磁場++磁感線 教材分析課件 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊+

第1節(jié)磁場磁感線必修三第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步物理觀念(1)知道磁場的基本性質(zhì)，知道磁感線。(2)知道磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間都是通過磁場相互作用的?？茖W(xué)思維(1)知道幾種常見磁場中磁感線的空間分布情況，體會如何使用形象化的手段描述物理現(xiàn)象。(2)會用安培定則判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向。科學(xué)探究(1)通過實驗探究通電導(dǎo)線周圍磁感線的方向與電流方向的關(guān)系。(2)了解安培分子電流假說。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)體會奧斯特發(fā)現(xiàn)的重要意義，體會探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感。(2)認(rèn)識磁場的應(yīng)用對生產(chǎn)、生活和科技發(fā)展的作用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。一、教學(xué)目標(biāo)重點：知道通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流、螺線管的磁場與磁感線難點：探究通電螺線管極性與電流方向的關(guān)系及磁感線分布情況二、教學(xué)重點、難點三、教學(xué)思路教師引導(dǎo)學(xué)生通過實驗、討論等方式，提升學(xué)生探究能力，同時借助信息技術(shù)手段，讓學(xué)生能夠更加清晰地認(rèn)識磁場，體會類比思維，加深學(xué)習(xí)印象。環(huán)節(jié)一，自主回顧電和磁的聯(lián)系電荷磁體相似同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引同名磁極相互排斥異名磁極相互吸引不同正、負(fù)電荷可以獨立存在南、北磁極不能獨立存在漢斯·克海斯提安·奧斯特HansChristianOrsted丹麥物理學(xué)家（1777~1851）直到19世紀(jì)初，庫倫、安培等物理學(xué)家都認(rèn)為電與磁是互不相關(guān)的兩回事。1820年4月，丹麥物理學(xué)家奧斯特在一次講課中“偶然”間發(fā)現(xiàn)了電流具有磁效應(yīng)。四、教學(xué)過程教學(xué)建議：自主閱讀教材，回憶初中所學(xué)，自主歸納總結(jié)漢斯·克海斯提安·奧斯特HansChristianOrsted丹麥物理學(xué)家（1777~1851）縱向力橫向作用實際實驗時必須考慮地磁場的影響，讓通電導(dǎo)線沿南北方向放置，使電流產(chǎn)生的磁場方向與地磁場方向盡量不一致，這樣實驗效果明顯。安培寫道：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個新紀(jì)元聯(lián)系在一起了?！狈ɡ诤髞碓u價這一發(fā)現(xiàn)時也說：“它猛然打開了一個科學(xué)領(lǐng)域的大門，那里過去是一片漆黑，如今充滿光明。”Fv奧斯特早在讀大學(xué)時就深受康德哲學(xué)思想的影響，認(rèn)為各種自然力都來自同一根源，可以相互轉(zhuǎn)化。他一直堅信電和磁之間一定有某種關(guān)系，電一定可以轉(zhuǎn)化為磁。當(dāng)務(wù)之急是怎樣找到實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的條件。奧斯特仔細(xì)地審查了庫侖的論斷，發(fā)現(xiàn)庫侖研究的對象全是靜電和靜磁，確實不可能轉(zhuǎn)化。他猜測，非靜電、非靜磁可能是轉(zhuǎn)化的條件，應(yīng)該把注意力集中到電流和磁體有沒有相互作用來進(jìn)行探索。環(huán)節(jié)二，磁場再認(rèn)識安德烈·瑪麗·安培André-Marie

Ampère（1775~1836）電場電荷A電荷B磁場磁體A或電流A磁體B或電流B教學(xué)建議：通過演示實驗，展示現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考電場磁場場源電荷磁體、電流基本性質(zhì)對放入其中的電荷有靜電力的作用對放入其中的磁體、通電導(dǎo)線有磁場力的作用方向規(guī)定正電荷受力方向為電場方向規(guī)定小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向相同點磁場和電場都是看不見，摸不著，但都是客觀存在的物質(zhì)類比思維培養(yǎng)環(huán)節(jié)三，磁感線認(rèn)識拓展常見磁感線的分布：教學(xué)建議：讓學(xué)生自己動手畫一畫！電場線磁感線意義為了形象地描述電場的方向和強(qiáng)弱而假想的線為了形象地描述磁場的方向和強(qiáng)弱而假想的線方向線上各點的切線方向就是該點的電場方向線上各點的切線方向就是該點的磁場方向大小電場線的疏密表示電場強(qiáng)弱磁感線的疏密表示磁場強(qiáng)弱特點不閉合的曲線。始于正電荷或無限遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)處。除電荷處外，在空間不相交、不相切、不中斷。閉合曲線。在磁體外部，磁感線從N極發(fā)出，進(jìn)入S極；在磁體內(nèi)部由S極回到N極。在空間不相交、不相切、不中斷。環(huán)節(jié)四，安培定則（右手螺旋定則）1.直線電流的磁場：安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。IIII電流方向電流位置N極指向電流向右位于小磁針上方電流向右位于小磁針下方電流向左位于小磁針上方電流向左位于小磁針下方2，環(huán)形導(dǎo)線的磁場：安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形（或螺線管）的電流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線（或螺線管）軸線上磁場的方向。環(huán)形電流可以看成無數(shù)段直線電流串聯(lián)而成。3，通電螺線管的磁場：通電螺線管可以看成多個環(huán)形電流串聯(lián)而成。安培定則立體圖正視圖左視圖直線電流以導(dǎo)線上任意點為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極說明：為方便、直觀地描述磁感線的分布。

用“×”表示磁場方向垂直于紙面向里，用“·”表示磁場方向垂直于紙面向外，

用“?”表示電流方向垂直于紙面向里，用“⊙”表示電流方向垂直于紙面向外，科學(xué)漫步：安培分子電流假說甲鐵棒中各分子電流取向是雜亂無章的，磁性抵消，對外不顯示磁性；乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，分子電流的磁性增強(qiáng)，對外顯示磁性。當(dāng)磁體在高溫或強(qiáng)烈震動下分子電流會變得雜亂,從而使磁性減弱。1.安培分子電流假說的內(nèi)容安培認(rèn)為，在物質(zhì)內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——分子電流。分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。2.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)安培的分子電流假說揭示了磁場的起源，它使我們認(rèn)識到磁體的磁場和電流的磁場一樣，都是由運(yùn)動電荷產(chǎn)生的。整體教學(xué)建議一、類比教學(xué)：

初中已經(jīng)講過了磁現(xiàn)象，如磁體、磁極、磁極間的相互作用。本章沒有重復(fù)這些內(nèi)容，因為前面已經(jīng)講過了電場電路。所以本節(jié)從電和磁的聯(lián)系入手，通過對比電和磁的相似性，讓學(xué)生把電和磁聯(lián)系起來，通過與電場類比進(jìn)行教學(xué)。如磁場與電場類比，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度類比，磁感線與電場線類比。有意識的恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用類比方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于電磁場的物質(zhì)觀念、運(yùn)動與相互作用觀念和能量觀念。二、激勵教學(xué)：

本節(jié)涉及到的物理科學(xué)家和物理學(xué)史內(nèi)容較多，具有豐富的科學(xué)方法和人文教育相結(jié)合的好素材。讓學(xué)生充分體會到這些科學(xué)家在探索自然奧秘過程中所經(jīng)歷的曲折艱辛與克服困難帶來的成就感。激勵學(xué)生學(xué)會重要的科學(xué)思想方法，如理想化模型法、用物理量之比定義新物理量、微元法、累積法、類比法。三、實驗教學(xué)：

本節(jié)涉及到的演示實驗較多，通過實驗演示可以提高學(xué)生的觀察與邏輯思維的結(jié)合能力，提升學(xué)生對實驗結(jié)果定性和定量分析的能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究與科學(xué)思維能力的發(fā)展。同時激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲和學(xué)習(xí)物理的興趣。四、活動教學(xué)：可以布置一些學(xué)生查閱資料的活動：1，了解我國古代對磁現(xiàn)象的認(rèn)識和應(yīng)用及其對人類文明的影響。2，指南針與鄭和下西洋；3，磁現(xiàn)象、磁技術(shù)的應(yīng)用；4，正電子的發(fā)現(xiàn)；5，科學(xué)家的小故事(奧斯特、安培、特斯拉、韋伯、洛倫茲)。1．(多選)指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是(

)A．指南針可以僅具有一個磁極B．指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C．指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D．在指南針正上方近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)鞏固提升解析指南針有N、S兩個磁極，受到地磁場的作用靜止時S極指向南方，選項A錯誤，B正確；指南針有磁性，可以與鐵塊相互吸引，選項C正確；由奧斯特實驗可知，小磁針在通電導(dǎo)線放置位置合適的情況下，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤。答案

BC2、關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是A、磁感線可以形象地描述各點磁場的方向．B、磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的．C、磁感線是磁場中客觀存在的線．D、磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止．答案

AB3、如圖所示，螺線管、蹄形鐵芯、環(huán)形導(dǎo)線三者相距較遠(yuǎn)，當(dāng)開關(guān)閉合后關(guān)于小磁針N極(黑色的一端)的指向錯誤的是(

)A．小磁針a的N極指向正確B．小磁針b的