高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线优秀ppt课件

13.1 磁场 磁感线  

教学目标与核心素养

一、教学目标

1．列举磁现象在生活、生产中的应用，了解磁现象。

2．知道奥斯特的实验—通电导线周围存在磁场。

3．知道常见的几种磁场的特点。

4．掌握安培定则，会用安培定则判断磁场的方向。

二、核心素养

物理观念：了解磁现象在人类生活中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用.

科学思维：通过磁场和磁感线概念建立，培养抽象思维的能力.

科学探究：通过我国航海事业的发展及指南针在航海中的作用，磁现象在现代生活中的应用，培养学生热爱科学和勇于探究的精神。

科学态度与责任：使学生进一步认识场是一种客观存在的物质，树立对物质的认知。发展对物理学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，树立科学的价值观。

教学重难点

重点：掌握安培定则，会用安培定则判断磁场的方向。

难点：磁场和磁感线的深刻理解。

教学过程

【新课引入】

教师：我国古代对磁最早的应用是什么？日常生活中有哪些是磁知识的运用？

一起回顾初中的知识：

1．磁性：把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。

2．磁体：具有磁性的物体叫磁体。

3．磁极：磁体中磁性最强的区域。规定：小磁针静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极。

4．磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。

5．消磁：当磁化后的材料，受到了外来的能量的影响，比如加热、冲击，其中的各磁畴的磁矩方向会变得不一致，磁性就会减弱或消失，此过程称为消磁。

6．磁性材料：

（1）软磁体：电磁铁

（2）硬磁体（永久磁体）：条形磁铁

7．磁体间的相互作用：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。

我们发现电和磁现象有相似之处

列举事例：

1731年，一英国商人发现雷击后的刀叉竟具有了磁性。

1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。

提问：电现象和磁现象间的相似是偶然的吗？那些磁化现象又说明了什么呢？电现象和磁现象存在某种联系吗？引出本节课的知识。

【新知探究】

（一）电和磁的联系

1．磁场

磁体周围空间存在的一种特殊物质

问题：是否只有磁铁周围才存在磁场？

引导学生进行实验一。

实验一：电流对磁体的作用（奥斯特实验）

通电时小磁针会发生偏转。

断电时小磁针转回到指南北的方向。

说明：通电直导线周围存在磁场。

通电电流方向相反，小磁针偏转方向也相反。

说明：磁场方向与电流方向有关。

问题：电流对磁体是通过什么作用的呢？

学生回答：磁场。

问题：电流对磁体有力的作用，那么磁体对电流有力的作用吗？

引导学生进行实验二。

实验二：磁体对电流的作用力

现象：导体棒由静止变为运动。

实验证明：磁体对电流有力的作用。

问题：磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？

学生回答：磁场。

问题：电流与电流之间是否有力的作用？

引导学生进行实验三。

实验三：电流对电流的作用力

现象：通电导体棒相互吸引（排斥）。

实验证明：电流对电流有力的作用。

结论：电流和电流之间的相互作用力是通过磁场发生。

教师总结：以上三个实验说明：

2．磁场的基本性质

磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。

（磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的）

（二）磁感线

教师：初中的时候我们引入了磁感线的概念，大家还记得条形磁铁和蹄形磁铁的磁场特点吗？

教师展示常见的磁场的磁感线：

1．条形磁铁

2．蹄形磁铁

3．通电螺线管

（三）安培定则

教师多次反复实验，总结规律：

1．安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺线管北极）

2．几种常见的电流产生的磁场

奥斯特实验让我们知道通电直导线周围有磁场，那么请同学们猜想一下通电直导线的磁场是什么样的？

教师引导学生用直导线和铁屑、小磁针做实验

（1）直线电流

问题：可以用什么方法判断直导线周围的磁场方向呢？

总结：

安培定则：

用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

提问：如果将导线弯曲，会是怎么样的呢？

（2）环形电流

教师引导学生绘制出环形电流的磁感线

思考：环形电流的磁场方向可以用什么方法判断呢？

总结：

安培定则：

让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

【例题】如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（    ）

A.向右飞行的正粒子束

B.向左飞行的正离子束

C.向右飞行的负粒子束

D.向左飞行的负离子束

问题：为什么电流会产生磁场？磁和电之间联系的实质是什么？

3．安培分子电流假说

所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间通过磁场而发生的相互作用。在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

安培分子电流假说对一些磁现象的解释：

磁铁和电流的磁场本质上都是由运动的电荷产生的。

【课堂小结】

1.磁场：一种看不见、摸不着、存在于____、____或________周围的物质，它传递着磁相互作用．

2.基本性质：________________________________________________

3.磁场的方向：_______________________________________________________

4.磁感线：在磁场中画出的一些有方向的假想曲线．

5.磁感线的特点

⑴磁感线是____曲线，磁体的外部是从_________，内部是从__________；

⑵磁感线的____表示磁场的强弱，磁感线上某点的________表示该点的磁场方向；

6.常见磁场

【随堂演练】

1.判断下列说法的正误.

(1)磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质. (　　)

(2)磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致.(　　)

(3)磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的.(　　)

(4)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的.(　　)

答案  √    √     ×     ×

2.(多选)下列有关磁场的说法中，正确的是(　  　)

A.磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场

B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的

C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同

D.在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同

答案 ABC

3.关于磁感线，下列说法中正确的是(　　)

A.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场

B.磁感线总是从N极到S极

C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致

D.两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交

答案 C

4.(多选)下图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是(　　)

A.图(a)中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极

B.图(a)中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极

C.图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极

D.图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极

答案 AD

5.如图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场.试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.

答案

a中电流方向垂直纸面向里     b中电流方向从下向上       c中电流方向是逆时针方向

d中磁感线方向向下           e中磁感线方向向左         f中磁感线方向向右

6.电路没接通时三个小磁针方向如图所示，接通电路后确定三个小磁针的转向及最后N极的指向.(其中小磁针3在螺线管内部)

答案

小磁针1逆时针转动，最后N极指左；

小磁针2顺时针转动，最后N极指右；

小磁针3顺时针转动，最后N极指右.