物理选修3-1第三章《磁场》教案分解

1第一节我们周围的磁现象【教学目标】1．知识与技能（1）列举磁现象在生活、生产中的应用。（2）了解地磁场的知识，知道磁性材料的概念及主要用途。（3）了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展。2．过程与方法利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力。3．情感、态度与价值观在教学中渗透物质的客观性原理。【教学重点和难点】重点：突出磁现象在生产、生活中的应用难点：地磁场的磁感线分布。【教学方法】举例、讨论、探究学习法。【教学用具】投影片、多媒体辅助教学设备。【教学过程】（一）引入新课我国是世界上最早发现磁现象的国家。早在战国末年就有磁铁的记载。我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献。在现代生活中，利用磁场的仪器或工具随处可见，电视机、冰箱门的磁封条、磁悬浮列车等，还有如我们学过的电流表，将要学习的质谱仪、回旋加速器等。今天，我们首先认识磁场。（二）进行新课1．地磁场1）地磁两极与地理两极指南针在静止时沿地球南北方向取向，表明地球是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，地磁南极和地磁北极。地磁场的南北极与地理的南北极并不重合。地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近。2）地磁场地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场．地球的磁场很弱，但已能对自由旋转的小磁针产生作用，指南针正是利用这一原理制成的．3）地磁场的磁感线分布说明南北半球地磁场的分解。2．磁性材料21）磁性材料：实验表明：任何物质都能被磁化，但是磁化的程度不同，能像铁那样磁化后磁性很强的物质叫铁磁性材料，即所常的磁性材料，如铁、钴、镍、钢。2）磁性材料按去磁的难易可分为硬磁性材料和软磁性材料。①硬磁性材料：磁化后不容易去磁的物质叫硬性材料，如碳钢、钨钢。用于制造永磁体。②软磁性材料：磁化后容易去磁的物质叫软性材料，如：铁、硅钢。3）按磁性材料的化学成分可分为金属磁性材料（各种钢铁）和铁氧体(以氧化铁为主)，又称磁性瓷。4）磁性材料的应用软磁性材料剩磁弱，容易去磁，常用于需反复磁化的场合。如收音机的天线磁棒、磁头、变压器、电动机、发电机、电磁铁等。硬磁性材料剩磁强，不易去磁，适合制成永磁体。如用于扬声器、话筒、磁卡、硬盘、磁带等等（三）课堂总结、点评（四）课后习题及作业3第二节认识磁场【教学目标】1．知识与技能（1）知道磁体与电流周围存在磁场，知道磁场的基本特性是对其中的磁体或电流施加力的作用。（2）知道磁场是有方向的，会用磁感线描述磁场。（3）知道常见的典型磁场的磁感线分布情况．会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。（4）了解安培分子电流假说并能用以解释一些磁现象。2．过程与方法观察电流的磁效应和磁场对电流的作用等演示实验．认识物理实验在物理学发展过程中的作用。观察常见的典型磁场的磁感线分布情况，分析归纳其规律，并且体会引入磁感线这一形象化工具的作用，了解物理学的研究方法3．情感、态度与价值观通过对磁场的物质性的了解；使学生认识物质世界的多样性，养成尊重事实、实事求是的科学态度。回顾磁场性质的研究过程，体会科学家热爱科学、追求真理的情感。【教学重点和难点】重点：磁场的物质性和基本特性。难点：磁场的物质性和基本性质。【教学方法】类比法、实验法、比较法。【教学用具】条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、导线和开关、电源、铁架台、投影片、多媒体辅助教学设备。【教学过程】（一）引入新课教师：在上一节课我们学习一些磁现象，在第一章时我们学习了电现象。电现象和磁现象之间存在着许多相似，请你举例说明。学生：讨论，交流，发表见解。电荷存在正负、磁体存在两极；电荷间有力的作用，且同号电荷相斥，异号电荷相吸；磁体间同样有力的作用，且同名磁极相斥，异名磁极相吸。教师：磁体与磁体间发生相互作用，是否需要相互接触？如果不需要，它们是通过什么媒介物质产生的。学生：不需要，通过磁场发生的。教师：你为什么会想到是通过磁场产生的？类比前面的学习谈一下自己的看法。说明：类比电场间的相互作用。4教师：解释教材P.74图3-2-5,图3-2-6的现象,提问磁体对电流,电流对电流也能产生力的作用,它们之间是通过什么发生的?学生讨论,总结得出结论:磁体间、电流和磁体间、电流和电流间的相互作用，都是通过磁场产生的（二）进行新课1．磁场1）磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用，都是通过磁场产生的.提问：大家猜想一下，磁场的基本性质是什么呢？与电场的基本性质是否相似？学生：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。与电场的基本性质是相似的。（电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用）结论：电荷之间存在相互作用的力，它不是电荷之间直接发生的，而是通过电场发生的（这一结论是从电荷间相互作用的现象结合“力是物体间的相互作用”推理得出的）。通过类比，可以推断出“磁极间的相互作用也是通过磁场而发生的”磁场也具有物质性。2）磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。磁场是存在于磁体、电流、运动电荷周围空间的一种特殊物质.教师：磁场有方向吗?从哪些现象说明磁场有方向?学生：小磁针在磁场静止时,北极都有确定的指向,在磁场中的不同点,小磁针静止时北极指向一般不同.说明磁场具有方向.3）磁场方向: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,规定为该点的磁场方向.教师：电场的方向是如何规定的?4）磁感线①为形象描述磁场,法拉第首先提出用“磁感线”来描述磁场。正如可用电场线来描述电场。②磁感线：大小、方向、特点③条形、碲形磁铁的磁感线分布。④磁感线和电场线的异同：（1）电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述（2）电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线（3）切线方向均表示方向（4）疏密程度均表示大小2．电流的磁场1）奥斯特发现通电导体周围存在磁场，称之为电流的磁效应。2）通电直导线周围的磁感线问题：直线电流的方向跟电流的磁感线方向之间的关系如何判断呢？①［出示投影片］直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：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。②直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线5垂直的平面上。离直导线越远，磁场越来越弱。③几种直线电流磁场的视图练习:如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是_______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）通电螺线管的磁场①方向：用右手握住螺线管，让弯曲四指指向电流方向，则伸直的大拇指指向螺线管的N极或螺线管内部磁感线的方向。（螺线管内外的磁感线、磁场方向、放入小磁针后的情况）。②特点：外部的磁场与条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相当于北极。通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线，螺线管内部的磁场视为匀强磁场。环形电流的磁感线4）环形电流的磁场①方向：环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和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中心轴线上磁感线的方向。5）电流的磁场用途很广泛，如电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器。简要介绍课本P。77的电磁继电器。3．安培分子电流假说磁铁和电流都能产生磁场。通电螺线管和条形磁铁的磁场分布十分相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。1）内容：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，这就是分子电流假说。6让学生阅读课文，回答以下问题。（1）一根铁棒在未被磁化时为什么对外界不显磁性？（2）什么是磁化？如何去理解磁化和磁极？（3）永磁体为什么具有磁性？为什么有时会失去磁性？（4）为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？（5）分子电流是如何形成的？2）用安培假说可以解释磁现象：分子电流的取向是否有规律，决定了是否对外显示磁性。（三）课堂练习课本后练习EXE.1.2.3.4（四）课堂总结、点评（五）课后习题及作业7第三节探究安培力【教学目标】1．知识与技能（1）通过实验认识安培力．知道什么是安培力．会计算匀强磁场中安培力的大小F=BILsinθ。（2）知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。（3）理解磁感应强度的定义，知道磁感应强度的单位．会用磁感应强度的定义式进行有关计算。（4）知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小，知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线。（5）知道磁通量的定义，能计算简单情况下的磁通量。2．过程与方法（1）经历安培力方向的探究过程，认识科学探究活动在物理学研究中的重要意义。（2）观察探究安培力大小的演示实验，了解物理学的研究方法。（3）了解磁感应强度定义的思路，重温比值定义法。3．情感、态度与价值观通过对安培力规律的探究活动，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。回顾磁场性质的研究过程，体会科学家热爱科学、追求真理的情感。【教学重点和难点】重点：安培力的大小计算和方向的判定。难点：用左手定则判定安培力的方向。。【教学方法】实验观察法、逻辑推理法、讲解法。【教学用具】蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、投影片，多媒体辅助教学设备。【教学过程】第一课时（一）引入新课在上一节课里，我们学习了磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用，都是通过磁场产生的。今天，我们就进一步认识磁场对电流的作用。（二）进行新课演示实验：磁场对通电导线的力。实验证明磁场对通电导线有作用力，安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。1．安培力81）通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力.实验表明：当通有电流的直导线与磁场方向平行时，导线不受安培力的作用。我们今天研究直导线与磁场方向垂直时，安培力的方向与什么因素有关？2）安培力的方向演示实验：（1）、改变电流的方向，观察发生的现象.［现象］导体向相反的方向运动.（2）、调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象.［现象］导体又向相反的方向运动［教师引导学生分析得出结论］①安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系（举例关系）。安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.②安培力方向的判断-------左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。【说明】左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧视图、俯视图和剖面图等等)，还要引导学生如何将二维图形想像成三维图形。---可将右图从侧视图、俯视图和剖面图一一引导学生展示。例1：判断下图中导线A所受磁场力的方向。引导学生利用已有的知识进行分析例2：如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?说明：分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。另外说明：电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电流方向垂直，也和磁场方向垂直，9用左手定则时，磁场不一定垂直穿过手心，只要不从手背穿入就行。3）安培力的大小说明通电导线在磁场中的几种受力情况。①当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。②当磁感应强度B的方向与导线垂直时，导