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1、2022年高中物理 第三節(jié) 幾種常見的磁場教案 新人教版選修3
一、教學目標
（一）知識與技能
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，并能解釋有關現(xiàn)象
5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場
6．理解磁通量的概念并能進行有關計算
（二）過程與方法
通過實驗和學生動手（運用安培定則）、類比的方法加深對本節(jié)基礎知識的認識。
（三）情感態(tài)度與價值觀
1.進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力.
2.
2、培養(yǎng)學生的空間想象能力.
二、重點與難點：
1．會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行有關計算
三、教具：多媒體、條形磁鐵、直導線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源
四、教學過程：
（一）復習引入
要點：磁感應強度B的大小和方向。
［啟發(fā)學生思考］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度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向
（二）新課講解
【板書】1．
3、磁感線
（1）磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。
（2）特點：
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、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。
【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
4、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驗，使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)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
5、）電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導學生分析歸納的基礎上得出
○直線電流周圍的磁感線：是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.（圖3）
○直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，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)形導線的閉合曲線，在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導線的平面垂直（圖4）。
［教師引導學生得］
○環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判
6、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，一端相當于南極，一端相當于北極；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：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以
7、由電流方向變換；磁場的強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、電磁感應與磁感應強度密切相關，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非常基本的內(nèi)容，不掌握好，對后面的學習有很大影響。
3．安培分子電流假說
（1）安培分子電流假說（P92）
對分子電流，結合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則，以便學生更容易理解“它的兩側相當于兩個磁極”，這句話；并應強調(diào)“這兩個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、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗，加深學生的印
8、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)實踐證實的命題。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、實驗的基礎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驗的啟發(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)上都是運動電荷產(chǎn)生的．
4．勻強磁場
（1）勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
（2）兩種情形的勻強磁場：即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部
9、分以外的磁場；相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時，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： 磁感應強度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個面的磁通量（是重要的基本概念）。
（2）表達式：φ=BS
【注意】①對于磁通量的計算要注意條件，即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
②磁通量是標量，但有正、負之分，可舉特例說明。
（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb 1Wb = 1T·m2
（4）磁感應強度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S
上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁
10、通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應強度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/A·m
（三）小結：對本節(jié)各知識點做簡要的小結。并要求學生課外按P93【做一做】
鞏固練習
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N極指向右.試判定電源的正負極.
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端為負極.
注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.
2.如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.
電流方向為逆時針方向.
（四）鞏固新課（1）復習本節(jié)內(nèi)容 （2）閱讀“科學漫步”
（3）指導學生完成“問題與練習”1--4
2022年高中物理 第三節(jié) 幾種常見的磁場教案 新人教版選修3
