【人教版教材】高中物理选修31第三章《磁现象和磁场》

第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1．磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性.磁体：具有磁性的物体叫磁体.磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。

2．电流的磁效应磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比）电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象（奥斯特实验)。

3．磁场磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式)。

磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场.4．磁性的地球地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场———地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角.地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。

宇宙中的许多天体都有磁场。

月球也有磁场。

例1、以下说法中，正确的是（)A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？例3、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成 角，如图所示。

设磁感应强度为B,线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将(填“吸引"、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。

3。

2 磁感应强度第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向：小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 思考：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢？2．磁感应强度的大小匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第三章第1节磁现象和磁场1.首先发现电流磁效应的科学家是()A．安培B．库仑C．奥斯特D．法拉第2．磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用，以下示意图正确的是()3．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于()A．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质D．地磁场对指南针的作用4．如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下5．关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是()A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上正常工作6．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为() A．质量小，重力可以忽略不计B．受到棋盘对它向上的摩擦力C．棋盘对它的吸引力与重力平衡D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力7．2002年12月31日上午，举世瞩目的上海磁悬浮列车线首次试运行，它是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线．运行全程共30km，最高时速可达552km，单向运行约8min.磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性总保持()A．相同B．相反C．不能确定D．以上均不对8．在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．9．一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？[能力提升]1.关于磁场下列说法正确的是()A．其基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用B．磁场是看不见摸不着，实际不存在而是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无2．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是() A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理3．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．电流沿南北方向放置在磁针的正上方D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方4．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引5．下列所述情况，哪一种可以肯定钢棒没有磁性()A．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者互相排斥B．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者仍互相吸引C．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的北极，两者仍互相吸引D．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相排斥6．如图所示，A为电磁铁，C为胶木称盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳OO′上拉力F的大小为()A．F＝MgB．mg＜F＜(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F＞(M＋m)g7．地球是个大磁场，在地球上，指南针能指南北是因为受到________的作用．人类将在本世纪登上火星．目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上的宇航员能依靠指南针来导向吗？________(选填“能”、“不能”或“不知道”)8．磁带、磁盘等生活中的许多器具都利用了磁体的磁性，请简述它们是怎样利用磁体的磁性来工作的．9．科学研究发现，地球的磁极在缓慢移动，所以地磁场的方向相对地球是变化的，在某地采集到的火山岩石，发现它们在原位置处的磁极显示与指南针的指向是相反的，经测定知该岩石是几十万年前火山喷发形成的．根据以上材料，谈谈你对地磁场的认识．答案1.答案：C2．答案：ABD3．答案：D解析：用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．4．答案：D5．答案：AD6．答案：B7．答案：A解析：磁悬浮列车采用磁场力使列车与轨道脱离，减小摩擦阻力，地面线圈与列车上的电磁体间存在斥力，相对的磁极应相同．8．答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．9．答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏.[能力提升]1.答案：AC2．答案：B解析：军舰已被磁化，是小磁针与磁化的军舰发生作用，故属于磁极间的相互作用．3．答案：C解析：把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转．4．答案：D解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引．5．答案：C解析：铁质物体即使没有磁性，放入磁场后也会被磁化，因此会与磁极相互吸引，所以由二者吸引，不能肯定钢棒原来是否有磁性，但据两者排斥，可以肯定，钢棒原来一定有磁性，如果两端与同一磁极都吸引，则可说明原来钢棒没有磁性，因此选项C正确．6．答案：D解析：在铁片B上升的过程中，轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引的和．在铁片B上升的过程中，对B有F引－mg＝ma，所以F引＝mg＋ma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反．所以F＝Mg＋mg＋ma.7．答案：地磁场；不能8．答案：以磁带为例，认识磁记录的原理：磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录声音和影像．录制时，磁带通过一块电磁铁(磁头)产生的磁场随声音或影像信号的改变而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，变化的磁场会移动磁性颗粒，于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息．当播放录制内容时，磁带再次通过磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致．如果破坏磁性粒子的排列方式，则可将所录制的内容清除掉．9．答案：岩石是在火山喷发时形成的，火山喷出的岩浆在地磁场中被磁化，冷却固化后就记录下了当时地磁场的方向．它的极性与现在指南针的指向相反，说明那时地磁场的方向与现在是相反的．。

普通高中课程标准实验教书—物理选修3－1[人教版]第三章磁场全章概述本章的内容，特别是对磁场性质的定量描述，是以后习电磁的基础。

本章的内容按照这样的线索展开。

磁场的性质——磁场性质的定性和定量描述——磁场对电流和运动电荷的作用——安培力和洛伦兹力的应用。

本章的重点内容是磁感应强度、磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。

磁感应强度描述了磁场的性质，它比较抽象，同时也是习中的一个难点。

掌握左手定则，熟练掌握安培力和洛伦兹力方向的判断以及安培力和洛伦兹力的计算，这是好后续课程的基础。

由于高中阶段有关磁场的知识大都是通过分析、逻辑推理和理论推导得出的结论，抽象思维上的难度比较大；而电流（运动电荷）方向，磁感应强度方向及磁场对电流（运动电荷）作用力的方向分布在三维空间，这就要求大家要具备较强的空间想象能力。

因此，除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在习的过程中自觉地提高自己的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。

新课标要求1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

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。

例1 观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

2、了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。

会用磁感线描述磁场。

例2 了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。

3、会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

4、通过实验，认识安培力。

会判断安培力的方向。

会计算匀强磁场中安培力的大小。

例3 利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

例4 了解磁电式电表的结构和工作原理。

5、通过实验，认识洛仑兹力。

会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。

了解电子束的磁偏转原理以及在技术中的应用。

例5 观察阴极射线在磁场中的偏转。

例6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

6、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。

新课程习31 磁现象和磁场★新课标要求（一）知识与技能1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

1 磁现象和磁场学习目标知识脉络1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质．2．了解磁现象及电流的磁效应．(重点)3．利用类比的方法，通过电场的客观存在性去理解磁场的客观实在性．(难点)4．通过类比的学习方法，体会磁现象的广泛存在性、应用性．(难点)[先填空]1．磁现象(1)磁性：磁体吸引铁质物体的性质．(2)磁极：磁体上磁性最强的区域．①北极：自由转动的磁体，静止时指北的磁极，又叫N极．②南极：自由转动的磁体，静止时指南的磁极，又叫S极．2．电流的磁效应(1)发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中，把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针转动了．(2)实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元．[再判断]1．奥斯特实验说明了磁场可以产生电流．(×)2．天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体．(√)3．单独一个带电体可以只带正电荷(或负电荷)，同样磁体也可以只有N极或S极．(×)[后思考]1．指南针指向南方的是N极还是S极？【提示】S极．2．地球上任何位置都可以用指南针辨别方向吗？【提示】不可以，在地磁南北两极点的磁场方向竖直，指南针不能准确指向南方，另外，受其他人为强磁场的干扰，指南针也不会准确指向南方．[合作探讨]如图3-1-1所示，导线与地面平行，在导线正下方的A处有一可自由转动的小磁针．图3-1-1探讨1：导线通入电流I时，导线正下方的小磁针一定转动吗？为什么？【提示】不一定，若导线中的电流在A处所产生的磁场方向与地磁场方向一致，则导线通电后，小磁针则不发生转动．探讨2：若将导线沿南北方向放置，导线通电后，则发现小磁针发生了明显地转动．此实验揭示了什么规律？【提示】通电导线可以产生磁场，揭示了电与磁之间存在着联系．[核心点击]1．实验时，通电直导线要南北方向水平放置，磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方，以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动．2．由于地磁场使磁针指向南北方向，直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场，即电流周围产生磁场，也就是电流的磁效应．1．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．电流沿南北方向放置在磁针的正上方D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方【解析】在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明显的偏转．若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，C正确．【答案】 C2．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，下述说法中正确的是()【导学号：34522036】A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B间有可能无磁场力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥【解析】小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果．铁棒B 能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性．若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用．若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引．这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确．【答案】 D对奥斯特实验的一点提醒奥斯特实验证明了电流周围产生磁场，本来是没有条件的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响，让通电导线沿南北方向放置，磁场方向与地磁场方向尽量不一致，效果明显．[先填空]1．电流、磁体间的相互作用(1)磁体与磁体间存在相互作用．(2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力．(3)两条通电导线之间也有作用力．2．磁场(1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质．(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用．3．地磁场(1)地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近．自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向，这就是指南针的原理．(2)磁偏角：小磁针的指向与正南方向之间的夹角，如图3-1-2.图3-1-2(3)太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场．[再判断]1．地磁场能使小磁针的两极指向正南正北．(×)2．地理的南北极与地磁的南北极并不重合，地磁的北极在地理北极附近．(×)3．磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力的作用．(√)[后思考]指南针是我国古代四大发明之一，现在你知道指南针为什么指南吗？【提示】地磁场方向由南指向北，水平放置的小磁针处于地磁场中，在地磁场作用下，静止时N极指北，S极指南．[合作探讨]如图3-1-3所示是地磁南北极和地理南北极的示意图．图3-1-3探讨1：在地球南极点上方磁场的方向有什么特点？【提示】与地面垂直．探讨2：在地球赤道上方的磁场方向有什么特点？【提示】磁场方向与地面平行，与正南正北方向间有夹角．[核心点击]1．对磁场的理解(1)磁场的存在：磁体的周围、电流的周围都存在磁场．(2)磁场的客观性：磁场虽然看不见、摸不着，不是由分子、原子组成的，但却是客观存在的．场和实物是物质存在的两种形式．(3)磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用．磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的．(4)磁场的方向性：有方向，处在磁场中能够自由转动的磁针，静止时N极的指向即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向．2．对地磁场的理解(1)地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即地磁两极与地理两极并不重合．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近．地磁场方向与正南正北方向间有一夹角，叫磁偏角．(2)地磁场问题的处理要点：①地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下．②在赤道正上方，地磁场方向水平向北．③在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方．(3)地磁场的作用：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球．因此地磁场对地球上的生命有保护作用(第5节学习)．3．以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的D．电荷周围同时产生电场和磁场【解析】不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力，这些相互作用都是通过磁场产生的，故A正确，C错误；磁场是磁现象中的一种特殊物质，不管磁极与磁极、磁极与电流之间有没有发生作用，磁体周围以及电流周围的磁场始终是客观存在的，故B错；静止的电荷只能产生电场，而运动的电荷即电流既能产生电场，也能产生磁场，电场和磁场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点，故D错．【答案】 A4．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③【解析】地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其特点主要有：(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近．(2)地磁场的水平分量总是从地理南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场的强弱相同，且方向水平向北．故正确答案为D.【答案】 D对地磁场理解的三大误区(1)将地理南北极与地磁场的南北极混淆，误将地理南极(或北极)当做地磁场的南极(或北极)．(2)误认为地理两极与地磁场的两极重合．事实上，两者并不重合，地磁场的两极在地理两极的附近．(3)误认为地球上各点的磁场方向都是和地面平行的．事实上，除赤道外，南北半球的磁场都有竖直分量．。

《磁现象和磁场》教学设计教材分析本节是高中物理选修3-1第三章第一节。

主要介绍基本磁现象、电流的磁效应、磁场的基本性质和地磁场的基本知识。

既是对初中学习的磁场知识的延伸，也是今后学习本章知识的基础。

故本节课的教学具有深远意义。

学情分析磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触,学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。

但磁之间的相互作用毕竟是抽象的,并且大部分学生可能知道电与磁的联系,但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系,也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。

学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的,故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系(如黑子、极光等),满足学生渴望获取新知识的需求。

教学目标(一)知识与技能1.了解磁现象,知道磁性、磁体、磁极的概念。

2.知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。

3.知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的,4.知道地磁场的磁性特点。

(二)过程与方法在利用类比法、实验法、比较法使学生对磁场的客观认识过程中去理解磁场的客观存在性。

(三)情感、态度与价值观1.通过类比的学习方法,培养学生的逻辑思维能力和对科学家探索问题的方法的掌握。

2.通过对知识的学习，培养学生学科学，爱科学，用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点，通过学习古代对磁的应用，加强爱国主义教育。

重点难点重点：磁场的物质性和基本特性。

难点：电流的磁效应。

教学方法演示实验法，类比法，讲授法。

教学准备条形磁铁，蹄形磁铁，线圈，干电池，导线，磁针，多媒体课件等。

教学过程.(一)引入新课教师演示,学生观察电磁铁通电时吸引铁钉,断电时铁钉下落的现象,教师：产生这种现象的原因是什么呢?（学生思考）教师说明学习磁场的知识后我们就能解释。

(二)进行新课1、磁现象。

先介绍我国古代对磁现象的研究成果如司南磁场，再介绍近代对磁的应用，进而明确以下几个概念:A.磁性B.磁体C.磁极D磁场提问: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?答案: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。