2018版高中物理第2章磁及其应用第3节电生磁的探索及价值第4节磁的应用及其意义学案鲁科版选修1_1

第三节电生磁的探索及价值物理组：敖成松一、教材分析《电生磁》是学生学习磁场之后研究电磁现象的一个重要基础。

因此，要尽可能让学生直观接触到电流周围确实产生了磁场，并且认识电流及其周围的磁场是同时存在而密不可分的。

为了说明这个问题，在做奥斯特实验的时候，要让学生亲手做实验，把小磁针放在直导线附近，通过观察导线通电时和断电时小磁针发生的变化，帮助学生加深对知识的理解，初步认识电与磁之间存在的关系。

通电螺线管的磁场是本节的重点之一，因此，要让学生自己去探究，用自己的语言表述出通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，以培养学生的观察能力、空间想象能力和语言表达能力。

探究结束后，让学生自己归纳、判断通电螺线管的极性和电流方向的方法，再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则。

二、教学目标（1）．知识与技能认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的某种联系。

知道通电导体周围存在着磁场，通电螺线管的磁场与条形磁体的相似。

会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。

（2）．过程与方法观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用。

经历探究通电螺线管外部磁场的过程。

（3）．情感态度与价值观通过“电生磁”现象，初步认识自然现象之间存在相互联系，乐于探索自然界的奥秘。

三、教学重、难点重点：认识电流的磁效应，通电螺线管外部磁场分布，通电螺线管极性与电流方向的关系。

难点：探究通电螺线管的磁场极性与电流方向的关系并总结得出简单的判断方法。

四、学情分析虽然在上一节的学习中，学生对磁场有一个初步的认识，但对于电流周围也存在磁场和电流磁场的性质等知识还不是很熟悉，所以在教学中，我认为最重要的一点就是要让学生自己动手来参入实验活动中来，让学生自己归纳探究结论。

因此，鼓励学生参入实验，引导学生成功完成实验在本节课中尤为重要。

五、教法与学法针对本节重点，我打算采用实验探究的的方法，并附以多媒体教学使学生不易理解的抽象问题变得直观。

学生通过观察、思考，接着进行科学探究实验，然后一起交流合作，最后得出结论，学生从中不仅学会了通过观察提出问题，还学会了科学探究的方法以及怎样和他人交流与合作。

2021版高中物理第2章磁及其应用第3节电生磁的探索及价值第4节磁的应用及其意义学案鲁科版选修11第4节磁的应用及其意义学习目标知识脉络1.了解奥斯特发觉电流磁效应的历程．明白安培定则，能用安培定则判定电流周围磁场的磁感线方向．(重点)2.了解分子电流假说，能说明生活中磁化和去磁的有关现象．(难点)3.了解指南针的进展历程和对航海事业的推动作用．4.了解磁记录技术的应用及其意义．5.明白磁悬浮列车的差不多原理，了解它作为理想交通工具所具有的优势.奥斯特的伟大发现——电流的磁效应[先填空]1．哲学思想的魅力：丹麦物理学家奥斯特深受康德哲学思想的阻碍，坚信自然力统一，电与磁一定存在着某种联系，电一定能够转化为磁．2．电生磁的探究：1820年首次实验成功：通过实验的方式得出了通电导线的周围存在着磁场，从而揭示了电与磁的内在联系．3．电流的周围存在着磁场，电流磁场的方向可用安培定则来判定．(1)直线电流的磁场安培定则：用右手握住通电直导线，使伸直拇指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向确实是电流周围磁感线的围绕方向，如图2­3­1所示．图2­3­1(2)环形电流的磁场安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向确实是环形载流导线中心轴线上磁感线的方向，如图2­3­2所示．图2­3­2(3)通电螺线管的磁场安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，则拇指所指的方向确实是螺线管内部的磁感线的方向．也确实是说，拇指指向通电螺线管的北极．如图2­3­3所示．图2­3­3[再判定]1．法国物理学家安培深受启发，研究提出了安培定律，奠定了电动力学的基础．(√) 2．奥斯特的发觉“打开了黑暗领域的大门”．(√)3．通电螺线管内部的磁感线的方向从N极指向S极．(×)4．磁感线总是由N极动身指向S极．(×)[后摸索]通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向，那么在这两种情形下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？【提示】不相同．在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方向．在判定通电螺线管磁感线时，四指指向电流的围绕方向，大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向．1．三种电流磁场的判定比较见下表直线电流磁场环形电流磁场通电螺线管的磁场特点无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱环形电流两侧分别是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，磁场最强，管外为非匀强磁场安培定则图示立体图横截面图纵截面图(1)图中的“×”号表示磁场方向垂直纸面向里，“·”号表示磁场方向垂直纸面向外．(2)图中只是表示出了磁感线的方向，对磁感线的疏密没有具体表示．(3)应用安培定则判定电流周围磁场的方向时，直线电流是判定导线之外磁场的方向，环形电流和通电螺线管判定的是线圈轴线上磁场的方向．1．如图2­3­4所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是( )图2­3­4A．发觉电流的热效应，从而揭示电流做功的本质B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础C．发觉电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础D．发觉通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来【解析】奥斯特实验，发觉通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来．【答案】 D2．通电直导线周围的磁场，其磁场线分布和方向用图中哪个图表示最合适( )A B C D【解析】由安培定则可知通电直导线形成的磁场的磁感线是围绕直导线的逆时针方向的同心圆，且向外逐步变稀，因此选项A正确．【答案】 A3.两根专门靠近且互相垂直的长直导线如图2­3­5所示，当通以如图所示方向的电流时，导线平面内两电流所产生的磁场，在哪些区域内是一致的？【导学号：18152049】图2­3­5【解析】通电长直导线周围的磁感线是一系列不等距同心圆，其方向由安培定则确定：如图所示：I1产生的磁场方向在其上方指向纸外，下方指向纸内；I2产生的磁场方向在其左方指向纸内，右方指向纸外，如此能够确定A、C区域两电流产生的磁场方向是一致的．【答案】A、C区域中的两电流产生的磁场方向一致通电直导线周围磁场能够通过安培定则进行描述，在某些空间内假如同时存在着多个磁场，则在该区域内的磁场应该是多个磁场的矢量和，即磁场能够进行叠加.磁效应产生的秘密磁的应用[先填空]1.安培分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的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，分子的两侧相当于两个磁极．如图2­3­6所示．图2­3­62．磁现象的说明：没有磁性的物体，分子电流的取向杂乱无章，分子电流的磁性彼此抵消，总体对外不显磁性．本来没有磁性的铁钉在外磁场的作用下，内部分子电流取向大致相同，内部的磁性相互抵消，两端显示出较强的磁性来．形成磁极，使没有磁性的物体具有磁性的过程叫做磁化．使磁体失去磁性的过程叫做消磁或去磁．3．指南针：司南是世界上最早的指南工具．在司南的基础上人们进行创新，又先后制成了一些新的指南工具，如指南鱼、指南针等．4．利用磁能够经历声音、图像和数据等信息，随着技术的进展，人们所熟知的磁记录从磁带到磁鼓、磁盘、经历棒、磁卡等．5．磁悬浮列车要紧有两种形式：常规磁铁吸引式悬浮和超导排斥式悬浮．[再判定]1．安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质．(√)2．振动、高温都能使得分子电流取向变得杂乱无章，使有磁性的物体消磁．(√)3．指南针自南宋开始用于航海．(×)4．被广泛应用的磁卡是一种磁记录介质片．(√)[后摸索]假设地磁场是由地球表面带电产生的，则地球表面带电的情形是如何样的？【提示】假定地磁场是由环形电流形成的，由于地磁场的N极在地理南极邻近，则由安培定则可知，环形电流的方向为由东向西．但由于地球的自转方向为自西向东，因此要想形成由东向西的环形电流，则地球表面必须带负电．1．安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质粒子都成为微小的磁体，它的两侧是极性不同的两个磁极．2．利用安培分子电流假说说明磁现象(1)磁化：一样情形下物质内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的作用互相抵消，对外不显磁性，在有外加磁场的作用时，某些物质内部各分子电流的取向变得大致相同，各分子电流的磁场互相叠加，对外显示较强的磁作用，在两端形成两极．(2)退磁：永磁体之因此具有磁性，是因为它内部的分子电流本来就排列整齐，当永磁体受到高温或猛烈的敲击时会失去磁性，这是因为猛烈的热作用(或振动)使分子电流的排列又杂乱无章了．对外不显磁性．4．关于磁现象的电本质，下列说法正确的是( )A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B．不管是磁体的磁场依旧电流的磁场都起源于电荷的运动C．永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D．依照安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都可不能失去磁性【解析】安培分子电流假说从微观的角度揭示了磁铁磁性的本质，它使人们认识到，磁铁的磁场和电流的磁场一样，差不多上由电荷运动产生的．故B正确．【答案】 B5．一根软铁棒放在磁铁邻近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下( )A．软铁棒中产生了分子电流B．软铁棒中分子电流消逝了C．软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章D．软铁棒中分子电流的取向变得大致相同【解析】软铁棒中的分子电流一直存在，并不因为外界的阻碍而产生或消逝，只是未被磁化时，内部分子电流杂乱无章，对外不显磁性，被磁化时各分子电流的取向变得大致相同，两端显示较强的磁性，故D正确．【答案】 D6．(多选)下列说法中正确的是( )【导学号：18152050】A．一切磁现象都源于电流或运动电荷B．静止的电荷也能产生磁场C．永磁体的磁场是固有的，与运动电荷或电流无关D．在外磁场作用下物体内分子电流取向大致相同时物体就被磁化【解析】磁体的磁场起源于内部的分子电流，电流周围的磁场起源于运动电荷的定向移动．磁体的磁场和电流的磁场一样，都源于电荷的运动．故A、D选项正确．【答案】AD。

电与磁知识点第一节：磁现象1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。

2、磁体：具有磁性的物质叫做磁体。

3、磁极；磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。

（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）可以自由转动的磁体，静止后恒指南北。

为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。

4、磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

5、磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，通称为永磁体。

6、磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。

铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。

钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料。

人造磁体就是永磁体。

7、磁场：概念：在磁体周围存在的一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。

磁场的基本性质：它对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。

磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。

注意：在磁场中的一个位置的磁场方向只有一个。

8、磁感线：概念：为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家法拉第引入了磁感线：依照铁屑排列情况，画出一些带箭头的曲线。

方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致，这些曲线叫磁感应线、简称磁感线。

练习：画出下列各组磁感线方向9、磁感线的特点：（1）在磁体外部，磁感线由磁体的北极（N极）到磁体的南极（S极）。

（2）磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止后北极所指的方向。

（3）磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁感线的疏密表示磁场的强弱。

（4）在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。

10、地磁场地磁场：地球周围存在着磁场叫做地磁场。

地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。