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2019-2020年新課標人教版3-1選修三3.1《磁現(xiàn)象和磁場》WORD教案4 一、教學目標 1．在物理知識方面要求： （1）了解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)；（2）了解磁性材料及其應(yīng)用。 2．通過對安培分子電流假說的講述，一方面要使學生了解科學假設(shè)的提出要有實驗基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，另一方面也要使學生了解假說是科學發(fā)展的形式，假說是否正確要看能否解釋實驗現(xiàn)象，導(dǎo)出的結(jié)論是否符合實驗結(jié)果。安培假說已經(jīng)得到實驗的證實，假說上升為理論——安培分子電流理論。教學中要向?qū)W生滲透科學的研究方法。 二、教學重點 磁鐵的磁場也是由運動電荷產(chǎn)生的。 三、教具 1．演示軟磁鐵被磁化的實驗： 鐵架臺，條形磁鐵，軟鐵棒，大頭針。 2．演示磁性材料的實驗： 電源，通電螺線管，可被輕繩吊起的小磁針，塑料棒，銅棒，鉛棒，軟鐵棒，硅鋼棒，揚聲器，磁電式儀表，繼電器，變壓器。 四、主要教學過程 （一）復(fù)習提問 1．從上節(jié)課的學習我們知道了用幾種方法可以產(chǎn)生磁場？ 回答：磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流也能產(chǎn)生磁場。 2．請學生在黑板上畫出條形磁鐵和通電螺線管周圍的磁場。 （二）引入新課及講授新課 磁極和電流能夠同樣產(chǎn)生磁場，通電螺線管和條形磁鐵周圍的磁場又是那么相似，這些現(xiàn)象使我們想到，磁極的磁場和電流的磁場是不是有相同的起源？ 導(dǎo)體中的電流是由運動電荷產(chǎn)生的，因而不難理解，通電導(dǎo)線的磁場是由運動電荷產(chǎn)生的。 介紹美國科學家羅蘭的實驗： 羅蘭把大量的電荷加在一個橡膠圓盤上，然后使圓盤繞中心高速轉(zhuǎn)動，在盤的附近用小磁針來檢驗運動電荷產(chǎn)生的磁場，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小磁針果然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而且改變盤的轉(zhuǎn)動方向或改變電荷的正負時，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也改變，磁針偏轉(zhuǎn)方向跟運動電荷所形成的電流方向間的關(guān)系同樣符合安培定則。 這個實驗證明了運動電荷確實產(chǎn)生磁場。 磁鐵的磁場是否也是由運動電荷產(chǎn)生的呢？法國科學家安培根據(jù)環(huán)形電流的磁場和磁鐵相似提出了著名的分子電流假說。 讓學生看書（必修本）p．71～p．72。 板書：1．安培分子電流假說 指出：安培分子電流假說是說明科學假說在人們認識自然奧秘中重要作用的范例。安培提出分子假說的時代，人們并不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，但安培的指導(dǎo)思想是電與磁的同一性，安培抓住了通電螺線管與條形磁鐵相似的事實大膽提出分子電流假說。他的假說不僅有實驗基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，而且能夠解釋實驗現(xiàn)象，被證實是正確的。 讓學生用安培分子電流假說解釋以下幾種現(xiàn)象： （1）軟鐵棒被磁化。 演示：夾在鐵架臺上的軟鐵棒被條形磁鐵磁化后可以吸起大頭針。 （2）磁鐵受到高溫或猛烈的敲擊為什么會失去磁性？ 讓學生自己歸納出磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。（板書） 2．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：運動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對運動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場力的作用，所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷（電流）之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。 關(guān)于磁性材料的教學： 演示實驗。 通電螺線管的上方吊起小磁針，在螺線管中分別插入塑料棒、銅棒、鉛棒等材料時，觀察小磁針偏轉(zhuǎn)?？梢?，它們的插入對磁場影響較小。當插入軟鐵棒、硅鋼棒時，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況，可見磁場增加很多。 而后向?qū)W生指出：大多數(shù)物質(zhì)對磁場的影響都很小，只有少數(shù)幾種材料如鐵、鎳、鈷及一些合金材料等才能對磁場影響較大，它們能使磁場增加幾千倍，甚至上百萬倍，這種材料叫鐵磁性材料。 向?qū)W生同時展示揚聲器、電磁式儀表中的永磁鐵、繼電器、變壓器中的硅鋼片。 提出問題： （1）什么時候用硬磁性材料？ （2）什么時候用軟磁性材料？ 啟發(fā)學生自己歸納。 提出問題：非鐵磁性材料是否有用？ 啟發(fā)學生想到，手表式指南針的表殼要用非鐵磁性材料來做。 （三）習題課部分 例1．如圖所示，放在通電螺線內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時N極指向右，試判斷電源的正負極。 分析和解答： 小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感 線由a→b，根據(jù)安培定則可判斷電流由電源的c端流出，由d端流入。故c端為正極，d端為負極。 注意：不要錯誤認為螺線管b端吸引小磁針的N極就相當于條形磁鐵的南極，關(guān)鍵要分清螺線管內(nèi)部磁感線分布。 例2．如圖所示，若一束電子沿y軸正方向移動，則在z軸上某點A的磁場方應(yīng)該是 [ ] A．沿x軸的正向 B．沿x軸的負向 C．沿z軸的正向 D．沿z軸的負向 分析和解答： 電子沿y軸正方向移動，相當于電流方向沿y軸負方 向，根據(jù)安培定則可判斷在z軸上的A點的磁場方向應(yīng)該沿x軸負方向。故選B。 （四）小結(jié)本節(jié)要點 1．安培分子假說：物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著環(huán)形分子電流。 2．安培分子假說對各種磁現(xiàn)象的解釋：分子電流取向雜亂無章時無磁性；分子電流取向大致相同時有磁性。 3．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場都是由電荷的運動產(chǎn)生的。 （五）布置作業(yè) 1．完成書后p.73～p.74（1）（2）（3）（4）。 2．自制一個指南針，并完成p.74小實驗。 五、說明 1．安培分子假說是說明科學假說在人們認識自然奧秘中重要作用的范例。 安培提出分子假設(shè)時人們還不知道物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，但安培的指導(dǎo)思想是電與磁的統(tǒng)一性。電與磁的統(tǒng)一是一個非常重要的思想，這個思想引導(dǎo)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，引導(dǎo)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，最后引導(dǎo)麥克斯韋建立了統(tǒng)一的電磁場理論。安培抓住了通電螺線管與條形磁鐵磁場相似的事實大膽提出分子電流假說。安培的思路對人們有極大的啟發(fā)。我們在教學中應(yīng)有意向?qū)W生滲透這種科學的研究方法，這對培養(yǎng)學生思維能力很有好處。 2．教材中對磁現(xiàn)象的電本質(zhì)表述要注意不要說成一切磁場都是由運動電荷產(chǎn)生的，在后邊我們介紹麥克斯韋電磁理論時，還要指出“變化的電場產(chǎn)生磁場”。