁體都具有N極和S極兩個磁極
B．奧斯特實驗說明了電流周圍存在著磁場
C．通電導體之間也存在著相互作用，它們是通過電場發(fā)生作用的
D．地磁場的N極與地理的南極重合，地磁場的S極與地理的北極重合
答案 AB
解析 磁體都有兩個磁極：N極、S極，A正確；奧斯特實驗說明電流周圍存在磁場，B正確；通電導體之間的相互作用是通過磁場產生的，C錯誤；地磁場的兩極與地理兩極并不重合，D錯誤，故選A、B.
3．下列關于磁場的說法中，正確的是( )
A．磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質
B．磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規(guī)定的
C．磁極與磁極之間是直接發(fā)生作用的
D．磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時才產生
答案 A
解析 磁場是一種客觀存在的物質，磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流間相互作用時都是通過磁場而發(fā)生，故B、C、D錯誤，A正確．
4．下列說法中正確的是( )
A．奧斯特實驗說明了通電導線對磁體有作用力
B．奧斯特實驗說明了磁體對通電導線有作用力
C．奧斯特實驗說明了任意兩條通電導線之間有作用力
D．奧斯特實驗說明了任意兩個磁體之間有作用力
答案 A
解析 奧斯特實驗說明了通電導線對磁體有作用力，所以正確選項為A.
5．下列說法中與實際情況相符的是( )
A．地球的磁偏角是一個定值
B．地磁場的北極在地理位置的北極附近
C．除了地球外，到目前為止其他星球上還沒有發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象
D．鄭和出海遠航比哥倫布的遠洋探險早
答案 D
解析 磁偏角隨地理位置變化而變化，A錯誤；地磁場的北極在地理南極附近，B錯誤；其他星球上也有磁場存在，C錯誤；我國是利用指南針航海最早的國家．D正確．
6．關于磁鐵的兩個磁極，下列說法中正確的是( )
A．可以分開
B．不能分開
C．一定條件下可以分開
D．磁鐵很小時就只有一個磁極
答案 B
7．磁性水雷是用一個可以繞軸轉動的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后變成了一個浮動的磁體，當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是( )
A．磁體的吸鐵性
B．磁極間的相互作用規(guī)律
C．電荷間的相互作用規(guī)律
D．磁場對電流的作用原理
答案 B
解析 軍艦被地磁場磁化后變成了磁體，當軍艦靠近水雷時，對控制引爆電路的小磁針有力的作用，使小磁針轉動引爆水雷．B項正確．
8．金屬棒一端靠近小磁針的南極或北極時，都看到有吸引現(xiàn)象，可斷定這根金屬棒( )
A．一定是永磁體
B．一定不是永磁體
C．一定是鐵、鈷、鎳類的物質制成的棒
D．可能是磁體，也可能不是磁體
答案 BC
9．以下說法正確的是( )
A．只有兩個磁鐵相互接觸時，才能發(fā)生相互作用
B．把一根條形磁鐵從中間折斷，則被分開的兩部分只有N極或S極
C．極光現(xiàn)象與地球的磁場有關
D．人們代步的電動自行車中應存在磁體
答案 CD
解析 磁體的周圍存在一種特殊的物質——磁場，磁鐵間不接觸時也可以通過磁場發(fā)生相互作用，故A錯．無論將磁鐵分得多么小，它總有N極和S極，迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)只有N極或S極的磁單極子存在(這一點與電荷不同)，故B錯．極光現(xiàn)象是地磁場將射向地球的帶電粒子偏轉到地球的兩極，帶電粒子與大氣相互作用而發(fā)出的光，故C正確．電動自行車的電機中一定有磁體存在，故D正確．
10．為了判斷一根鋼鋸條是否有磁性，某同學用它的一端靠近一個能自由轉動的小磁針，下面給出了幾種可能產生的現(xiàn)象及相應的結論，其中正確的是( )
A．若小磁針的一端被推開，則鋸條一定有磁性
B．若小磁針的一端被吸引過來，則鋸條一定有磁性
C．若小磁針的一端被吸引過來，不能確定鋸條是否有磁性
D．若小磁針的一端被推開，不能確定鋸條是否有磁性
答案 AC
解析 若發(fā)生排斥現(xiàn)象，只有一種可能，小磁針靠近鋸條的同名磁極．若發(fā)生吸引現(xiàn)象，則鋸條可能有磁性，也可能無磁性，故選A、C.
11．力是物體與物體間的相互作用，對于磁鐵與附近的鐵釘，下列說法中正確的是( )
A．施力物體只有磁鐵，受力物體只有鐵釘
B．只有當磁鐵和鐵釘接觸時，才會產生力的作用
C．磁鐵和鐵釘雖然沒有接觸，但也會產生力的作用
D．磁鐵對鐵釘有吸引作用，而鐵釘不會吸引磁鐵
答案 C
解析 磁場力是通過磁場作用的，所以磁鐵和鐵釘不一定要接觸才會產生力的作用，故B錯．既然磁場力也是力，則其作用應是相互的，因此，磁鐵和鐵釘互為施力物體和受力物體，故A錯．由于鐵釘被磁化而具有磁性，鐵釘也會吸引磁鐵，故D錯，所以應選C.
12．在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便且效果明顯，通電直導線應( )
A．平行于南北方向，位于小磁針上方
B．平行于東西方向，位于小磁針上方
C．平行于東南方向，位于小磁針下方
D．平行于西南方向，位于小磁針下方
答案 A
解析 考慮地磁場的作用，放置通電導線一定要南北方向，開始時和磁針平行．把導線沿南北方向放置在地磁場中處于靜止狀態(tài)的磁針的正上方，通電時磁針發(fā)生明顯的偏轉，是由于南北方向放置的電流的正下方的磁場恰好是東西方向．
13．超導是當今高科技的熱點之一，當一塊磁體靠近超導體時，超導體中會產生強大的電流，對磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車就采用了這項技術，磁體懸浮的原理是( )
①超導體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相同?、诔瑢w電流的磁場方向與磁體的磁場方向相反?、鄢瑢w使磁體處于失重狀態(tài) ④超導體對磁體的磁力與磁體的重力相平衡
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 D
解析 同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以電流的磁場方向和磁體的磁場方向相反．磁體懸浮在空中，重力和磁力平衡．
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第一節(jié) 探究電流周圍的磁場
【教學目的】
通過實驗，認識到通電導線在磁場中受到力的作用，這種力就叫安培力；知道影響安培力大小和方向的因素；知道左手定則和安培力大小的計算公式；用左手定則判斷安培力的方向，能計算在勻強磁場中，當通電導線所受安培力的大小。通過安培力了解磁感應強度的比值定義法。
【教學重點】
使學生掌握電流在勻強磁場中所受安培力大小的決定因素、計算公式以及安培力方向的判定；使學生熟練的利用三視圖來分析磁場、電流以及安培力之間的關系。并能擴展到線框受力。
【教學難點】
在掌握磁感應強度定義的基礎上，掌握磁場對電流作用的計算方法，并能熟練地運用左手定則判斷通電導線受到的磁場力的方向
【教學媒體】
實驗： 馬蹄形磁鐵、干電池、導線、通電直導線研究儀等。課件：磁電式多用電表的內部結構FLASH，電動機的原理FLASH。
【教學安排】
第1課時
【新課導入】
（1）將粉筆放置在蹄形磁鐵兩極之間，粉筆受力嗎？如果把粉筆換成是小磁針呢？
生：粉筆不受力．小磁針受力（磁體→磁場→磁體）
（2）我們上一章學過的奧斯特的實驗我們看到了什么現(xiàn)象呢？為什么？
生：看到了小磁針發(fā)生了偏轉。因為通電導線產生的磁場對它施的力．
（電流→磁場→磁體）
師：我們同樣也知道運動的電荷也會產生磁場同樣也會讓小磁針發(fā)生偏轉。
（運動電荷→磁場→磁體）
（3）既然通電導線周圍存在的磁場對小磁針有力的作用，那么小磁針也會產生磁場，小磁針的磁場對通電導線是否也有力的作用呢？（磁體→磁場→電流？）
【新課內容】
1、安培力的定義及力的作用點：
講述：“上面的這個問題來自一位我們不得不提到的偉大的物理學家——安培。他出身于一個富裕的家庭，不過在他身上歷了各種不幸：父親在法國大革命中被殺害，妻子過早的就離開了他，他一度沉浸在悲痛中，后來是盧梭關于植物學的著作燃起了他對科學的熱情，他開始潛心研究學問。
他主要的貢獻集中在電磁學方面：發(fā)現(xiàn)了電流產生磁場的規(guī)律---安培定律；提出了著名的分子環(huán)流假說，闡述了磁現(xiàn)象的電本質；第一個把研究動電的理論稱為“電動力學”……
為了紀念安培，我們以其名字來命名電流的單位。符號為A。這是物理7個基本單位之一。
講述：在上個世紀，許多物理學家就提出通電導體在磁場里是否受力的問題，并著手研究．其中安培也在進行這方面的研究，并且他提出了兩個思考：
① 磁場對通電導線是否有力的作用。
② 通電導線之間是否有力的作用。
在這節(jié)課，我們就用老師帶來的這套儀器來親自動手研究，看看能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律。展示器材，介紹各個部分，并在黑板上畫出實物圖。
師：發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？說明了什么？（變換磁鐵的方向再做一次，使學生看到導體向相反的方向運動這一現(xiàn)象）
生：導體動起來了．導體從靜止變成運動，運動狀態(tài)改變，說明通電導體受到力的作用．
師：是誰給通電導體施加了力呢？這個力的受力物體是電流還是導體？（學生思考）
演示：（1）切斷電流，導體雖在磁場中，卻不動．（2）去掉磁場再通電流，導體也不動．
（啟發(fā)學生認識到是磁體周圍的磁場給了電流以力的作用）
師：我們把磁場對電流的這一作用力稱為安培力。因此，我們知道了磁場不僅能對放入磁場中的磁體有力的作用，對放入其中的電流也有力的作用。大家說一說，力有哪三個要索？
生：大小、方向、作用點。
師：現(xiàn)在我們已經知道受力體是導線中的電流，也就是說畫安培力的示意圖時，力的作用點要畫在電流上（導線的中心上），接下來我們再來研究一下力的方向．
2、安培力的方向：剛才我們觀察到作用力方向不完全相同，說明作用力的方向與某些因素有關系，如何去研究這一問題呢？
若學生不能回答，可出示蹄形磁鐵（內置導體）在黑板上畫出其平面圖（圖2）啟發(fā)學生：磁鐵口向右有幾種放法？（兩種）導體中的電流方向有幾種？（兩種）使學生知道共有四種情況需要研究．
由此圖我們可以看出，磁場中通電導線所受安培力的方向與磁場方向和電流方向都有關。
師：那么現(xiàn)在請同學們看課本122頁，閱讀課本中關于左手定則的描述。
（等學生閱讀完后再用來判斷圖2中各圖，看看是否符合。）
練習導體受力方向，完成手冊P124/2所示的四種情況。
3、安培力的大?。?
講述：通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，當放入磁性強弱不同的磁鐵，或者使用數(shù)目不同的電池，或者改變磁場中導線的長度時，導線偏轉的角度不同，這樣我們可以得到什么結論呢？
生：電流所受的安培力大小跟磁感應強度、電流大小以及磁場中垂直磁場方向導線的長度有關。
師：該怎么設計實驗來探索他們之間的關系呢？
引導學生討論出：1、安培力的測量需要用導線在磁場中的偏離豎直方向的角度大小來體現(xiàn)——類似于庫侖定律的定性實驗。教師指出這樣把不易測量的物理量轉化成易測量的量來進行的方法稱為替代法。2、磁場要勻強磁場，可用馬蹄形磁鐵的N、S極之間來進行實驗。3、導線不能太長，電流又要大，需要用較粗的導體棒（細銅棍）和能通過大電流的電源（否則電源易燒壞）。4、可用滑動變阻器調節(jié)電流，用安培表測量電流的大小。5、可改變導體棒接入的長度。
但由于實驗條件限制，我們只能進行定性的實驗。教師演示并歸納實驗現(xiàn)象的出：進一步的實驗表明，在勻強磁場中，當通電導線與磁場方向垂直時，安培力的大小等于電流、磁感應強度和導線長度的乘積： F=BIL 在式中，F(xiàn)的單位為牛頓（N），I的單位為安培（A），B的單位為特斯拉（T），L的單位為米（m）。
為什么要加一個垂直于磁場放置的限制呢？如果導線與磁場不垂直會怎樣？定性實驗——發(fā)現(xiàn)不垂直時導線受力比較小。因此影響安培力大小的因素不僅有電流大小I，磁場強弱B和導線長度L，還有電流與磁場的夾角θ。
當θ=90o時，即電流與磁場垂直時，安培力最大，為F=BIL；
當θ=0o時，即電流與磁場平行時，安培力最小，為F=0；
當0o<θ<90o時，即電流與磁場互成角度時，安培力介于零與最大之間，為0
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