選修3-1
第三章
3.3幾種常見的磁場
一、教材分析
磁場的概念比較抽象，應對幾種常見的磁場使學生加以了解認識，學好本節(jié)內容對后面的磁場力的分析至關重要。
二、目標
（一）知識與技能
1．知道什么叫磁感線。
2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況
3．會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方向。
4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現(xiàn)象
5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場
6．理解磁通量的概念并能進行有關計算
（二）過程與方法
通過實驗和學生動手（運用安培定則）、類比的方法加深對本節(jié)基礎知識的認識。
（三）情感態(tài)度與價值觀
1.進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學生的空間想象能力.
三、重點難點
1．會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2．正確理解磁通量的概念并能進行有關計算
四、學情分析
磁場概念比較抽象，學生對此難以理解，但前面已經學習過了電場，可采用類比的方法引導學生學習。
五、教學方法
實驗演示法，講授法
六、課前準備：
演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片
七、課時安排：1課時
八、教學過程：
（一）預習檢查、總結疑惑
（二）情景引入、展示目標
要點：磁感應強度B的大小和方向。
［啟發(fā)學生思考］電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？
［學生答］磁場可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課
（老師）類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向
（三）合作探究、精講點播
【板書】1．磁感線
（1）磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。
（2）特點：
A、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，內部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。
2．幾種常見的磁場
【演示】
①用鐵屑模擬磁感線的演示實驗，使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導線（圖3）、通電環(huán)形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵) （圖5）、

（1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖1、圖2）
（2）電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導學生分析歸納的基礎上得出
a直線電流周圍的磁感線：是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.（圖3）
b直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
②環(huán)形電流的磁場
a環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線，在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導線的平面垂直（圖4）。
［教師引導學生得］
b環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向.
③通電螺線管的磁場.
a通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極；內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（圖5）
b通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，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，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（螺線管內部磁感線的方向）.
③電流磁場（和天然磁鐵相比）的特點：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以由電流方向變換；磁場的強弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非�；�本的內容，不掌握好，對后面的學習有很大影響。
3．安培分子電流假說
（1）安培分子電流假說
對分子電流，結合環(huán)形電流產生的磁場的知識及安培定則，以便學生更容易理解“它的兩側相當于兩個磁極”，這句話；并應強調“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。
（2）安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗，加深學生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下，經過思維發(fā)展而產生出來的。
（3）磁現(xiàn)象的電本質：磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的．
4．勻強磁場
（1）勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
（2）兩種情形的勻強磁場：即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場；相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時，其中間區(qū)域的磁場P87圖3.3-7，圖3.3-8。
5.磁通量
（1）定義： 磁感應強度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個面的磁通量（是重要的基本概念）。
（2）表達式：φ=BS
【注意】①對于磁通量的計算要注意條件，即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
②磁通量是標量，但有正、負之分，可舉特例說明。
（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb 1Wb = 1T?m2
（4）磁感應強度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S
上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應強度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/A?m
（三）小結：對本節(jié)各知識點做簡要的小結。
（四）反思總結、當堂檢測
1.如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.
解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內部磁感線方向由a→b，根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極.
注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內、外部磁感線的分布.
2.如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.學生確定電流方向.
答案：電流方向為逆時針方向.
（五）發(fā)導學案、布置作業(yè)
九、板書設計
磁感線：人為畫出，可形象描述磁場
幾種常見的磁場：安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。
勻強磁場：磁場中各處電場強度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。
磁通量：B與S的乘積，單位是韋伯，也叫磁通密度。
十、教學反思
本節(jié)內容與本章第一節(jié)內容聯(lián)系較大可先復習第一節(jié)知識后進入新課的學習，并在學習過程中加入對應習題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片等使學生具有形象感。

選修3-1第三章
3.3幾種常見的磁場學案
課前預習學案
一、預習目標
1．知道什么叫磁感線。
2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況
3．會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方向。
二、預習內容
1、磁感線
所謂磁感線，是在磁場中畫出的一些有方向的 ，在這些 上，每一點的磁場方向都在該點的切線方向上。磁感線的基本特性：（1）磁感線的疏密表示磁場的 。（2）磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線；在磁體外部，從 指向 ；在磁體內部，由 指向 。（3）磁感線是為了形象描述磁場而假想的物理模型，在磁場中并不真實存在，不可認為有磁感線的地方才有磁場，沒有磁感線的地方沒有磁場。
2、安培定則
判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關系時，安培定則表述為：用 握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是 的環(huán)繞方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向和磁感線方向之間的關系時要統(tǒng)一表述為：讓彎曲的四指所指方向跟 方向一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流或通電螺線管 磁感線的方向（這里把環(huán)形電流看作是一匝的線圈）。
三、提出疑惑

課內探究學案
一、學習目標
1．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現(xiàn)象
2．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場
3．理解磁通量的概念并能進行有關計算
二、學習過程
1、安培分子電流假說
（1）安培分子電流假說：在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環(huán)形電流―― ，分子電流使每個物質微粒都成為微小的 ，它的兩側相當于兩個 。
（2）磁現(xiàn)象的電本質：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由 產生的。
（3）磁性材料按磁化后去磁的難易可分為 材料和 材料。
2、勻強磁場
磁感應強度 、 處處相同的磁場叫勻強磁場（uniform magnetic field）。勻強磁場的磁感線是一些 直線。
3、磁通量
（1）定義：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，則B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量（magnetic flux），簡稱磁通。
（2）定義式：
（3）單位： 簡稱 ，符號 。1Wb=1T?m2
（4）磁通量是標量
（5）磁通密度即磁感應強度 B= 1T=1
課內探究學案
例1、有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向成 角，
如圖所示。設磁感應強度為B，線圈面積為S，則穿過
線圈的磁通量為多大？
例2、如圖所示，兩塊軟鐵放在螺線管軸線上，
當螺線管通電后，兩軟鐵將 （填“吸引”、
“排斥”或“無作用力”），A端將感應出 極。
例3、磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是（ ）
A、分子電流消失B、分子電流的取向變得大致相同
C、分子電流的取向變得雜亂D、分子電流的強度減弱

三、反思總結

四、當堂檢測
課后練習與提高
1、磁感線上每點的切線方向表示該點 。磁感線的 定性地表示磁場強弱。
2、磁感線 ，在磁體（螺線管）外部由 極到 極，內部由S極到 極。該點與電場線不同。磁感線 。
3、若某個區(qū)域里磁感應強度大小 、方向 ，則該區(qū)域的磁場叫做勻強磁場。它的磁感線是 的直線。
4、對于通電直導線，右手大拇指代表 方向，四個彎曲的手指方向代表 方向。
對于環(huán)形電流和通電螺線管，右手大拇指代表 方向，四個彎曲的手指方向代表 方向。
課后練習與提高
1、根據(jù)安培假設的思想，認為磁場是由于運動電荷產生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對地球定向移動的電荷，那么由此判斷，地球應該（ ）
A、帶負電B、帶正電C、不帶電D、無法確定
2、關于磁通量，下列敘述正確的是（ ）
A、在勻強磁場中，穿過一個面的磁通量等于磁感應強度與該面面積的乘積
B、在勻強磁場中，a線圈的面積比b線圈大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的磁通量大
C、把一個線圈放在M、N兩處，若放在M處時穿過線圈的磁通量比放在N處時大，則M處的磁感應強度一定比N處大
D、同一線圈放在磁感應強度大處，穿過線圈的磁通量不一定大
3、把一個面積為5.0×10-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應強度為2.0×10-2T的勻強磁場中，當線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量是多大？
4、如圖所示，在條形磁鐵外面套一圓環(huán)，當圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量如何變化（ ）
A、逐漸增加
B、逐漸減少
C、先逐漸增加，后逐漸減少
D、先逐漸減少，后逐漸增大

參考答案：
課內探究學案：
例1、BSsin 例2、吸引 S
例3、C
針對訓練：1、磁場方向 疏密
2、閉合 N極 S極 N極 3、相等 相同 間隔相等的平行
4、電流 磁感線環(huán)繞 磁場 電流
課后練習與提高：

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/76852.html

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