人教版物理选修3-1《几种常见的磁场》教案设计

第三节几种常见的磁场课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象2．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场3．理解磁通量的概念并能进行有关计算【自主预习】1、磁感线：所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的，在这些上，每一点的磁场方向都在该点的切线方向上．磁感线的基本特性：2、安培定则判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系时，安培定则表述为：；判定环形电流和通电螺线管的电流方向和磁感线方向之间的关系时，安培定则要统一表述为：（这里把环形电流看作是一匝的线圈）．3、磁通量（1）定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，则B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．（2）定义式：（3）单位：简称，符号．1Wb=1T·m2【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【课上笔记】【典例剖析】【例1】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．【例2】在B=0．48T的匀强磁场中,有一个长为L1=0．20m,宽为L2=0．10 m的矩形线圈,求下列情形通过线圈的磁通量:（1）线圈平面与磁感方向平行；（2）线圈平面与磁感方向垂直；（3）线圈平面与磁感方向成60o角；（4）若题（3）中线圈的匝数为100匝,结果又如何？【达标检测】1．利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象（）A．永久磁铁的磁场 B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场 D．软铁被磁化产生磁性2．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是A．分子电流消失 B．分子电流的取向变得大致相同C．分子电流的取向变得杂乱 D．分子电流的强度减弱3．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为：（）A．φa<φb B．φa>φbC．φa=φb D．无法比较4．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是（）A．一直变大 B．一直变小C．先变大后变小 D．先变小后变大5．如图所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流，下列说法中正确的是（）A．两根导线之间不存在磁场B．两根导线之外不存在磁场C．两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向里D．两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向外。

几种常见的磁场
本文主要介绍几种常见的磁场，包括直线电流中的磁场、电荷运动产生的磁场、长直导线中的磁场和磁体中的磁场。

直线电流中的磁场
在直线电流中，电流通过导线时会产生磁场。

这种磁场的磁感线呈环形，方向由右手螺旋定则确定。

当电流方向为从观察者向内时，磁场呈顺时针方向；当电流方向为从观察者向外时，磁场呈逆时针方向。

电荷运动产生的磁场
当电荷以速度v运动时，会产生磁场。

这种磁场经由右手螺旋定则确定方向。

在电荷的速度方向垂直于磁场方向时，磁场最大；当电荷的速度方向与磁场方向相同时，磁场为零。

长直导线中的磁场
长直导线中的磁场较为特殊，它的方向与线圈的方向相同，呈同心圆形。

磁场的强度与电流强度成正比，与离导线距离成反比。

当将导线弯曲成螺旋形时，磁场的方向呈同心圆柱形。

磁体中的磁场
磁体中的磁场分为磁化磁场和外加磁场两种。

在没有外加磁场的情况下，每一部分的磁性都会使得它们在其自身周围产生磁场。

当外加磁场存在时，磁体中会出现新的磁场方向，磁化磁场会在新的方向上和外加磁场相互作用。

以上是几种常见的磁场的介绍，其中包括直线电流中的磁场、电荷运动产生的磁场、长直导线中的磁场和磁体中的磁场。

通过了解这些常见的磁场，可以更好地理解电磁现象。

3.3 几种常见的磁场教学目标1．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象2．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场3．理解磁通量的概念并能进行有关计算教学过程一、磁场问题设计电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的．磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间在没有接触的情况下能够发生相互作用，它们之间的相互作用是怎样发生的呢？（通过磁场发生的）要点提炼1．磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体和磁体间、磁体和电流间、电流和电流间的作用都是通过磁场来传递的．2．基本性质：对放入其中的磁体或通电导线有力的作用．3．磁场的产生(1)磁体周围有磁场．(2)电流周围有磁场(奥斯特实验，如图所示)．二、磁感线问题设计在玻璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？[答案]见要点提炼要点提炼1．磁感线可以形象地描述磁场，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致．磁感线的疏密反映磁场的强弱．2．磁感线的特点(1)磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，从S极指向N极．(2)磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在．3．几种常见磁场的磁感线分布4．磁感线和电场线的比较：相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交．不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线．三、电流周围的磁场安培定则要点提炼电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断．(1)直线电流的磁场：以导线上任意点为圆心的同心圆，越向外越疏．(如图所示)(2)环形电流的磁场：内部比外部强，磁感线越向外越疏．(如图所示)(3)通电螺线管的磁场：内部为匀强磁场，且内部比外部强．内部磁感线方向由S极指向N极，外部由N极指向S极．(如图所示)当堂检测1．关于磁场，下列说法中不正确．．．的是()A．最早发现电流磁效应的科学家是法拉第B．磁场的最基本性质是对放在磁场中的磁体或电流有磁场力的作用C．电流和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的D．磁场的方向和小磁针北极所指的方向相同[答案]AD[解析]丹麦物理学家奥斯特在1820年发现电流磁效应，所以A错误；磁场的基本性质是力的性质，对放入其中的磁体或带电体都有力的作用，所以B正确；电流周围也存在磁场，并通过磁场产生力的作用，所以C正确；某点处磁场的方向规定为在该点处小磁针静止时北极所指的方向，所以D错误．2．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B．磁感线是磁场中客观存在的线C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线[答案]A[解析]磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可以用细铁屑模拟．在磁铁外部磁感线由N极到S极，但内部是由S极到N极．故选A.3．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是()A．磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线B．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向[答案]A[解析]A选项是两种场线的基本特点，A对．只有匀强磁场和匀强电场才满足B选项，B不对．磁感线既然是闭合的就无起点和终点，C不对．它们的疏密均反映场的强弱程度，D不对．应选A.4．如图所示，为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则()A．A点的磁感应强度一定大B．B点的磁感应强度一定大C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D．条件不足，无法判断[答案]D[解析]磁感应强度的大小是由磁感线的疏密程度决定的，只给出一条磁感线，无法判断该条磁感线上两点间磁感应强度的大小．。

3.3几种常见的磁场磁感线【学习目标】磁感线、安培定则、安培分子电流假说、匀强磁场、磁通量【重点难点】重点：磁感线、安培定则难点：、磁场叠加、安培分子电流假说【要点导学】1、描述电场用电场线，描述磁场用磁感线。

对磁感线的认识：（1）假想的，不存在的（2）方向（3）强弱（4）闭合，磁体外由N-S;磁体内S-N （5）空间任意点不相交。

画出条形磁铁周围的磁感线形状2、安培定则：3、几种常见的磁场的磁感线分布图①直线电流的磁场：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__________ ;反之越强.②环形电流的磁场［…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.④地球磁场（试画）（不计磁偏角时）。

⑤一对条形磁铁组成的磁场分布（如图）［…ZXX.⑥匀强磁场4、安培的分子电流假说揭示了磁现象的________ .假说认为:在分子、原子的内部存在着一种________ 电流，它的两侧相当于两个_________ ，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_________ 产生的.根据现代物理学的知识，安培所说的分子电流就是原子内部_________ 的运动而形成的•［来…5、磁通量：在匀强磁场中，如果有一个与磁感应强度B垂直的平面，其面积为S，定义①= ___________ 为穿过这个平面的磁通量，单位是____________ ，简称_________ ，符号为_________ 。

如果平面与磁感应强度方向不垂直，如何计算穿过它的磁通量呢？也可以用磁感线条数的多少表示磁通量大小。

【典型例题】例1、关于磁感线的概念，下列说法中正确的是().(A)磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线(B)磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极(C)磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致(D)两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交例2、试在图中，由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向例4、关于磁现象的电本质，安培提出分子电流假说.他怎样提出来的().(A)安培通过精密仪器观察到分子电流(B)安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论(C)安培根据环型电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说(D)安培凭空想出来的例5、在B=0.48T的匀强磁场中，有一个长为L i=0.20m,宽为L2=0.10 m的矩形线圈，求下列情形通过线圈的磁通量：(1)线圈平面与磁感方向平行；(2)线圈平面与磁感方向垂直；(3)线圈平面与磁感方向成60°角；(4)若题(3)中线圈的匝数为100匝,结果又如何?【针对训练】1.如图3-3-7所示，两根平行的直导线，通以大小相等、方向相反的电流，下列说法中正确的是( )X地球例3、请画出如图所示各图中相应的磁感线分布(A)两根导线之间不存在磁场(B)两根导线之外不存在磁场(C)两根导线之间存在磁场，方向垂直纸面向里(D)两根导线之间存在磁场，方向垂直纸面向外2• 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动•已知线圈平面始终与纸面垂直，圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是()A.—直变大B.—直变小C.先变大后变小D.先变小后变大3.如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心0处的磁感应强度为().(A)最大，垂直纸面向外(B)最大，垂直纸而向里(C)零(D)无法确定【课后练习】1.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面.处于等边厶ABC的A和B处，如图所示.两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都足B o,则C处磁场的总磁感应强度大小是()•厂--------------(A)0 (B)B o (C)、3B o (D) 2B o2.超导是当今高科技的热点.当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用.这种排斥力可以使磁体悬浮于空中，磁悬浮列车就采用了这种技术.关于磁体悬浮，下列说法中正确的是().(A)超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相反(B)超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相同(C)超导体对磁体的力与磁体的重力平衡［ (5)(D)超导体使磁体处于失重状态3.在同一平面内放置六根通电导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁场最强且磁感线指向纸外的区域是().(A)a 区(B)b 区(C)c 区(D)d 区★ 4. 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示.此时小磁针的S极向纸内偏转，则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★★ 5.如图3-3-9所示，匀强磁场的磁感强度B=2. 0T，方向沿z轴正方向，且ab=40cm, bc=30cm，ae=50cm,求通过面积I I L L R r 1LSeabed)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量© 1、© 2、© 3 分另寸是________ 、___________ 、__________________6、19世纪20年代，以塞贝克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，从而提出如下假没地球磁场是由绕地球的环形电流引起的•该假设中电流的方向是（）.（A）由西向东垂直磁子午线（B）由东向西垂直磁子午线（C）由南向北沿磁子午线方向（D）由赤道向两极沿磁子午线方向（注:磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）【高考链接】★★★ 16.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为B2/2仏式中B是磁感应强度，卩是磁导率，在空气中卩为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离厶I，并测出拉力F,如图所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B= .（2002年上海高考试题）【学后反思】。

第3节几种常见的磁场【学习目标】1.知道磁感线，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.知道磁通量的概念，并会计算磁通量.【课前学习】一、磁感线1．定义：用来形象描述磁场的假想曲线．2．特点：(1)磁感线的表示磁场的强弱；(2)磁感线上某点的表示该点的磁感应强度方向．(3)磁感线的方向：磁体外部从极指向极，磁体内部从极指向极；(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．二、几种常见的磁场1．直线电流的磁场安培定则：手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与一致，弯曲的四指所指的方向就是．这个规律也叫 .安培定则立体图横截面图纵截面图以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越，磁场越2.环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示：让右手弯曲的四指与的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线上磁感线的方向.安培定则立体图横截面图纵截面图内部磁场比环外，磁感线越向外越3.通电螺线管是由许多串联而成的．所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场，这时拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向.安培定则立体图横截面图纵截面图内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似形磁铁，由极指向极一切磁现象都是由产生的．四、匀强磁场和磁通量1．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的处处相同的磁场；磁感线：间隔相同的．(2)实例：距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场，相隔适当距离的两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场．2．磁通量(1)定义：匀强磁场磁感应强度B与和磁场方向的平面面积S的乘积，叫做穿过这个面积的，简称．(2)表达式：单位：韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1 T·m2.适用条件：①磁场；②磁感线与平面．(3)说明：磁通量可用穿过某一平面的表示；若磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．(4)引申：B＝ΦS，因此磁感应强度B又叫．【例题与变式】例1 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 D．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交总结提升：磁感线与电场线的比较比较项目磁感线静电场的电场线相同点方向线上各点的切线方向就是该点的磁场方向线上各点的切线方向就是该点的电场方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不相切、不中断除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断不同点闭合曲线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不闭合的曲线极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向．图1例3 如图2所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O 为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同图2例4 如图3所示，线圈abcd的平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？图3总结提升：1磁通量的计算①公式：Φ＝BS适用条件：a.匀强磁场；b.磁感线与平面垂直.②当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥.2磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然.【目标检测】1．(对磁感线的理解)如图4所示的磁场中同一条磁感线(方向未标出)上有a、b 两点，这两点处的磁感应强度( )A．大小相等，方向不同 B．大小不等，方向相同C．大小相等，方向相同 D．大小不等，方向不同图4 2．(磁感应强度的叠加)在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图6所示，a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A．b、d两点的磁感应强度相等B．a、b两点的磁感应强度相等C．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大图63．(对磁通量的理解)如图7所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？图7【课后巩固】1．科学研究表明，地球自西向东的自转速度正在变慢．假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可以断定 ( )A．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱 B．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强C．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱 D．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强2．(多选)如图10所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( ) A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向上，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度也为零D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同图103．如图11所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共线；b点在两导线之间，b、d的连线与两导线所在直线垂直．磁感应强度可能为零的点是( )A．a点B．b点C．c点D．d点图114．三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图12所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是( )A．大小为B，方向垂直斜边向下 B．大小为B，方向垂直斜边向上C．大小为5B，斜向右下方 D．大小为5B，斜向左下方图125．(多选)下列关于磁通量的说法正确的是( )A．穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积C．穿过某一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线净条数D．地磁场穿过地球表面的磁通量为06．如图13所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )A．πBR2 B．πBr2C．nπBR2 D．nπBr2 图13 7．如图14所示，框架abcd的面积为S，框架平面的初始位置与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则(1)穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？图14(4)若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量大小是多少？。

2019-2020年高中物理 3.3《几种常见的磁场》教案新人教版选修3-1 (I)【课题】几种常见的磁场【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1 第三章第三节【课型】新授课【课时】1课时【教材分析】内容分析本节教材内容包括“磁感线”、“几种常见的磁场”、“匀强磁场”、“安培分子电流假说”、“磁通量”等五个方面的内容。

教材的地位和作用1.“磁感线”、“几种常见的磁场”、“匀强磁场”是最基本、也是最重要的知识，今后的学习会有广泛的应用。

2.进一步培养学生的空间想象能力。

3. “磁通量”是学习电磁感应的基础。

新旧教材的对比新旧教材从本质上看没有多大区别，只是在阅读材料中增加了用磁传感器研究磁场的内容，扩大了学生的知识面。

【学生学情分析】1.学生已经具备的知识准备有：矢量性、各种电荷的电场线、初中对磁感线已有初步的认识，等效替代的思想方法。

2.学生的障碍：（1）对电场线的认识、空间想象能力不同，对各种磁场的空间分布认识会有较大差异。

（2）对磁通量的计算、磁通量的变化的判断易出现错误。

【教学目标】1、知识与能力（1）知道什么叫磁感线。

3情感态度与价值观（1）进一步培养学生的实验观察、分析的能力及空间想象能力。

（2）从安培分子电流假说领悟物理探索由个别事物的个性到认识一般事物的共性的科学价值观。

【重点难点】本节重点：认识几种常见磁场的磁感线分布，会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向。

本节难点：正确理解磁通量的概念并能进行有关计算。

【教法学法】教法：以实验探究展示为主，讲授法为辅学法：由实验现象、空间思维形成对常见磁场的分布情况（平面及空间）的认识，同时注意现象、规律的归纳和总结。

【教学准备】多媒体、条形磁铁、直导线、环形导线、螺线管、适量细铁粉、小磁针若干、展示台、学生电源【教学过程】教师活动学生活动设计意图一、新课引入磁感应强度B的大小和方向。

［启发学生思考］电场、磁场我们人类的感官是无法探知的，我们为了认识电场可以用电场线来形象地描述，［学生答］磁场可以用磁感线形象地描述学生通过思维迁移，挖掘出潜意识中的等效思想【板书设计】一、磁感线（定义）（后补充特点）二、几种常见的磁场1.通电直导线周围的磁场2.环形电流的磁场及方向判定3.通电螺线管的磁场及方向判定三、安培分子电流假说四、匀强磁场五、磁通量。

选修3-1 第三章磁场第三节几种常见的磁场年级：班级：学号：姓名：学习目标：1.知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象.4.知道磁通量的概念，并会计算磁通量．学习过程：【自主学习】一、磁感线1．定义：在磁场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致．2．特点(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏．(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．二、几种常见的磁场1．直线电流的磁场安培定则：如图1所示，右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．直线电流周围的磁感线环绕情况如图1所示．图12．环形电流的磁场安培定则：如图2甲所示，让右手弯曲的四指跟环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线的轴线上磁感线的方向．图23．通电螺线管的磁场安培定则：如图乙所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指跟环形电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向．三、安培分子电流假说1.法国学者安培提出：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，它的两侧相当于两个磁极．(如图3所示)2．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性．四、匀强磁场和磁通量1．匀强磁场(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场．(2)磁感线特点：间隔相同的平行直线．2．磁通量(1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积．即Φ＝BS .(2)拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S ′与磁感应强度的乘积表示磁通量．(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb ＝1_T·m 2.(4)引申：B ＝ΦS ，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的圆．(√)(2)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场．(√)(3)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场，用安培定则判断时，大拇指指的都是磁场方向．(×)(4)安培认为，磁体内部有许多环形电流，每个环形电流都相当于一个小磁体．(√)(5)一个物体是否对外显磁性，取决于物体内部分子电流的取向．(√)(6)穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零．(×)2．面积为2.5×10－2 m 2的矩形线圈垂直于磁场放在磁感应强度为4.0×10－2 T 的匀强磁场中，则穿过线圈的磁通量为____________ Wb.【新知探究】一、磁感线1．磁感线的特点：(1)磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向，即小磁针N 极受力的方向．(2)磁铁外部的磁感线从N 极指向S 极，内部从S 极指向N 极，磁感线是闭合曲线．(3)磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，磁感线稀疏处磁场弱．(4)磁感线在空间不相交．2．磁感线和电场线的比较：相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交．不同点：电场线起于正电荷(或无穷远)，终止于无穷远(或负电荷)，不闭合；但磁感线是闭合曲线．例1 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的D．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交二、几种常见的磁场1．常见永磁体的磁场(如图4所示)图4例2电路没接通时两枚小磁针方向如图5，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向．三、磁通量[导学探究](1)如图6，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S′.若有n条磁感线通过S′，则通过面积S的磁感线有多少条？(2)若磁场增强，即B增大，通过面积S的磁感线条数是否增多？例3如图8所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？四、磁感应强度矢量的叠加磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场为各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则．例4 (2017·全国卷Ⅲ·18)如图9，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零，如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为( )图9A ．0 B.33B 0 C.233B 0D ．2B 0针对训练2 在磁感应强度为B 0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图10所示，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )图10A ．b 、d 两点的磁感应强度相同B ．a 、b 两点的磁感应强度相同C ．c 点的磁感应强度的值最小D ．b 点的磁感应强度的值最大1. (磁感线的理解)如图11是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a 、b 两点磁场的描述，正确的是( )图11A ．a 点的磁场方向为图中B a 指向B ．b 点的磁场方向为图中B b 指向C ．a 点的磁感应强度大于b 点的磁感应强度D ．a 点的磁感应强度小于b 点的磁感应强度2．(安培定则的应用)如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是( )3. (磁通量的计算)如图12所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()图12A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶14．(磁感应强度矢量的叠加)如图13所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流，a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()图13A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处的磁感应强度的方向不同【归纳整理】。

高中物理选修3-1 第三章第3节几种常见的磁场学案课程目标：一、考点突破：二、重难点提示：重点：磁感线的特点及安培定则；难点：电流磁场的分布。

考点精讲：一、磁感线为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线。

1. 磁感线的定义：为了形象地描述磁场，在磁场中画出一簇有向曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，这簇曲线叫作磁感线。

2. 物理意义：描述磁场大小和方向的工具（物理模型），磁场是客观存在的，磁感线是一种工具。

3. 磁感线的性质：（1）磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同（该点处磁场方向、磁感应强度方向、磁感线的切线方向、小磁针北极受力方向、小磁针静止时N极指向都是同一个方向）；（2）任何两条磁感线不相交、不相切；（3）任何一根磁感线都不中断，是闭合曲线；磁感线在磁体的外部是由N极指向S极，在内部是由S极指向N极；（4）磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密处磁场越强，反之越弱；（5）磁感线并不真实存在，但其形状可以用实验模拟；没有画出磁感线的地方，并不等于没有磁场。

二、常见电流的磁场磁感线分布三、磁通量1. 定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积。

2. 公式：Φ＝BS。

适用条件：（1）匀强磁场；（2）S为垂直磁场的有效面积。

3. 磁通量是标量。

4. 磁通量的意义：（1）磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。

（2）同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零。

典例精析：例题1 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流，a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等，关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A. O点处的磁感应强度为零B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D. a、c两点处磁感应强度的方向相同思路分析：根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解。

第3节几种常见的磁场1.磁感线是假想的线，磁感线可以定性地描述磁场的强弱和方向。

2．电流的磁场方向可由右手螺旋定那么(或安培定那么)判定。

3．安培提出了分子电流假说，能够解释磁化、退磁等一些磁现象。

4．磁通量的大小为：Φ＝BS，磁感应强度也可叫做磁通密度。

一、磁感线1．定义：用来形象描述磁场强弱和方向的假想曲线。

2．特点(1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏。

(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。

二、几种常见的磁场电流的磁场方向可以用安培定那么(右手螺旋定那么)判断。

1．直线电流的磁场右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

2．环形电流的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

3．通电螺线管的磁场右手握住螺线管，让弯曲的四指跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向。

三、安培分子电流假说1．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，即分子电流。

分子电流使每个物质微粒都成为小磁体，它的两侧相当于两个磁极。

2．分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。

3．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。

四、匀强磁场和磁通量 1．匀强磁场(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场。

(2)磁感线特点：疏密均匀的平行直线。

2．磁通量(1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积。

即Φ＝BS 。

(2)拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S ′与磁感应强度的乘积表示磁通量。

(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb ，1 Wb ＝1_T·m 2。

(4)引申：B ＝ΦS，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度。

几种常见的磁场【学习目标】磁场、磁通量、磁感线、通电直导线、通电线圈。

【学习重点】会用安培定则判断磁感线方向，理解安培分子电流假说。

【学习难点】安培定则的灵活应用即磁通量的计算。

【学习过程】一、磁现象和磁场1．磁现象天然磁石的主要成分是___________________，现使用的磁铁多是用___________________、___________________、___________________等金属或用___________________制成的。

天然磁石和人造磁铁都叫做___________________，它们能吸引___________________的性质叫磁性（。

磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最___________________的区域叫磁极。

能够自由转动的磁体，静止时指___________________的磁极叫做南极（S极），指___________________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___________个磁极，同名磁极相互_______________ ，异名磁极相互______________。

（2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的___________________，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 ___________________ 。

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___________________ 发生的。

4．磁性的地球地磁南极在地理___________________极附近，地磁北极在地理___________________极附近。

二、几种常见的磁场1．磁感线所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的___________________，在这些___________________上，每一点的磁场方向都在该点的切线方向上。

3、3几种常见的磁场
【教学目标】
（一）知识与技能
1、知道磁感线和几种常见磁场磁感线的空间分布情况
2、会用安培定则判断通电直电流和通电线圈周围磁场的方向
3、了解安培分子电流假说
（二）过程与方法
1、通过微课的实验演示让学生明确常见磁场周围的磁感线分布情况
2、通过对实验现象的观察得出安培定律
3、通过对立体图的观察得出各角度的平面图
（三）情感态度与价值观
通过实验现象的分析和探究，以及问题的思考和解答培养学生的科学探究能力、理论思维能力和空间想象及转化能力
【教学重点难点】
重点：常见磁场的空间分布情况，安培定则内容
难点：磁场的空间立体图转化为各角度平面图
【教学方法】
本节课采用的教学方法为实验演示、讲授、讨论、练习
【教学用具】
条形磁体、马蹄形磁体立体磁感线演示仪，通电直导线、环形电流和通电螺线管演示仪，铁屑，小磁针
【教学过程】
2、马蹄形磁铁
这是同名磁极和异名磁极周围的磁场分布情况
大家注意观察直导线周围的磁场
分布特点，和电流方向改变时小
磁针的指向
安培定则：用右手握住导线，让
学生观看微课演示
大家注意观察环形电流中央区域的磁
场分布和两边周围的磁场分布，以及
磁场中各点的方向
请大家分析环形电流的电流方向和周
围磁场方向遵循什么规则？
S
内部磁场一些平行的直
通电螺线管的立体图、左视图和纵截面图该如何画？。

教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校选修3-1第三章3.3几种常见的磁场一、教材分析磁场的概念比较抽象，应对几种常见的磁场使学生加以了解认识，学好本节内容对后面的磁场力的分析至关重要。

二、教学目标（一）知识与技能1．知道什么叫磁感线。

2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。

4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场6．理解磁通量的概念并能进行有关计算（二）过程与方法通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。

（三）情感态度与价值观1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.2.培养学生的空间想象能力.三、教学重点难点1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算四、学情分析磁场概念比较抽象，学生对此难以理解，但前面已经学习过了电场，可采用类比的方法引导学生学习。

五、教学方法实验演示法，讲授法六、课前准备：演示磁感线用的磁铁及铁屑，演示用幻灯片七、课时安排：1课时八、教学过程：（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标要点：磁感应强度B的大小和方向。

［启发学生思考］电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？［学生答］磁场可以用磁感线形象地描述.----- 引入新课（老师）类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向（三）合作探究、精讲点播【板书】1．磁感线（1）磁感线的定义在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。