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2019-2020年新課標(biāo)人教版3-1選修三3.1《磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)》WORD教案4 一、教學(xué)目標(biāo) 1．在物理知識(shí)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(guò)對(duì)安培分子電流假說(shuō)的講述，一方面要使學(xué)生了解科學(xué)假設(shè)的提出要有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，另一方面也要使學(xué)生了解假說(shuō)是科學(xué)發(fā)展的形式，假說(shuō)是否正確要看能否解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，導(dǎo)出的結(jié)論是否符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。安培假說(shuō)已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，假說(shuō)上升為理論——安培分子電流理論。教學(xué)中要向?qū)W生滲透科學(xué)的研究方法。 二、教學(xué)重點(diǎn) 磁鐵的磁場(chǎng)也是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。 三、教具 1．演示軟磁鐵被磁化的實(shí)驗(yàn)： 鐵架臺(tái)，條形磁鐵，軟鐵棒，大頭針。 2．演示磁性材料的實(shí)驗(yàn)： 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(yáng)聲器，磁電式儀表，繼電器，變壓器。 四、主要教學(xué)過(guò)程 （一）復(fù)習(xí)提問(wèn) 1．從上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了用幾種方法可以產(chǎn)生磁場(chǎng)？ 回答：磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。 2．請(qǐng)學(xué)生在黑板上畫出條形磁鐵和通電螺線管周圍的磁場(chǎng)。 （二）引入新課及講授新課 磁極和電流能夠同樣產(chǎn)生磁場(chǎng)，通電螺線管和條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)又是那么相似，這些現(xiàn)象使我們想到，磁極的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)是不是有相同的起源？ 導(dǎo)體中的電流是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，因而不難理解，通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。 介紹美國(guó)科學(xué)家羅蘭的實(shí)驗(yàn)： 羅蘭把大量的電荷加在一個(gè)橡膠圓盤上，然后使圓盤繞中心高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在盤的附近用小磁針來(lái)檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)，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(dòng)方向或改變電荷的正負(fù)時(shí)，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也改變，磁針偏轉(zhuǎn)方向跟運(yùn)動(dòng)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(gè)實(shí)驗(yàn)證明了運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 磁鐵的磁場(chǎng)是否也是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的呢？法國(guó)科學(xué)家安培根據(jù)環(huán)形電流的磁場(chǎng)和磁鐵相似提出了著名的分子電流假說(shuō)。 讓學(xué)生看書（必修本）p．71～p．72。 板書：1．安培分子電流假說(shuō) 指出：安培分子電流假說(shuō)是說(shuō)明科學(xué)假說(shuō)在人們認(rèn)識(shí)自然奧秘中重要作用的范例。安培提出分子假說(shuō)的時(shí)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(shí)大膽提出分子電流假說(shuō)。他的假說(shuō)不僅有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，而且能夠解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，被證實(shí)是正確的。 讓學(xué)生用安培分子電流假說(shuō)解釋以下幾種現(xiàn)象： （1）軟鐵棒被磁化。 演示：夾在鐵架臺(tái)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(huì)失去磁性？ 讓學(xué)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(yùn)動(dòng)的電荷（電流）產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷（電流）產(chǎn)生磁場(chǎng)力的作用，所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷（電流）之間通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用。 關(guān)于磁性材料的教學(xué)： 演示實(shí)驗(yàn)。 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(shí)，觀察小磁針偏轉(zhuǎn)?？梢?，它們的插入對(duì)磁場(chǎng)影響較小。當(dāng)插入軟鐵棒、硅鋼棒時(shí)，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況，可見磁場(chǎng)增加很多。 而后向?qū)W生指出：大多數(shù)物質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)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(duì)磁場(chǎng)影響較大，它們能使磁場(chǎng)增加幾千倍，甚至上百萬(wàn)倍，這種材料叫鐵磁性材料。 向?qū)W生同時(shí)展示揚(yáng)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(wèn)題： （1）什么時(shí)候用硬磁性材料？ （2）什么時(shí)候用軟磁性材料？ 啟發(fā)學(xué)生自己歸納。 提出問(wèn)題：非鐵磁性材料是否有用？ 啟發(fā)學(xué)生想到，手表式指南針的表殼要用非鐵磁性材料來(lái)做。 （三）習(xí)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(shí)N極指向右，試判斷電源的正負(fù)極。 分析和解答： 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(fù)極。 注意：不要錯(cuò)誤認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極就相當(dāng)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(dòng)，則在z軸上某點(diǎn)A的磁場(chǎng)方應(yīng)該是 [ ] A．沿x軸的正向 B．沿x軸的負(fù)向 C．沿z軸的正向 D．沿z軸的負(fù)向 分析和解答： 電子沿y軸正方向移動(dòng)，相當(dāng)于電流方向沿y軸負(fù)方 向，根據(jù)安培定則可判斷在z軸上的A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向應(yīng)該沿x軸負(fù)方向。故選B。 （四）小結(jié)本節(jié)要點(diǎn) 1．安培分子假說(shuō)：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(shuō)對(duì)各種磁現(xiàn)象的解釋：分子電流取向雜亂無(wú)章時(shí)無(wú)磁性；分子電流取向大致相同時(shí)有磁性。 3．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場(chǎng)都是由電荷的運(yùn)動(dòng)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(gè)指南針，并完成p.74小實(shí)驗(yàn)。 五、說(shuō)明 1．安培分子假說(shuō)是說(shuō)明科學(xué)假說(shuō)在人們認(rèn)識(shí)自然奧秘中重要作用的范例。 安培提出分子假設(shè)時(shí)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(gè)非常重要的思想，這個(gè)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(chǎng)理論。安培抓住了通電螺線管與條形磁鐵磁場(chǎng)相似的事實(shí)大膽提出分子電流假說(shuō)。安培的思路對(duì)人們有極大的啟發(fā)。我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)有意向?qū)W生滲透這種科學(xué)的研究方法，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力很有好處。 2．教材中對(duì)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)表述要注意不要說(shuō)成一切磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，在后邊我們介紹麥克斯韋電磁理論時(shí)，還要指出“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”。