探究電流周圍的磁場教學(xué)設(shè)計●課標(biāo)要求1．探究并理解直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管周圍的磁場規(guī)律，并會用安培定則判定各種電流周圍的磁場方向。2．了解安培分子電流假說及磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。3．會解釋有關(guān)磁化和退磁現(xiàn)象?！裾n標(biāo)解讀1．了解通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍的磁場。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。3．了解安培分子電流假說，知道磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。●教學(xué)地位本節(jié)主要學(xué)習(xí)電流的磁效應(yīng)，使學(xué)生了解通電導(dǎo)線、通電線圈周圍的磁場，熟練掌握安培定則，判斷通電直導(dǎo)線，通電線圈磁感線的空間分布是本節(jié)的重點，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，可以調(diào)動學(xué)生充分發(fā)揮空間想像力，對空間磁感線的分布有一個完整的認識，本節(jié)內(nèi)容是學(xué)習(xí)電磁學(xué)的基礎(chǔ)，也是高考的重點?！裥抡n導(dǎo)入建議通電的螺線管相當(dāng)于一個條形磁鐵，一端是N極，另一端是S極，把一個小磁針放入螺線管內(nèi)部，小磁針的N極指向螺線管的哪端呢？圖教5－3－1●教學(xué)流程設(shè)計課前預(yù)習(xí)課標(biāo)解讀重點難點1.通過探究實驗了解通電直導(dǎo)線和通電線圈的磁場。2.掌握用安培定則判斷直線電流，通電線圈周圍磁場的方法。3.探究磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，了解安培分子電流假說。1.認識通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍的磁場。(重點)2.掌握安培定則。(重點)3.通電螺線管內(nèi)部的磁場。(難點)4.安培分子電流假說。(難點)●自主導(dǎo)學(xué)一電流的磁場1.基本知識（1）直線電流的磁場①磁場分布：直線電流的磁場磁感線是一些圍繞以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。②安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，則彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。（2）通電線圈的磁場①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(dǎo)線的閉合曲線．也滿足安培定則。②通電螺線管的磁場：就像一根條形磁鐵，一端相當(dāng)于北極，另一端相當(dāng)于南極．長直通電螺線管內(nèi)中間部分的磁場近似勻強磁場。③磁感線方向判定：電流方向、磁場磁感線方向仍然滿足右手螺旋定則．右手握住螺旋管，讓四指指向電流的環(huán)繞方向，則大拇指指向N極．2．思考判斷(1)直線電流磁場的磁感線一定和電流方向平行．(×)(2)直線電流和通電螺線管都符合安培定則．(√)(3)通電螺線管的磁感線都是從N極指向S極．(×)3．探究交流通電直導(dǎo)線與通電螺線管應(yīng)用右手螺旋定則來判定磁感線的方向，那么在這兩種情況下，大拇指與四指所代表的指向意義相同嗎？【提示】不相同．在判定通電直導(dǎo)線磁感線的方向時，大拇指指向電流的方向，四指的指向代表磁感線的方向．在判定通電螺線管磁感線時，四指指向電流的環(huán)繞方向，大拇指指向代表螺線管內(nèi)部磁感線的方向.二探究磁現(xiàn)象的本質(zhì)1.基本知識（1）安培的分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流，叫分子電流，分子電流使每一個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子電流的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極。（2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產(chǎn)生的。2．思考判斷(1)磁鐵的磁場和電流的磁場本質(zhì)是相同的．(√)(2)磁體受到高溫或猛烈敲擊有時會失去磁性．(√)(3)發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是安培．(×)3．探究交流1731年，一名英國商人的一箱新刀在閃電過后帶上了磁性；1751年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)縫紉針經(jīng)過萊頓瓶放電后磁化了…，電流能產(chǎn)生磁場，電和磁之間有無本質(zhì)的聯(lián)系？【提示】電和磁之間有本質(zhì)的聯(lián)系，磁場都是由電荷的運動產(chǎn)生的．●互動探究一電流的磁場和安培定則的應(yīng)用【問題導(dǎo)思】1．環(huán)形電流、通電螺線管產(chǎn)生的磁感線和什么磁體的磁感線類似？2．直線電流和環(huán)形電流在應(yīng)用安培定則時有什么不同？三種常見的電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點為圓心的多組同心圓，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，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極如圖5－3－1所示，螺線管、蹄形鐵芯、環(huán)形導(dǎo)線三者相距較遠，當(dāng)開關(guān)閉合后小磁針N極(黑色的一端)的指向正確的是()圖5－3－1A．小磁針a的N極指向正確B．小磁針b的N極指向正確C．小磁針c的N極指向正確D．小磁針d的N極指向正確【審題指導(dǎo)】(1)小磁針靜止時N極的指向為磁場磁感線切線方向．(2)螺線管內(nèi)部的磁感線的方向是從S極指向N極．【解析】根據(jù)安培定則，蹄形鐵芯被磁化后右端為N極，左端為S極，小磁針c指向正確；通電螺線管的磁場分布和條形磁鐵相似，內(nèi)部磁場向左，下方磁場向右，所以小磁針b指向正確，小磁針a指向錯誤；環(huán)形電流形成的磁場左側(cè)應(yīng)為S極，故d的指向正確．【答案】BCD二探究磁現(xiàn)象的電本質(zhì)【問題導(dǎo)思】1．電流的磁場和磁鐵的磁場產(chǎn)生的原因是否相同？2．什么是分子電流？1．安培分子電流假說的內(nèi)容圖5－3－3安培認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(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)微粒都成為一個微小磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極，如圖5－3－3所示。2．用假說解釋一些磁現(xiàn)象(1)磁化：鐵質(zhì)物體與磁鐵接觸后顯示出磁性。(2)退磁：原來有磁性的物體失去磁性。3．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁體的磁場和電流的磁場一樣都是由電流產(chǎn)生的，而電流又是由運動電荷產(chǎn)生的．因此，安培分子電流假說成功地揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。一根軟鐵棒被磁化是因為()A．軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流B．軟鐵棒中分子電流取向雜亂無章C．軟鐵棒中分子電流消失D．軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同【審題指導(dǎo)】本題考查軟鐵棒被磁化的原因，分子電流的取向變得大致相同還是雜亂無章，是磁化和消磁的關(guān)鍵所在．【解析】軟鐵棒中的分子電流是一直存在的，并不因為外界的影響而產(chǎn)生或消失，故A、C錯．根據(jù)磁化過程的實質(zhì)可知，D正確，B錯誤．【答案】D三綜合解題方略——電流磁場的疊加在紙面上有一個等邊三角形ABC，在B、C頂點處是通有相同電流的兩根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線垂直于紙面放置，電流方向如圖5－3－5所示，每根通電導(dǎo)線在三角形的A點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B，則圖5－3－5三角形A點的磁感應(yīng)強度大小為________，方向為________．若C點處的電流方向反向，則A點處的磁感應(yīng)強度大小為________，方向為________．【審題指導(dǎo)】(1)用安培定則確定B、C周圍磁場磁感線的方向，確定B和C在A點產(chǎn)生的磁場方向．(2)根據(jù)矢量合成的平行四邊形定則確定合磁場的大小和方向．【規(guī)范解答】如圖所示，由安培定則知B處導(dǎo)線在A點的磁感應(yīng)強度方向水平偏下30°，C處導(dǎo)線在A點的磁感應(yīng)強度方向水平偏上30°，由平行四邊形定則可以求得合磁感應(yīng)強度沿水平方向向右，大小為B1＝2Bcos30°＝eq\r(3)B.當(dāng)C處的電流反向時，如圖所示．由平行四邊形定則可知合磁感應(yīng)強度的方向沿豎直向下方向，大小等于B.【答案】eq\r(3)B水平向右B豎直向下【規(guī)律總就】兩個或兩個以上的電流的磁場疊加時，先根據(jù)安培定則判斷出每條導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向，再由矢量合成法則合成．●課堂小結(jié)●自我檢測1．首先發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是()A．安培B．奧斯特C．庫侖D．麥克斯韋【解析】在1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線通電后，其下方與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)之前，安培、庫侖等人都認為磁與場完全是兩回事，故選B.【答案】B2．下列物體中，周圍一定不存在磁場的有()A．地球B．通電直導(dǎo)線C．磁鐵附近的鐵棒D．靜止的帶電金屬球【解析】地球和通電直線周圍都有磁場，磁鐵附近的鐵棒會被磁化，磁化后鐵棒周圍也有磁場．運動的電荷周圍有磁場，靜止的電荷周圍沒有磁場．【答案】D3．(2022·新課標(biāo)全國卷)為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()【解析】地理上的南極是地磁場