教科版選修31 第3章 第1節(jié)　磁現(xiàn)象　磁場 課件（41張）.ppt

第三章磁場 教師參考 一 課程標(biāo)準1 內(nèi)容標(biāo)準 1 列舉磁現(xiàn)象在生活 生產(chǎn)中的應(yīng)用 了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響 關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展 2 了解磁場 知道磁感應(yīng)強度和磁通量 會用磁感線描述磁場 會判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向 3 通過實驗 認識安培力 會判斷安培力的方向 會計算勻強磁場中安培力的大小 4 通過實驗 認識洛倫茲力 會判斷洛倫茲力的方向 會計算洛倫茲力的大小 了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用 2 活動建議 1 用電磁繼電器安裝一個自動控制電路 2 觀察電視顯像管偏轉(zhuǎn)線圈的結(jié)構(gòu) 討論控制電子束偏轉(zhuǎn)的原理 二 高考內(nèi)容及要求1 磁場 磁感應(yīng)強度 磁感線 2 通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向 3 安培力 安培力的方向 4 勻強磁場中的安培力 5 洛倫茲力 洛倫茲力的方向 6 洛倫茲力公式 7 帶電粒子在勻強磁場中的運動 8 質(zhì)譜儀和回旋加速器 說明 1 安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強度方向垂直的情況 2 洛倫茲力的計算只限于速度和磁場方向垂直的情況 三 教學(xué)建議本章的內(nèi)容核心是 磁感應(yīng)強度b 磁感線及磁通量 安培力和洛倫茲力 教學(xué)中要注意講解和引導(dǎo)學(xué)生理解 掌握 1 在教學(xué)中要有意識地 恰當(dāng)?shù)剡\用類比方法 如磁場與電場類比 磁感應(yīng)強度與電場強度類比 磁感線與電場線類比 安培力與電場力類比等 2 本章的核心概念是磁感應(yīng)強度 此概念抽象 難理解 教學(xué)中要按照教材內(nèi)容的編排順序 先引導(dǎo)學(xué)生認識 明確 磁場有強弱和方向 再通過實驗感受 磁場對通電導(dǎo)線的作用力 與 磁場的強弱和方向 有關(guān) 最后類比于電場強度e的定義 磁感應(yīng)強度b 的定義自然得出 教學(xué)中要時刻注意概念的滲透 難點得以突破 3 注意教學(xué)中物理規(guī)律與新科技的結(jié)合 讓學(xué)生體驗科學(xué)的魅力 第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場 課堂探究 自主學(xué)習(xí) 達標(biāo)測評 自主學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí) 感悟新知 目標(biāo)導(dǎo)航 教師參考 重點 掌握各種磁感線的分布規(guī)律難點 用安培定則判斷電流周圍磁感線的方向 教材梳理 一 磁現(xiàn)象1 我國古代對磁現(xiàn)象的認識及應(yīng)用在時期已發(fā)現(xiàn)天然磁石具有吸引鐵的現(xiàn)象和指示方向的特征 北宋時期我們的祖先發(fā)明了 并很快用于 其后100多年傳入歐洲 史記 和 本草綱目 中記載了能治療疾病 2 電與磁的相互聯(lián)系現(xiàn)象及第二次產(chǎn)業(yè)革命奧斯特發(fā)現(xiàn)的翻開了研究電與磁相互關(guān)系的新篇章 法拉第發(fā)現(xiàn)的打開了電氣化技術(shù)時代的大門 春秋戰(zhàn)國 南北 指南針 磁石 電流磁效應(yīng) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 航海 3 信息技術(shù)及生物體中的磁現(xiàn)象某些磁性物質(zhì)能夠把對它的作用記錄下來 長久保存并在一定條件下復(fù)現(xiàn) 人們利用這種原理制成了各種信息的或設(shè)備 人們還發(fā)現(xiàn)生物體中也具有磁現(xiàn)象 磁場 磁存儲部件 想一想我國古代四大發(fā)明中的 司南 是根據(jù)什么原理制成的 答案 根據(jù)磁體具有指示南北方向的特征及地磁場的分布 二 磁場1 磁場 磁體和周圍有磁場 一切都是通過磁場來實現(xiàn)的 2 磁感線 磁感線是一些假想的有的曲線 可以形象地描述磁場的方向和 曲線上每一點的為該點的磁場方向 曲線的表示磁場的強弱 曲線的地方磁場弱 曲線的地方磁場強 電流 磁相互作用 方向 切線方向 疏密 疏 密 強弱 3 磁場的方向 在磁場中某一點小磁針的方向 即小磁針靜止時n極所指方向就是該點磁場的方向 4 幾種常見的磁場 1 磁體周圍的磁場 2 電流周圍的磁場 通電直導(dǎo)線 或直線電流 周圍的磁場用右手握住導(dǎo)線 讓伸直的拇指所指的方向跟電流方向 彎曲的四指所指的方向就是環(huán)繞的方向 n極所受磁力 一致 磁感線 環(huán)形電流或螺線管周圍的磁場讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向 伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上的方向或通電螺線管的n極 3 地磁場 地球是個大磁體 其內(nèi)部和外部都存在磁場 如圖所示 地磁場特點在赤道附近 地磁場沿方向 在地磁南極和北極 地磁場沿方向 在其他地方 地磁場與水平面成一定角度 一致 磁感線 水平 豎直 答案 不是 磁鐵周圍被磁化的鐵屑描述了磁鐵周圍磁場的分布規(guī)律 使看不見 摸不著的磁場變得具體形象 事實上 不管磁體周圍是否有鐵屑存在 磁體周圍的磁場都總是存在 而磁感線只是為了研究磁場引進的假想的線 并不是真實存在的 是科學(xué)家們用虛擬的圖線 來描述抽象概念的一種重要的科學(xué)研究方法 想一想教材p82圖3 1 8中 將磁鐵放在有機玻璃板下 把鐵屑撒在有機玻璃板上 輕輕敲打玻璃板 會發(fā)現(xiàn)鐵屑排列成一些有規(guī)律的曲線 磁鐵位置變動 鐵屑的排列也變動 這些由鐵屑排列成的線就是磁感線嗎 1 磁場是一種客觀存在的物質(zhì) 2 通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的作用是通過電場發(fā)生的 3 通電螺線管內(nèi)部的磁感線的方向是從n極指向s極 4 磁場中小磁針n極的受力方向就是磁場的方向 思考判斷 答案 1 2 3 4 要點一對磁場的理解 課堂探究核心導(dǎo)學(xué) 要點探究 問題導(dǎo)學(xué) 奧斯特發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線周圍存在著磁場 你知道這一發(fā)現(xiàn)有怎樣的重大意義嗎 答案 奧斯特的發(fā)現(xiàn)使人們認識到電和磁之間應(yīng)該存在著某種聯(lián)系 開啟了研究電與磁聯(lián)系的大門 經(jīng)過不懈努力 科學(xué)家探索出了磁能生電的規(guī)律 從此使人類進入到電氣化的時代 導(dǎo)致了人類歷史上的第二次產(chǎn)業(yè)革命 大大促進了生產(chǎn)力以及整個社會的發(fā)展 要點歸納 1 對磁場的認識 1 定義 磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì) 能夠傳遞磁體和磁體之間 磁體和電流之間 電流和電流之間的相互作用 這種特殊的物質(zhì)叫做磁場 2 基本性質(zhì) 對放入其中的磁極或電流產(chǎn)生力的作用 3 客觀性 磁場雖然不是由分子 原子組成的 但是它和常見的其他物體一樣 是一種客觀存在的物質(zhì) 4 電場與磁場的對比分析 2 地磁場 1 地磁南極在地理北極附近 地磁北極在地理南極附近 地磁場方向與正南正北方向間有一夾角 叫磁偏角 2 地理南極正上方磁場方向豎直向上 地理北極正上方磁場方向豎直向下 3 在赤道正上方 地磁場方向水平向北 4 在南半球 地磁場方向指向北偏上方向 在北半球 地磁場方向指向北偏下方向 例1 2017 太原高二檢測 以下說法正確的是 a 磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的b 電流與電流間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的c 磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的d 磁場和電場是同一種物質(zhì) 核心點撥 電荷與電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 磁極與磁極間 電流與電流間 磁極與電流間的相互作用都是通過磁場產(chǎn)生的 a 解析 電流能產(chǎn)生磁場 在電流的周圍就有磁場存在 不論是磁極與磁極間 還是電流與電流間 磁極與電流間 都有相互作用的磁場力 磁場是磁現(xiàn)象中的一種特殊物質(zhì) 它的基本特點是對放入其中的磁極 電流有磁場力的作用 而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì) 其最基本的性質(zhì)是對放入電場中的電荷有電場力的作用 因此 磁場和電場是兩種不同的物質(zhì) 各自具有其自身的特點 所以只有a正確 教師備用 例1 1 多選 關(guān)于宇宙中的天體的磁場 下列說法正確的是 a 宇宙中的許多天體都有與地球相似的磁場b 宇宙中的所有天體都有與地球相似的磁場c 指南針在任何天體上都能像在地球上一樣正常工作d 指南針只有在磁場類似于地球的天體上才能正常工作 ad 解析 地球具有全球性的磁場 宇宙中的許多天體都有與地球相似的磁場 但有的天體 如火星 不具有全球性的磁場 指南針不能在這樣的天體上正常工作 針對訓(xùn)練1 1 多選 下列說法正確的是 a 地球是一個巨大的磁體 其n極在地球南極附近 s極在地球北極附近b 地球表面磁場的豎直分量在南半球垂直于地面向上 在北半球垂直于地面向下c 地球的周圍存在著磁場 但地磁的兩極與地理的兩極并不重合 其間有一個夾角 這就是磁偏角 磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是相同的d 在地球表面各點磁場強弱相同 ab 解析 地球周圍的磁場分布類似于條形磁鐵周圍的磁場分布 所以在地球表面赤道上的磁場最弱 選項d錯誤 在地球上的不同位置 磁偏角的數(shù)值是不同的 因此選項c錯誤 要點二對磁感線的理解 問題導(dǎo)學(xué) 磁感線上某一點的切線方向 該點的磁場方向 放在該點小磁針靜止時n極指向 這三個方向有什么關(guān)系 答案 磁場對小磁針n極的作用力的方向叫做磁場的方向 由于磁感線上任何一點的方向都跟放在該點的小磁針靜止時n極所指的方向一致 所以磁感線上某點的切線方向 磁場方向和小磁針靜止時n極所指的方向 三者是一致的 要點歸納 1 磁感線的特點 1 每一點的切線方向就是該點的磁場方向 2 疏密表示磁場的強弱 磁感線密的地方磁場強 反之磁場弱 3 任何兩磁感線不相交 不相切 不中斷 4 任何一條磁感線均為閉合曲線 在磁體外部由ns 在磁體內(nèi)部由sn 2 磁感線和電場線的比較 3 常見永磁體的磁感線 例2 關(guān)于磁感線的描述 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強弱和方向 它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致b 磁感線可以用細鐵屑來顯示 因而是真實存在的c 兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場d 兩個磁場疊加的區(qū)域 磁感線就可能相交 核心點撥 磁感線是用來形象地描述磁場的強弱和方向的閉合曲線 是一種理想化模型 并不真實存在 理解磁感線的定義和特點是解題的關(guān)鍵 解析 磁感線上每一點的切線方向表示磁場方向 即小磁針靜止時北極所指的方向 選項a正確 磁感線是為了形象地描述磁場而假想的一簇有方向的閉合曲線 實際上并不存在 細鐵屑可以顯示出其形狀 但那并不是磁感線 選項b錯誤 磁感線的疏密反映磁場的強弱 磁感線是假想的 人為畫出的曲線 兩條磁感線的空隙處也存在磁場 選項c錯誤 在磁鐵外部磁感線從n極到s極 在內(nèi)部從s極到n極 磁感線不相交 選項d錯誤 a 誤區(qū)警示磁感線的理解誤區(qū) 1 在沒畫磁感線的地方 并不表示沒有磁場存在 2 若多個磁體或電流的磁場在空間某區(qū)域疊加 磁感線描述的是疊加后的磁場的磁感線分布情況 不能認為該區(qū)域有多條磁感線相交 教師備用 例2 1 關(guān)于磁感線的說法 正確的是 a 磁感線總是從磁體的n極出發(fā)指向s極b 磁感線可以表示磁場的強弱和方向c 細鐵粉撒在磁鐵附近 我們看到的就是磁感線 所以磁感線是真實存在的d 沿磁感線方向磁場減弱 b 解析 磁感線是閉合曲線 在磁體外部是從n極到s極 內(nèi)部是由s極到n極 故選項a錯誤 用磁感線可以形象描述磁場的強弱和方向 即疏密表示強弱 各點的切線方向表示該點的磁場方向 故選項b正確 磁感線是為研究問題方便而假想的曲線 實際不存在 故選項c錯誤 磁感線的疏密表示磁場強弱 磁場強弱與磁感線的方向無關(guān) 選項d錯誤 針對訓(xùn)練2 1 2017 西安高二檢測 關(guān)于磁感線與電場線的描述 正確的是 a 電場線起止于電荷 磁感線起止于磁極b 靜電場的電場線一定不閉合 磁感線一定是閉合的c 磁感線是自由小磁針在磁場力作用下的運動軌跡d 電場線和磁感線實際上均存在 解析 在靜電場中的電場線是不閉合的 但磁感線都是閉合的 選項a錯誤 b正確 在磁場中的小磁針可以轉(zhuǎn)動 磁感線不是小磁針的運動軌跡 選項c錯誤 電場線和磁感線都是人為假想的線 只是為了形象地描述電場和磁場 選項d錯誤 b 要點三電流磁場的方向判定及磁感線分布規(guī)律 問題導(dǎo)學(xué) 用安培定則判斷環(huán)形電流磁場方向時 大拇指指向是什么方向 答案 大拇指指向環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向 要點歸納 例3 多選 如圖所示 彈簧測力計下端掛一條形磁棒 其中條形磁棒n極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi) 則下列說法正確的是 a 若將a接電源正極 b接電源負極 則彈簧測力計的示數(shù)將減小b 若將a接電源正極 b接電源負極 則彈簧測力計的示數(shù)將增大c 若將b接電源正極 a接電源負極 則彈簧測力計的示數(shù)將增大d 若將b接電源正極 a接電源負極 則彈簧測力計的示數(shù)將減小 ac 解析 當(dāng)a接電源正極 b接負極時 根據(jù)線圈的繞向 由安培定則可知通電螺線管的磁感線情況如圖所示 磁棒的n極受到的磁場力方向向上 磁棒的s極受力方向向下 由于磁棒的s極所在處磁感線較稀 故n極受力大于s極受力 磁棒所受磁場力的合力方向向上 彈簧測力計示數(shù)減小 同理 當(dāng)b接電源正極 a接負極時 彈簧測力計示數(shù)增大 選項b d錯誤 a c正確 誤區(qū)警示當(dāng)a接電源正極 b接負極時 由安培定則可知通電螺線管內(nèi)部磁感線自下而上 其上端相當(dāng)于一個條形磁鐵的n極 因同名磁極相斥 異名磁極相吸 本題磁棒n極已接近b端 因此錯認為二者是吸引力 從而選錯 在螺線管內(nèi)部的磁棒其作用力不能再根據(jù)同名磁極相斥 異名磁極相吸判斷 而應(yīng)該根據(jù)n極受力與磁場方向相同 s極受力與磁場方向相反來判斷 教師備用 例3 1 如圖所示 e f分別表示蓄電池兩極 p q分別表示螺線管兩端 當(dāng)閉合開關(guān)時 發(fā)現(xiàn)小磁針n極偏向螺線管q端 下列判斷正確的是 a e為蓄電池正極b 流過電阻r的電流方向向上c 螺線管p端為s極d 管內(nèi)磁場方向由p指向q b 解析 n極偏向q端 說明q端為s極 p端為n極 由安培定則可知流過電阻r的電流方向向上 f為蓄電池正極 而螺線管內(nèi)部磁場方向由s極到n極 即由q指向p 選項b正確 a c d錯誤 針對訓(xùn)練3 1 下列各圖中 已標(biāo)出電流i 磁感線的方向 其中符合安培定則的是 解析 物理中常用 表示垂直紙面向里的 電流方向 或 磁感線方向 常用 表示垂直紙面向外的 電流方向 或 磁感線方向 確定電流方向或磁場方向時 可根據(jù)安培定則判斷 選項c正確 a b d錯誤 c 達標(biāo)測評隨堂演練 檢測效果 1 關(guān)于磁場和磁感線的描述 正確的說法是 a 磁感線從磁體的n極出發(fā) 終止于s極b 磁感線可以表示磁場的方向和強弱c 沿磁感線方向 磁場逐漸減弱d 因為異名磁極相互吸引 所以放入通電螺線管內(nèi)的小磁針的n極一定指向螺線管的s極 b 解析 在磁體外部 磁感線從磁體的n極出發(fā)指向s極 在磁體內(nèi)部 磁感線從磁體s極出發(fā)指向n極 故選項a錯誤 磁感線較密的地方 磁場較強 反之較弱 曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁場方向一致 選項b正確 c錯誤 在通電螺線管