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3?幾種常見的磁場(chǎng)三維目標(biāo)知識(shí)與技能i知道什么是磁感線;知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線分布情況;禾U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;知道安培分子電流假說,并能解釋有關(guān)現(xiàn)象。理解磁現(xiàn)象的電本質(zhì);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.知道磁通量的定義,知道 ①二BS的適用條件,利用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。過程與方法通過模擬實(shí)驗(yàn)體會(huì)磁感線的形狀,培養(yǎng)學(xué)生的的實(shí)驗(yàn)觀察、分析的能力和空間想象能力;2?由電流和磁鐵都能產(chǎn)生磁場(chǎng),提出安培分子電流假說,最后都?xì)w結(jié)為磁現(xiàn)象的電本質(zhì);3?通過引入磁通量概念,使學(xué)生體會(huì)描述磁場(chǎng)規(guī)律的另一重要方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過討論與交流,培養(yǎng)對(duì)物理探索的情感;2?領(lǐng)悟物理探索的基本思路,培養(yǎng)科學(xué)的價(jià)值觀。教學(xué)重點(diǎn)利用安培定則判斷磁感線方向,理解安培分子電流假說;2?理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)安培定則的靈活應(yīng)用及磁通量的計(jì)算。教學(xué)方法類比法、實(shí)驗(yàn)法、比較法。教學(xué)用具條形磁鐵、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。教學(xué)過程[新課導(dǎo)入]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?磁場(chǎng)也可以用磁感線形象地描述。那么什么是磁感線?又有哪些特點(diǎn)呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)磁感線的知識(shí)。[新課教學(xué)]一、磁感線在研究磁場(chǎng)時(shí),我們引進(jìn)磁感線來反映磁場(chǎng)的方向性,磁感線是一些有方向的曲線,在這些曲線上,每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同(即為小磁針靜止時(shí)北極的指向) 。禾U用磁感線,我們就可以比較直觀地描述磁場(chǎng)的方向性.1磁感線在磁場(chǎng)中畫出一些曲線,使些曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 BC致,這樣的曲線就叫做磁感線。

右手握送淳找的分布(2)蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(也叫右手螺旋定則)來判定:彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向在磁鐵的不同位置放上小磁針。靜止時(shí)小磁針的N極指向各不相同。能顯示出磁感實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀。 在磁場(chǎng)中放一玻璃板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑, 細(xì)鐵屑在磁場(chǎng)里被磁輕敲玻璃板使鐵屑胡規(guī)則地排列起來,就模擬如圖所示。在兩極附近磁場(chǎng)較強(qiáng),磁感線較密。顯示出磁感線的形狀。右手握送淳找的分布(2)蹄形磁鐵的磁場(chǎng)(也叫右手螺旋定則)來判定:彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向在磁鐵的不同位置放上小磁針。靜止時(shí)小磁針的N極指向各不相同。能顯示出磁感實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑來模擬磁感線的形狀。 在磁場(chǎng)中放一玻璃板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑, 細(xì)鐵屑在磁場(chǎng)里被磁輕敲玻璃板使鐵屑胡規(guī)則地排列起來,就模擬如圖所示。在兩極附近磁場(chǎng)較強(qiáng),磁感線較密。顯示出磁感線的形狀。0匕安堵;匸副對(duì)直線電流周圍的磁感線,應(yīng)能畫出不同側(cè)面、不同角度磁感線圖(甲血佯圖⑵麗閨闔正視囹利用磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)2.磁感線的實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示現(xiàn)象線的形狀。演示塊玻璃板,化成“小磁針”出磁感線的形狀?,F(xiàn)象:鐵屑靜止時(shí)有規(guī)則地排列起來二、幾種常見的磁場(chǎng)1幾種常見的磁場(chǎng)(1)條形磁鐵的磁場(chǎng)問題:磁鐵周圍的磁感線方向如何?結(jié)論: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。(3)直線電流的磁場(chǎng)問題:通電直導(dǎo)線周圍的磁感線如何分布?結(jié)論:直線電流磁場(chǎng)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。把小磁針放到通電直導(dǎo)線附近,根據(jù)磁針的指向,可以研究它周圍磁場(chǎng)的分布。直線電流的磁場(chǎng)方向可以用安培定則方便地表示。問題:直線電流周圍的磁感線分布和什么因素有關(guān)系?結(jié)論:改變電流的方向,各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都變成相反的方向,即磁感線的方向隨著改變。直線電流周圍的磁感線方向和電流方向有關(guān)系。問題:直線電流的方向跟磁感線方向之間的關(guān)系如何判斷呢?結(jié)論:直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方向悩I(yè)IIII川IIH川川IIHHiO(4)環(huán)形電流的磁場(chǎng)問題:環(huán)形電流周圍的磁感線如何分布?結(jié)論: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。XM *XM *問題:環(huán)形電流的方向跟磁感線方向之間的關(guān)系如何判斷呢?讓右手彎曲結(jié)論: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定:的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的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。讓右手彎曲(5)通電螺線管磁場(chǎng)的磁感線問題:通電螺線管外部的磁場(chǎng)和什么相似?結(jié)論:通電螺線管外部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。問題:通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)如何?結(jié)論:通電螺線管內(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。通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)比兩極處的磁場(chǎng)更強(qiáng)。問題:通電螺線管的磁感線方向和什么因素有關(guān)系?結(jié)論:通電螺線管的磁感線方向和螺線管的電流方向有關(guān)。問題:如何判斷通電螺線管的極性?結(jié)論: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,大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。也就是說,大拇指指向通電螺線管的北極。與天然磁體的磁場(chǎng)相比,電流磁場(chǎng)的強(qiáng)弱容易控制,因而在實(shí)際中有很多重要的應(yīng)用。電磁起重機(jī)、電話、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī),以及在自動(dòng)控制中普通應(yīng)用的電磁繼電器,都離不開電流的磁場(chǎng)。磁感線的特點(diǎn)磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向,亦即小磁針在該位置時(shí) N極的受力方向,或小磁針在該位置靜止時(shí)N極的指向;磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線密集處磁場(chǎng)強(qiáng),稀疏處磁場(chǎng)弱。磁感線為閉合曲線,無起點(diǎn)和終點(diǎn)。在磁體的外部磁感線由 N極發(fā)出,回到S極。在磁體的內(nèi)部磁感線則由S極指向N極。在穩(wěn)定的磁場(chǎng)中,某一點(diǎn)只有惟一確定的磁場(chǎng)方向,所以兩條磁感線不能相交。磁感線也不相切。若磁感線相切,則切點(diǎn)處的磁場(chǎng)將趨近于無窮大,這是不可能的?!舅伎寂c討論】磁感線和電場(chǎng)線的關(guān)系?a.電場(chǎng)線是電場(chǎng)的形象描述,而磁感線是磁場(chǎng)的形象描述;b?電場(chǎng)線不是閉合曲線,而磁感線是閉合曲線;c.電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向都是跟該點(diǎn)電場(chǎng)方向一致,磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致;d?電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。電流磁場(chǎng)和天然磁鐵相比有何特點(diǎn)?a.電流磁場(chǎng)的有無可由通斷電來控制;b?電流磁場(chǎng)的極性可以由電流方向變換;c.電流磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可由電流的大小來控制。電流的磁場(chǎng)有何用途?電流的磁場(chǎng)用途很廣泛,如電磁起重機(jī)、電話、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及在自動(dòng)控制中得到普遍應(yīng)用的電磁繼電器。三、安培分子電流假說磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場(chǎng)。它們的磁場(chǎng)是否有什么關(guān)系呢?我么已經(jīng)知道,通電螺線管和條形磁鐵的磁場(chǎng)分布十分相似,法國(guó)學(xué)者安培由此受到啟發(fā),提出了著名的分子電流假說。分子電流假說的內(nèi)容在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流——分子電流。 分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極,這就是分子電流假說。 '用安培假說解釋磁現(xiàn)象閱讀課文,回答以下問題。一根鐵棒在未被磁化時(shí)為什么對(duì)外界不顯磁性?鐵棒未被磁化時(shí),內(nèi)部各分子電流的取向是雜亂無章的,它們的磁場(chǎng)互相抵消,對(duì)外界不顯磁性。什么是磁化?如何去理解磁化和磁極?使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫磁化。在有外界磁場(chǎng)的作用時(shí),某些物質(zhì)內(nèi)部各分子電流的取向會(huì)變得大致相同,這個(gè)過程就是磁化,這些物質(zhì)被磁化后,各分子電流的磁場(chǎng)互相疊加,對(duì)外界顯示出較強(qiáng)的磁作用,在兩端形成磁極。永磁體為什么具有磁性?永磁體之所以具有磁性,是因?yàn)樗鼉?nèi)部的環(huán)形分子電流本來就排列整齊。永磁體如何失去磁性?永磁體受到高溫或猛烈的敲擊會(huì)失去磁性,這是因?yàn)樵诩ち业臒徇\(yùn)動(dòng)或機(jī)械振動(dòng)的影響下,分子電流的取向又變得雜亂無章了。為什么無論把磁棒折成多小的一段,它總有兩個(gè)磁極?每個(gè)環(huán)形分子電流的兩個(gè)側(cè)面必定同時(shí)出現(xiàn),一面相當(dāng)于 N極,另一面相當(dāng)于S極。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)(1)羅蘭實(shí)驗(yàn)

1876年,羅蘭把大量的電荷加在一個(gè)橡膠圓盤上,然后使盤繞中心軸高速轉(zhuǎn)動(dòng),在盤的附近用小磁針來檢驗(yàn)磁場(chǎng)的存在,如圖所示。結(jié)果他發(fā)現(xiàn),當(dāng)帶電盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小磁針果然發(fā)生了偏轉(zhuǎn),而且改變盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向或改變所帶電荷的正負(fù)時(shí),小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也改變,磁針的偏轉(zhuǎn)方向跟運(yùn)動(dòng)電荷所形成的電流方向間的關(guān)系同樣符合安培定則。(2)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)電流產(chǎn)生磁場(chǎng),其磁場(chǎng)是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。磁體中的分子電流是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)形成的。安培分子電流假說揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。運(yùn)動(dòng)的電荷(電流)產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷(電流)有磁場(chǎng)力的作用,所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(電流)通過磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用?!舅伎寂c討論】四、勻強(qiáng)磁場(chǎng)什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)?勻強(qiáng)電場(chǎng)的產(chǎn)生條件是什么?勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線有何特點(diǎn)?在電場(chǎng)的某一區(qū)域,如果場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同,這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng);兩塊靠近的平行金屬板,大小相等,互相正對(duì),分別帶有等量的正負(fù)電荷,它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng);勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是距離相等的平行直線。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)。產(chǎn)生方法距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)、通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)(除邊緣部分外)可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁感線的特點(diǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是間距相等的平行直線。五、磁通量研究電磁現(xiàn)象時(shí),有時(shí)需要研究穿過某一面積的磁場(chǎng)和它的變化。為此,物理學(xué)引入了一個(gè)新的物理量一一磁通量。閱讀教材,說出磁通量的定義、公式、單位以及物理意義。1.定義在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面,面積為則B與S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量。公式①=BS單位在國(guó)際單位制中,磁通量的單位是韋伯,簡(jiǎn)稱韋,符號(hào)是Wb。21Wb=1T-1m=1V?s物理意義磁通量表示穿過這個(gè)面積的磁感線條數(shù)。S,對(duì)于同一個(gè)平面,當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí),磁場(chǎng)越強(qiáng),穿過它的磁感線條數(shù)越多,磁通量就越大。當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí),沒有磁感線穿過它,則磁通量為零。

S,B與它在磁場(chǎng)垂直方向上的投影面積的B與它在磁場(chǎng)垂直方向上的投影面積的①二BSsinB=BS丄(B為平面與磁場(chǎng)方向之間的夾角) 。磁通密度將磁通量的定義式①二BS變形得:B=±,這個(gè)比值反映了什么意義?單位是什么?S2B為垂直磁場(chǎng)方向單位面積上的磁通量,反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。又叫磁通密度。單位 Wb/m【問題思考】磁通量是標(biāo)量,但具有雙向性,是雙向標(biāo)量。在規(guī)定正方向后有正、負(fù)之分。(-)髓證環(huán)形電流前磁場(chǎng)方向【做一做】(-)髓證環(huán)形電流前磁場(chǎng)方向生瓶子上雄幾層旣.協(xié)后用律也塩①址一卜山~出匝的規(guī)瞬.把斃奸囲線圈城瓶子上理下來,然后用膠布監(jiān)直同定在未根上.把小瓏針放在13-11所禾的俚仏根擺小舉針勵(lì)描向可以列斷穗境的方商.通電的皚根確安熔定則軸出理斷,幅后番一晉酬量潔果暑否跟你訥判斷一藝.帯電池的正貞扱時(shí)刪"柬撇這個(gè)鸚胎.國(guó)肖+幾狗淙也地的電阻很小.電皓中的電演食很大.可甑枇標(biāo)屯池,所以酬電吋問不屬丈畏.口 種迓秤螺為規(guī)去..世屮扌霸先窩監(jiān)重溼宜筆出的方點(diǎn)劇■謚坤』理!r陶*益息技亨;穴發(fā)展.我們已經(jīng)可以用話倦專墨拽灌感應(yīng)遇度變氏電信號(hào),4r±^Mf.對(duì)理埠連ft硏究.田工*山就是亠種蠱佟嗟聯(lián),》(作探生吟元芹對(duì)議坊視枝恵.輪雷曲電蓿號(hào)叢右巨經(jīng)過電走曲接口畏覽逬人計(jì)算機(jī).口 種迓秤螺為由于怯専應(yīng)曙虞是^1,便用嗑傳感器前更仔掏調(diào)讀儀器的說関書*弄清它測(cè)出朝是磁感應(yīng)強(qiáng)電在停牛方向的分■“例也.用玄債13所畫的傳療■崗出的聶沿菲抽綢.的襄再魚蠱廈.筒左為正*虛鳳一也JL比變探尖射取向,甘找電專應(yīng)強(qiáng)度取最久值的方向.這樣遙Ifc甲傳劈理丸JS*定廉壕的方聞.訓(xùn)ffiffirv^rr^Mhi方向.廉獨(dú)為它沖軸紅方筒的令■*7訓(xùn)ffiffirv^rr^Mhi方向.廉獨(dú)為它沖軸紅方筒的令■*探丟琦匚y探丟週感應(yīng)聲值醤料址阿右.Sjj-13朗曲傳馴之前輕弄漬它測(cè)th的是H事直強(qiáng)度任瞬牛市向的甘■IBV.H4研丸第飩情內(nèi)的昭(境*癒光用上的曲嗎理咿萍*UI內(nèi)軍科位就恂■味樓軌廈, _」IBV.H4研丸第飩情內(nèi)的昭(境*癒光用上的曲嗎理咿萍*UI內(nèi)軍科位就恂■味樓軌廈, _」利席確停皐目可以橄很?與絃堵相關(guān)的實(shí)船"側(cè)檢,內(nèi)棉.浦量螺找骨內(nèi)不網(wǎng)世覽拘at舟垃強(qiáng)度*計(jì)JCtll可肛fit快作出世感蠱逼廈舟與探頭tin#的売并曲扎{圖3丄14匚^早把煎檸煽Zt與電it傳慝S結(jié)令.還糙甄出礁丐施掘麗與電at矢累的曲*r理-想,試一試.還能鍛什氐實(shí)輕?[小結(jié)]本節(jié)課學(xué)習(xí)了以下主要內(nèi)容:1引入磁感線形象直觀地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的分布情況;2?了解了常見磁場(chǎng)及其磁感線的分布情況,掌握了電流方向與磁場(chǎng)方向關(guān)系的左右螺定則;3?學(xué)習(xí)了安培的分子電流假說,掌握了磁現(xiàn)象的電本質(zhì);4?學(xué)習(xí)了勻強(qiáng)磁場(chǎng)的概念、產(chǎn)生及其磁感線分布的特點(diǎn);5?學(xué)習(xí)了磁通量的概念、公式,為學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)做準(zhǔn)備。[布置作業(yè)]閱讀科學(xué)漫步《有趣的右螺旋》;教材第90—91頁(yè)“問題與練習(xí)”。板書設(shè)計(jì)(略)不論何時(shí),都要盡可能讓思考與反省預(yù)見到突發(fā)的激情,這于審慎者可輕而易舉做到。心煩意亂之時(shí),首先要做的就是意識(shí)到這一點(diǎn)。先控制住自己的情緒,下決心不再使之加劇。有了這種高明的防范,就能很快終止

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