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1、2022年高中物理 第三節(jié) 幾種常見的磁場(chǎng)教案 新人教版選修3
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(chǎng)（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(chǎng)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(chǎng)的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)
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.
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(chǎng)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(chǎng)可以用電場(chǎng)線形象地描述，磁場(chǎng)可以用什么來描述呢？
［學(xué)生答］磁場(chǎng)可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課
（老師）類比電場(chǎng)線可以很好地描述電場(chǎng)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．
3、磁感線
（1）磁感線的定義
在磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)線加以類比。
【注意】①磁場(chǎng)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(chǎng)線和磁感線的不同之處：電場(chǎng)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(chǎng)
【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(chǎng)(簡(jiǎn)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(chǎng)(簡(jiǎn)化為一個(gè)大的條形磁鐵) （圖5）、※輻向磁場(chǎng)（圖6）、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場(chǎng)。
（1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場(chǎng)周圍磁感線的分布情況（圖1、圖2）
（2
5、）電流的磁場(chǎng)與安培定則
①直線電流周圍的磁場(chǎng)
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(chǎng)
○環(huán)形電流磁場(chǎng)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
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(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向.
③通電螺線管的磁場(chǎng).
○通電螺線管磁場(chǎng)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(chǎng)（和天然磁鐵相比）的特點(diǎn)：磁場(chǎng)的有無可由通斷電來控制；磁場(chǎng)的極性可以
7、由電流方向變換；磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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
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(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(chǎng)本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的．
4．勻強(qiáng)磁場(chǎng)
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)：如果磁場(chǎng)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(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)：即距離很近的兩個(gè)異名磁極之間除邊緣部
9、分以外的磁場(chǎng)；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(chǎng)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(chǎng)或可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是線圈面積在與磁場(chǎng)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(jiǎn)稱韋，符號(hào)Wb 1Wb = 1T·m2
（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
10、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/A·m
（三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)各知識(shí)點(diǎn)做簡(jiǎn)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(chǎng)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
2022年高中物理 第三節(jié) 幾種常見的磁場(chǎng)教案 新人教版選修3
