教案老师用-3-1磁现象和磁场

1学科教师辅导教案辅导科目：物理学员姓名：年级：高二学科教师：课时数：3第____次课授课主题磁现象和磁场教学目标授课日期及时段教学内容课前预习一、磁现象和磁场1、磁现象天然磁石的主要成分是①，现使用的磁铁多是用○2、○3、○4等金属或用○5制成的。天然磁石和人造磁铁都叫做○6，它们能吸引○7的性质叫磁性（。磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最○8的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指○9的磁极叫做南极（S极），指○10的磁极叫做北极（N极）。2、电流的磁效应（1）自然界中的磁体总存在着○11个磁极，同名磁极相互○12，异名磁极相互○13。（2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的○14，著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时○15。3、磁场磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过○16发生的。4、磁性的地球地磁南极在地理○17极附近，地磁北极在地理○18极附近。课前预习答案○1Fe3O4○2铁○3钴○4镍○5某些氧化物○6永磁体○7铁质物体○8强○9南○10北○11两○12排斥○13吸引○14磁效应○15磁针发生转动○16磁场○17北极○18南极重难点解读一、对磁场的理解1、磁场的基本概念2（1）磁体的周围存在磁场，电流的周围也存在磁场（2）磁场和电场一样，也是一种特殊物质（3）磁场不仅对磁极产生力的作用，对电流也产生力的作用．（4）磁场的方向——在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．22、磁场的基本性质（1）、磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用．（对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。（2）、磁极和磁极之间有磁场力的作用（3）、两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引，当通以相反方向的电流时，它们相互排斥（4）、电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用．（5）、磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用．（6）、磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场来传递的3、描述磁场分布的常用工具——磁感线描述电场用电场线，描述流体用流线，描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线，其上每一点的______方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时____的指向．磁感线在磁铁外部由____极到_____极，在磁铁内部由____极到_____极，构成一闭合的曲线。磁感线越密处磁场越____，磁感线越疏处磁场越____.4、确定电流产生磁场的方向——安培定则安培定则又称为右手螺旋定则，是确定电流磁场的基本法则，不仅适用于通电直导线，同时也适用于通电圆环和通电螺线管．对于通电直导线的磁场，使用时大拇指指向表示_____方向，弯曲的四指方向表示_____的方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示______方向，大拇指的指向表示螺线管内部的________方向5、几种常见的磁场的磁感线分布图①直线电流的磁场如图3-1-1所示为直线电流的磁感线分布图，右手握住直导线，伸直的大拇指方向与一致，弯曲的四指方向就是通电直导线在周围空间产生的的方向．通电直导线在周围产生的磁场是不均匀分布的，垂直于直导线方向，离直导线越远，磁场；反之3越强．②环形电流的磁场如图3-1-2所示，右手弯曲的四指方向与方向一致，伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向，大拇指指向磁的位置．螺线管是由多个环形串联而成，所以通电螺线管与环形电流的磁场的确定的方法是相同的．③运动电荷的磁场电流是由电荷的定向移动形成的，电流的磁场实质是运动电荷产生的．氢原子核外的电子由于受到库仑力的作用，绕氢原子核做匀速圆周运动，产生的电流相当于一个环形电流，由于在一个周期内电子通过环上任意一个截面一次，根据电流强度的定义，电流强度大小为I=e/T[圆周运动周期满足ke2/r2=m(2π/T)2r]，判断该环形电流的磁场方向时，必须注意，弯曲的四指必须与负电荷运动的方向相反，即指向正电荷运动的方向。④地球磁场地磁场的磁感线的分布与条形磁铁、通电螺线管的磁场相似．如图3-1-6所示，与地理南极对应的是地磁北极，与地理北极对应的是地磁南极（不计磁偏角时）。⑤一对条形磁铁组成的磁场分布（如图3-1-4）4⑥匀强磁场如果某个区域里磁感应强度大小_______，且______相同，这个区域里的磁场叫做匀强磁场,匀强磁场的磁感线是一组平行且________的直线．匀强磁场是一种理想化的模型，大的异名磁极之间的磁场、通电螺旋管内部（扣除边缘区域）的磁场可以近似看作匀强磁场处理，如图3-1-5所示【范例精析】例1、做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，通电后发现小磁针不动，用手拨动一下小磁针，小磁针转动180o后静止不动，由此可知通电直导线放置情况是()A．东西向B．南北向C．正西南D．正西北解析：由于地球磁场的作用，小磁针静止时N极指向地球的北极，如果通电导线是南北方向放置的，则不论电流方向指向南还是指向北，小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向，即磁针转动的角度接近900。如果通电导线是东西方向放置，通以由东向西的电流，则小磁针北极静止时仍然指向地理的北极；如果通以由西向东的电流，则小磁针静止时北极指向地理的南极。所以本题中的通电导线应东西方向放置，答案A是正确的。拓展：磁针的偏转是由于受到磁场的作用，做奥斯特实验时的磁针既受到地球磁场的作用，又受到通电直导线的磁场力的作用，如果导线东西方向放置（电流也是在东西方向上），则有可能出小磁针不发生新的偏转，从而误认为电流不能产生磁场，为了有效地演示电流产生的磁场使小磁针偏转的效果，演示奥斯特实验时，要求导线南北方向放置。例2、如图3-1-7所示，在全自动洗衣机中，排水阀由程序控制器控制其动作的．当洗衣机5进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁心2动作，牵引排水阀的活塞，排除污水．牵引电磁铁结构如图所示．以下正确的是()(A)若a,b初输入交变电流，铁心2不能吸入线圈中(B)若a,b初输入交变电流，铁心2能吸入线圈中(C)若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的B为S极(D)若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的B为N极解析：只要电磁铁通电就具有磁性，就可能吸合铁心，因此答案B是正确的；根据初中学过的右手螺旋定则可知，若输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的右端B为N极，答案D是正确的。拓展：电磁铁是磁性的一种应用，常用的电磁铁大多做成形，目的是让它两个磁极可以同时吸引物体．巨大的电磁铁里可以通以强大的电流，从而产生强大的磁场，充当电磁起重机的提手，吸引起很重的铁块．例3、已知电流磁场的磁感应线方向或N、S极方向，请在图3-1-8上标出电流方向。解析：根据安培定则，各图中的电流方向如图3-1-9所示。拓展：应用安培定则时，对于通电直导线的磁场，大母指指向表示电流的方向，弯曲的四指方向表示磁感线的环绕方向；对于通电圆环或通电螺线管，弯曲的四指方向表示电流方向，大拇指的指向表示螺线管内部的磁感线方向．例4、如图3-1-10所示的电路中，当开关S断开时，螺线管中的小磁针的N极指向如图所示，当开关S闭合后，试确定小磁针的N极指向。6解析：由于小磁针放在通电螺线管的内部，就涉及螺线管的内部磁场方向问题．根据安培定则，螺线管的内部磁感线方向是向左的，所以小磁针静止时，北极应指向左端．拓展：部分同学用安培定则确定了通电螺线管左端为北极后，就肯定地回答小磁针静止时，北极应指向右端，这是没有区分内磁场和外磁场的结果，是受了习惯思维的影响．由于磁感线是闭合的，在内部磁场中，磁感线由南极经过内部空间回到北极．例5、电视机显象管的偏转线圈示意图3-1-11，此时电流方向如图所示。试画出线圈中心的磁场方向。答案：竖直向下【能力训练】1．首先发现电流产生磁场的科学家是(C)（A）牛顿（B）阿基米德（C）奥斯特（D）伏特2．如图3-1-12所示,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时,磁针的S极向纸内偏转,这一带电粒子束可能是(BC)(A)向右飞行的正离子束(B)向左飞行的正离子束(C)向右飞行的负离子束(D)向左飞行的负离子束3．关于磁感线的概念和性质，以下说法中正确的是(A)(A)磁感线上各点的切线方向就是小磁针静止时北极的指向(B)磁场中任意两条磁感线有可能相交(C)铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线(D)磁感线总是从磁体的N极发出终止于磁体的S极4．在图3-1-11中，已知下列各图中的电流方向，请画出相应的磁感线。75．不接触的磁体间的相互作用力，是通过而发生的，发现电流磁效应的实验是由物理学家完成的。磁场，奥斯特6．如图3-1-12所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针的____极。若将小磁针放到螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相____（填“同”或“反”）。N、同7．如图3-1-13所示通电螺线管，试标出它的N、S极.并在A(螺线管内部一点)，B，C，D四点上各画一小磁针，标出当它们平衡时，N极的指向。8．如图3-1-14所示，一个电子做逆时针方向的圆周运动。请标出圆心处产生的磁场方向及小磁针南极的转动方向。9．地球是一个大磁体：（1）试在图3-1-15画出地球磁场的磁感线大致分布图，不考虑磁偏角（即认为磁轴和地轴重合）（2）19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是（注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）(B)（A）由西向东垂直磁午线（B）由东向西垂直磁子午线（C）由南向北沿磁子午线（D）由赤道向两极沿磁子午线方向810．很多矿藏资源都是共生的，也就是说好几种矿物质混合的一起，它们具有不同的磁性。利用这个特点，人们开发了磁选机，将混在一起的不同磁性的矿物质分开，实现了磁性选矿，如图3-1-16为磁选机图，试简述其工作原理。不同成分矿物质的不同磁性以及磁性强弱的差别，用磁铁吸引这些物质，那么它们所受到的吸引力就有所区别，就可以将他们分开来。