2019-2020年高中物理 3.3《幾種常見的磁場》教案 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 3.3《幾種常見的磁場》教案 新人教版選修3-1 一、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（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)磁場的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場 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. 二、重點(diǎn)與難點(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方向. 2．正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 三、教具：多媒體、條形磁鐵、直導(dǎo)線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺(tái)、學(xué)生電源 四、教學(xué)過程： （一）復(fù)習(xí)引入 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］電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？ ［學(xué)生答］磁場可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課 （老師）類比電場線可以很好地描述電場強(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 （二）新課講解 【板書】1．磁感線 （1）磁感線的定義 在磁場中畫出一些曲線，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)與電場線加以類比。 【注意】①磁場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)別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。 2．幾種常見的磁場 【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(簡化為一個(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(簡化為一個(gè)大的條形磁鐵) （圖5）、※輻向磁場（圖6）、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場。 （1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖1、圖2） （2）電流的磁場與安培定則 ①直線電流周圍的磁場 在引導(dǎo)學(xué)生分析歸納的基礎(chǔ)上得出 ○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） ○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 ○環(huán)形電流磁場的磁感線：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］ ○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. ○通電螺線管磁場的磁感線：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） ○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（和天然磁鐵相比）的特點(diǎn)：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以由電流方向變換；磁場的強(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（P92） 對(duì)分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識(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)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的． 4．勻強(qiáng)磁場 （1）勻強(qiáng)磁場：如果磁場的某一區(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)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場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：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；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P92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)磁場或可視為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是線圈面積在與磁場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)做簡要的小結(jié)。并要求學(xué)生課外按P93【做一做】 鞏固練習(xí) 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.試確定電流方向. 電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向. （四）鞏固新課（1）復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容 （2）閱讀“科學(xué)漫步” （3）指導(dǎo)學(xué)生完成“問題與練習(xí)”1--4