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

第三章磁場(chǎng) 教師參考 一 課程標(biāo)準(zhǔn)1 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 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(duì)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(chǎng) 知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量 會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng) 會(huì)判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向 3 通過實(shí)驗(yàn) 認(rèn)識(shí)安培力 會(huì)判斷安培力的方向 會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小 4 通過實(shí)驗(yàn) 認(rèn)識(shí)洛倫茲力 會(huì)判斷洛倫茲力的方向 會(huì)計(jì)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(dòng)建議 1 用電磁繼電器安裝一個(gè)自動(dòng)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(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感線 2 通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場(chǎng)的方向 3 安培力 安培力的方向 4 勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 8 質(zhì)譜儀和回旋加速器 說明 1 安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的情況 2 洛倫茲力的計(jì)算只限于速度和磁場(chǎng)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(qiáng)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(shí)地 恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比方法 如磁場(chǎng)與電場(chǎng)類比 磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度類比 磁感線與電場(chǎng)線類比 安培力與電場(chǎng)力類比等 2 本章的核心概念是磁感應(yīng)強(qiáng)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(rèn)識(shí) 明確 磁場(chǎng)有強(qiáng)弱和方向 再通過實(shí)驗(yàn)感受 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 與 磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 有關(guān) 最后類比于電場(chǎng)強(qiáng)度e的定義 磁感應(yīng)強(qiáng)度b 的定義自然得出 教學(xué)中要時(shí)刻注意概念的滲透 難點(diǎn)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(yàn)科學(xué)的魅力 第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場(chǎng) 課堂探究 自主學(xué)習(xí) 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 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(diǎn) 掌握各種磁感線的分布規(guī)律難點(diǎn) 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(duì)磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用在時(shí)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(shí)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(shí)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(duì)它的作用記錄下來 長(zhǎng)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(chǎng) 磁存儲(chǔ)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(chǎng)的分布 二 磁場(chǎng)1 磁場(chǎng) 磁體和周圍有磁場(chǎng) 一切都是通過磁場(chǎng)來實(shí)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(chǎng)的方向和 曲線上每一點(diǎn)的為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 曲線的表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 曲線的地方磁場(chǎng)弱 曲線的地方磁場(chǎng)強(qiáng) 電流 磁相互作用 方向 切線方向 疏密 疏 密 強(qiáng)弱 3 磁場(chǎng)的方向 在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)小磁針的方向 即小磁針靜止時(shí)n極所指方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 4 幾種常見的磁場(chǎng) 1 磁體周圍的磁場(chǎng) 2 電流周圍的磁場(chǎng) 通電直導(dǎo)線 或直線電流 周圍的磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng) 地球是個(gè)大磁體 其內(nèi)部和外部都存在磁場(chǎng) 如圖所示 地磁場(chǎng)特點(diǎn)在赤道附近 地磁場(chǎng)沿方向 在地磁南極和北極 地磁場(chǎng)沿方向 在其他地方 地磁場(chǎng)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(chǎng)的分布規(guī)律 使看不見 摸不著的磁場(chǎng)變得具體形象 事實(shí)上 不管磁體周圍是否有鐵屑存在 磁體周圍的磁場(chǎng)都總是存在 而磁感線只是為了研究磁場(chǎng)引進(jìn)的假想的線 并不是真實(shí)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(jī)玻璃板下 把鐵屑撒在有機(jī)玻璃板上 輕輕敲打玻璃板 會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵屑排列成一些有規(guī)律的曲線 磁鐵位置變動(dòng) 鐵屑的排列也變動(dòng) 這些由鐵屑排列成的線就是磁感線嗎 1 磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中小磁針n極的受力方向就是磁場(chǎng)的方向 思考判斷 答案 1 2 3 4 要點(diǎn)一對(duì)磁場(chǎng)的理解 課堂探究核心導(dǎo)學(xué) 要點(diǎn)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(chǎng) 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(rèn)識(shí)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(jìn)入到電氣化的時(shí)代 導(dǎo)致了人類歷史上的第二次產(chǎn)業(yè)革命 大大促進(jìn)了生產(chǎn)力以及整個(gè)社會(huì)的發(fā)展 要點(diǎn)歸納 1 對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí) 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(chǎng) 2 基本性質(zhì) 對(duì)放入其中的磁極或電流產(chǎn)生力的作用 3 客觀性 磁場(chǎng)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(chǎng)與磁場(chǎng)的對(duì)比分析 2 地磁場(chǎng) 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(chǎng)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(chǎng)方向豎直向上 地理北極正上方磁場(chǎng)方向豎直向下 3 在赤道正上方 地磁場(chǎng)方向水平向北 4 在南半球 地磁場(chǎng)方向指向北偏上方向 在北半球 地磁場(chǎng)方向指向北偏下方向 例1 2017 太原高二檢測(cè) 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(chǎng)產(chǎn)生的b 電流與電流間的相互作用是通過電場(chǎng)產(chǎn)生的c 磁極與電流間的相互作用是通過電場(chǎng)與磁場(chǎng)而共同產(chǎn)生的d 磁場(chǎng)和電場(chǎng)是同一種物質(zhì) 核心點(diǎn)撥 電荷與電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)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(chǎng)產(chǎn)生的 a 解析 電流能產(chǎn)生磁場(chǎng) 在電流的周圍就有磁場(chǎng)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(chǎng)力 磁場(chǎng)是磁現(xiàn)象中的一種特殊物質(zhì) 它的基本特點(diǎn)是對(duì)放入其中的磁極 電流有磁場(chǎng)力的作用 而電場(chǎng)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(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有電場(chǎng)力的作用 因此 磁場(chǎng)和電場(chǎng)是兩種不同的物質(zhì) 各自具有其自身的特點(diǎn) 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(chǎng) 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(chǎng)b 宇宙中的所有天體都有與地球相似的磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng) 宇宙中的許多天體都有與地球相似的磁場(chǎng) 但有的天體 如火星 不具有全球性的磁場(chǎng) 指南針不能在這樣的天體上正常工作 針對(duì)訓(xùn)練1 1 多選 下列說法正確的是 a 地球是一個(gè)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(chǎng)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(chǎng) 但地磁的兩極與地理的兩極并不重合 其間有一個(gè)夾角 這就是磁偏角 磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是相同的d 在地球表面各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同 ab 解析 地球周圍的磁場(chǎng)分布類似于條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)分布 所以在地球表面赤道上的磁場(chǎng)最弱 選項(xiàng)d錯(cuò)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(xiàng)c錯(cuò)誤 要點(diǎn)二對(duì)磁感線的理解 問題導(dǎo)學(xué) 磁感線上某一點(diǎn)的切線方向 該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 放在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)n極指向 這三個(gè)方向有什么關(guān)系 答案 磁場(chǎng)對(duì)小磁針n極的作用力的方向叫做磁場(chǎng)的方向 由于磁感線上任何一點(diǎn)的方向都跟放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)n極所指的方向一致 所以磁感線上某點(diǎn)的切線方向 磁場(chǎng)方向和小磁針靜止時(shí)n極所指的方向 三者是一致的 要點(diǎn)歸納 1 磁感線的特點(diǎn) 1 每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 2 疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 磁感線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng) 反之磁場(chǎng)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(chǎng)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(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致b 磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示 因而是真實(shí)存在的c 兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場(chǎng)d 兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域 磁感線就可能相交 核心點(diǎn)撥 磁感線是用來形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的閉合曲線 是一種理想化模型 并不真實(shí)存在 理解磁感線的定義和特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵 解析 磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)方向 即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向 選項(xiàng)a正確 磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想的一簇有方向的閉合曲線 實(shí)際上并不存在 細(xì)鐵屑可以顯示出其形狀 但那并不是磁感線 選項(xiàng)b錯(cuò)誤 磁感線的疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)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(chǎng) 選項(xiàng)c錯(cuò)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(xiàng)d錯(cuò)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(chǎng)存在 2 若多個(gè)磁體或電流的磁場(chǎng)在空間某區(qū)域疊加 磁感線描述的是疊加后的磁場(chǎng)的磁感線分布情況 不能認(rèn)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(chǎng)的強(qiáng)弱和方向c 細(xì)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(shí)存在的d 沿磁感線方向磁場(chǎng)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(xiàng)a錯(cuò)誤 用磁感線可以形象描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 即疏密表示強(qiáng)弱 各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 故選項(xiàng)b正確 磁感線是為研究問題方便而假想的曲線 實(shí)際不存在 故選項(xiàng)c錯(cuò)誤 磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱 磁場(chǎng)強(qiáng)弱與磁感線的方向無關(guān) 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 針對(duì)訓(xùn)練2 1 2017 西安高二檢測(cè) 關(guān)于磁感線與電場(chǎng)線的描述 正確的是 a 電場(chǎng)線起止于電荷 磁感線起止于磁極b 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)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(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡d 電場(chǎng)線和磁感線實(shí)際上均存在 解析 在靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是不閉合的 但磁感線都是閉合的 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 b正確 在磁場(chǎng)中的小磁針可以轉(zhuǎn)動(dòng) 磁感線不是小磁針的運(yùn)動(dòng)軌跡 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 電場(chǎng)線和磁感線都是人為假想的線 只是為了形象地描述電場(chǎng)和磁場(chǎng) 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 b 要點(diǎn)三電流磁場(chǎng)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(chǎng)方向時(shí) 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(diǎn)歸納 例3 多選 如圖所示 彈簧測(cè)力計(jì)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(fù)極 則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將減小b 若將a接電源正極 b接電源負(fù)極 則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將增大c 若將b接電源正極 a接電源負(fù)極 則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將增大d 若將b接電源正極 a接電源負(fù)極 則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將減小 ac 解析 當(dāng)a接電源正極 b接負(fù)極時(shí) 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(chǎng)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(chǎng)力的合力方向向上 彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小 同理 當(dāng)b接電源正極 a接負(fù)極時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大 選項(xiàng)b d錯(cuò)誤 a c正確 誤區(qū)警示當(dāng)a接電源正極 b接負(fù)極時(shí) 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(gè)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(cuò)認(rèn)為二者是吸引力 從而選錯(cuò) 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(chǎng)方向相同 s極受力與磁場(chǎng)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(shí) 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(chǎng)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(chǎng)方向由s極到n極 即由q指向p 選項(xiàng)b正確 a c d錯(cuò)誤 針對(duì)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(chǎng)方向時(shí) 可根據(jù)安培定則判斷 選項(xiàng)c正確 a b d錯(cuò)誤 c 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)隨堂演練 檢測(cè)效果 1 關(guān)于磁場(chǎng)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(chǎng)的方向和強(qiáng)弱c 沿磁感線方向 磁場(chǎng)逐漸減弱d 因?yàn)楫惷艠O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(xiàng)a錯(cuò)誤 磁感線較密的地方 磁場(chǎng)較強(qiáng) 反之較弱 曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致 選項(xiàng)b正確 c錯(cuò)誤 在通電螺線管