[推荐学习]高中物理 3.1磁现象和常见的磁场学案(无答案)新人教版选修3-1
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§3.1磁现象和磁场【学习目标】:1、了解简单的磁现象。
2、理解电流的磁效应,知道其伟大意义。
3、知道有关地磁场的知识。
【学习重点】:电流的磁效应【学习难点】:地磁场的磁感线【自主预习】:阅读课本79-82页,完成以下问题。
1、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、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。
★3、重做奥斯特实验:该实验说明了该实验成功的关键奥斯特的贡献是发现了电流的。
4、磁体与磁体之间的相互作用是通过发生的。
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也是通过发生的。
磁体周围、电流周围都存在着磁场、所有磁作用都是通过磁场发生的,磁场和电场一样都是一种客观物质,是客观存在的,虽然看不见摸不着,但是很多磁现象感知了它的存在。
在同一空间区域,可以有几个磁场共同占有,实物做不到。
结论:磁场的基本性质:回顾:电场的基本性质:5、地球是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫地磁场,地磁场南极在地理极附近,地磁北极在地理极附近。
指南针所指的南北(磁场的南北极)与地理上的南北极并不完全一致,两者之间存在着偏角,即磁偏角。
磁偏角最早是由发现的。
【合作探究】:探究活动一:“磁场”知识全知道磁场是存在于、和周围空间的一种特殊形态的物质。
1.磁场的基本特性:磁场对处于其中的、和有磁场力的作用。
2.磁现象的本质:磁体、电流和运动电荷的磁场都产生于电荷的运动,并通过磁场而相互作用。
⑴最早揭示磁现象的电本质的假设是: 。
⑵磁场方向:在磁场中的任一点,小磁针受力的方向,亦即小磁针静止时所指的方向,就是那一点磁场方向。
⑶奥斯特实验第一次指出也能产生磁场,做实验时,为排除地球磁场的影响,小磁针应处于指向位置,直导线中应通以方向的电流。
选修3-1第三章3.1磁现象和磁场一、教材分析磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课,从整个章节的知识安排来看,本节是此章的知识预备阶段,是本章后期学习的基础,是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课,也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课,为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。
整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场(太阳、月亮等),故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。
电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点,是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。
二、教学目标1、知识与技能(1)让学生自己总结生活中与磁有关的现象,了解现实生活中的各种磁现象和应用,培养学生的总结、归纳能力。
(2)通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用,掌握电流磁效应现象。
使学生具有普遍联系事物的能力,培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。
(3)通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象2、过程与方法(1)、让学生参与课前的准备工作,收集课外的各种磁有关的现象和应用。
(2)、在电流磁效应现象的教育中,本节课采用类似科学研究的方式,还原物理规律的发现过程,强调学生自主参与。
(3)、学生对物理现象进行分析、比较、归纳,采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。
3、情感态度价值观(1)、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中,要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系,打开了科学中一个黑暗领域的大门。
也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。
(2)、通过趣味实验的演示与参与激发学生的求知欲与创新欲。
(3)、让学生在实际生活的应用中体会科学知识的价值。
三、教学重点难点教学重点:1、让学生搜索日常生活中有关此现象的用品,及简单的应用原理2、通过实验让学生进一步体会电流的磁效应及磁场概念教学难点:磁场的概念(磁场概念比较抽象)四、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。
课题:§3.1磁现象和磁场编者:王秋锦组长评价:教师评价“学习目标:1、了解日常生活中常见的磁现象有哪些。
2、知道磁性、磁体、磁化概念;知道磁极的规定;知道磁极间的作用规律。
3、经历探究磁极间作用规律的过程;有将科学技术应用于日常生活的意识。
4、知道磁体周围存在着磁场。
5、知道地球周围有磁场以及磁场的南北极。
学习重点难点:感受磁现象在生产和生活中的应用。
导学案使用说明:请用严谨的态度完成导学案中的内容,明确简洁的记录自己遇到的问题。
预习部分:(20分钟)认真阅读课本,完成以下问题。
1.什么是磁体,磁性和磁极?2.磁体间满足何种作用规律?3.电流的次效应是谁通过一个怎样的实验发现的?该实验的意义是什么?4.什么是磁场?磁场的性质是什么?5.什么样的物体周围存在磁场?6.地磁场是怎样分布的?7.什么是磁偏角?8.宇宙间还有哪些天体存在磁场?探究部分(30分钟)1.组内交流课前预习答案,之后班级展示。
2.同学们例举生活中哪些地方用到了磁。
3.探究磁体对其他物体的作用。
同学们利用事先准备好的磁铁、铁钉、铜片、铝片,锡箔等物体进行实验,观察磁体到底吸引哪些物体。
问题:有一些铁钉混杂在其他的金属中,如何快捷的把铁钉同其他金属分开。
4.探究磁铁上的磁极。
(1)同学们讨论:利用什么办法才能判断出磁铁上哪一部分磁性最强?哪一部分最弱?(2)思考并讨论:有两根钢棒,一根是磁体,一根不是磁体,不利用其他的器材,如何将它们区分开来?5.探究磁南极和磁北极的规定。
同学们将磁铁或小磁针悬挂或者用针顶起来,观察其静止后的指向,明确磁体的南北极。
思考:有一磁体,从外观上区分不出南北极,请你想个办法。
6.探究磁极间的作用规律。
同学们利用桌上的磁铁,按照课本上的做法探究磁极间的作用规律。
思考:将磁铁悬挂起来的目的是什么?除了课本上的做法,你还能想出别的办法吗?总结概括磁极间的作用规律:7.小组长带领组员讨论:为什么磁针静止后,总是指南北而不是指东西呢?8.探究磁化现象。
§3.1 磁现象和磁场
一、磁现象
1、物质具有吸引________物体的性质叫磁性,具有磁性的物体叫。
2、磁体中磁性的区域叫磁极。
能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫______(S极),指北的磁极叫______(N极)。
3、探究:磁体与磁体间的作用
(1)实验器材:小磁针两个
(2)实验现象:
(3)实验结论:
4、电现象和磁现象的相似性
二、电流的磁效应
1、探究:通电导体与磁体间的作用
(1)实验器材:装有一根导线的长木板一个,小磁针一个,蹄形磁铁一个,电池组一个,开关一个,导线若干。
(2)实验记录:
(3)实验结论:
2、探究:通电导体与通电导体间的作用
(1)实验器材:装有平行导线的长木板木板一个,电池组一个,开关一个,连接导线若干。
(2)实验电路:
通电后平行导线是否运动
(3)实验结论:
三、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。
四、地磁场
(1)地球周围的磁场叫;
(2)地球是一个大磁体,地磁_______极在
地理北极附近,地磁______极在地理南极附近.
(3)某地的地磁场方向与该地的经线夹角叫该地的。
想一想:在探究通电导体对磁体的作用时,改变电流方向,小磁针偏转情况是否变化?练一练:地球是一个大磁体,它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似,以下正确的是( ) A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的 B.地磁场的方向是与地面平行的
C.地磁场的方向是从北向南方向的
D.在地磁南极上空,地磁场的方向是竖直向下的。
磁现象和磁场〔情景切入〕我们的祖先在磁现象的发现及应用方面写下了灿烂的一页。
早在战国时期就有“慈石召铁”的记载,讲的是天然磁石对铁块的吸引。
指南针是我国古代的四大发明之一,对世界文明有重大影响。
磁到底是什么?指南针为什么能指明方向?磁对人类有什么作用?这一章我们就来探究磁的奥秘。
〔知识导航〕本章研究有关磁场的产生、描述及磁场对电流和运动电荷作用的知识,安培力、洛伦兹力是磁场性质的具体体现,磁电式电流表、质谱仪和回旋加速器是安培力和洛伦兹力的具体应用。
本章在知识结构上可以分为三个单元:1~3节是第一单元,这个单元主要学习磁场基本知识、描述磁场力的性质的物理量——磁感应强度、用磁感线对几种常见磁场进行描述;第4节是第二单元,主要学习电流在磁场中受到的安培力大小的表达,和安培力方向的判断方法——左手定则,同时还有与电流受力有关的电流表的组成和工作原理。
5~6节是第三单元,主要讨论磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力的大小和方向,了解电视机显像管的工作原理。
本章学习的重点:磁感应强度的概念,磁现象的电本质;磁场对电流的作用力—安培力;磁场对运动电荷的作用力—洛伦兹力。
本章难点:带电粒子在磁场中运动的基本规律以及带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动规律的综合应用。
〔学法指导〕1.本章的学习可以通过与前面学过的电场类比从而更好地理解,例如磁场与电场类比,磁感应强度与电场强度类比,磁感线与电场线类比,安培力、洛伦兹力与电场力类比等。
2.要注意培养空间想象能力。
磁感应强度、电流、安培力和洛伦兹力分布在一个立体空间,在头脑中对它们的方向构成的立体关系要清晰,层次分明,并且还要根据需要转化为平面内的关系。
3.要分清左右手的用法。
用左手判断安培力的方向,洛伦兹力的方向,用右手判断电流方向,还要注意研究正负粒子在磁场中运动的问题时,四个手指指向的区别。
4.善于利用几何关系。
带电粒子的圆周运动,关键是确定圆周的圆心,再利用洛伦兹力提供向心力这一条件,确定圆周运动的半径和周期,再进一步确定运动时间、偏转角度等物理量。
第三章磁场第一节磁现象和磁场课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】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,体会奥斯特发现电流磁效应的重要意义;3.知道地磁场的特点,了解地磁场的变化以及对人类生活的影响.【自主预习】1.基本磁学概念:①磁性:的性质.②磁极:.③磁场::磁体周围空间存在________,它的基本性质是对放在其中的磁体或电流有_____的作用,一切磁相互作用都是一种非直接接触的相互作用,必须通过______来实现.2.地球磁场地球本身是一个磁体,N极位于附近,S极位于附近.地磁场很弱,自由转动的小磁针能显示出地磁场的作用,这是指南针的原理.【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】以下说法正确的是( )A.磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B.电流与电流间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】关于地磁场,下列叙述正确的是( )A.地球的地磁两极和地理两极重合B.我们用指南针确定方向,指南的一极是指南针的北极C.地磁的北极与地理的南极重合D.地磁的北极在地理的南极附近【达标检测】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.牛顿2.下列说法正确的是( )A.磁体上磁性最强的部分叫做磁极,任何磁体都有两个磁极B.磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的C.磁体与通电导体之间以及通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的D.地球的周围存在着磁场,地球是一个大磁体3.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.①②④ B.②③④ C.①⑤ D.②③4.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的天体上能正常工作第一章静电场第一节电荷及其守恒定律课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】1.知道自然界中只有两种电荷,认识各种起电方式及实质.2.理解电荷守恒定律的内容.3.知道什么是元电荷,知道电荷量的概念及单位,知道比荷的概念.【知识储备】1.初中关于静电现象方面的知识.2.知道守恒的概念.【自主预习】1.自然界中只存在两种电荷:同种电荷互相,异种电荷互相.2.电子和质子带有等量的异种电荷,电荷量e= C.实验指出,所有带电体的电荷量都是电荷量e的.所以,电荷量e称为.电荷量e的数值最早是由美国物理学家通过实验测得的.3.使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫.常见的起电方式有、和等.例如:一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后,两者必定带上等量同种电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带电;不带电的导体在靠近带电体时,导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布,使导体的两端出现电荷.4.电荷守恒定律:电荷既不能,也不会,只能从一个物体到另一个物体,或者从物体的一部分到另一部分;在的过程中,电荷量的总量保持.电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一.在发生正负电荷湮没的过程中,电荷的代数和仍然不变,所以电荷守恒定律也常常表述为:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.5.原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量,所以整个原子表现为电中性.6.不同物质的微观结构不同,核外电子的多少和运动情况也不同.在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做.失去这种电子的原子便成为带正电的离子,离子都在自己的平衡位置上振动而不移动,只有自由电子穿梭其中.所以金属导电时只有在移动.【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【要点突破】1.电荷及其起电方式2.电荷守恒定律3.元电荷【典例剖析】【例1】图1-1-1所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C球带正电,A、B两个完全相同的枕形导体不带电.试问:(1)如何使A、B都带等量正电?(2)如何使A带负电B带等量的正电?A C图1-1-1【例2】绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜.在a 的近旁有一绝缘金属球b ,开始时,a 、b 都不带电,如图1-1-2所示,现使b 带正电,则( ) A .b 将吸引a ,吸住后不放开B .b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开C .a 、b 之间不发生相互作用D .b 立即把a 排斥开【例3】两个完全相同的金属球,一个带8106-⨯+C 的电量,另一个带8102-⨯-C 的电量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少?【达标检测】1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A .元电荷就是电子B .元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C .元电荷就是质子D .物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( )A .摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷B .摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C .感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分D .感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体3.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN ,在其两端下面都悬挂着金属验电箔.若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象是( ) A .只有M 端验电箔张开,且M 端带正电 B .只有N 端验电箔张开,且N 端带负电C .两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D .两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电4.M 和N 是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M 带正电荷1.6×10-10C ,下列判断中正确的是( )A .在摩擦前M 和N 的内部没有任何电荷B .摩擦的过程中电子从N 转移到了MC .N 在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD .M 在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子5.a 、b 、c 、d 为四个带电小球,两球之间的作用分别为a 吸d 、b 斥c ,c 斥a ,d 吸b ,则( )A .仅有两个小球带同种电荷B .有三个小球带同种电荷C .c 、d 小球带同种电荷D .c 、d 小球带异种电荷图1-1-26.如图,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则()A.金属球A可能不带电B.金属球A可能带负电C.金属球A可能带正电D.金属球A一定带正电课后篇(学会应用与拓展——不练不通)1.关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是()A.物体所带的电荷量可以为任意实数B.物体所带的电荷量只能是某些特定值C.物体带电+1.60×10-9C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C2.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是 ( )A.先把两球分开,再移走棒B.先移走棒,再把两球分开C.先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电3.如图所示,小球质量分别为m1、m2,带同种电荷,电量分别为q1、q2,将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O,此时两细线与竖直方向的夹角相等,则必有()A.m1=m2 B.q1=q2C.m1=m2 q1=q2D.不能确定4.如图所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动5.多少个电子的电荷量等于 -32.0 μC?(电子电荷量e=1.6×10-19C)6.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷,小球B、C 不带电.现在让小球C先与球A接触后取走,再让小球B与球A接触后分开,最后让小球B 与小球C接触后分开,最终三球的带电荷量分别是多少?B。
3. 1磁现象和磁场课前预习学案一、预习目标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。
2、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.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。
(二)过程与方法利用电场和磁场的类比,培养比较推理能力。
(三)情感、态度与价值观在教学中渗透物质的客观性原理。
学习重点磁场的物质性和基本特性。
学习难点磁场的物质性和基本性质。
二、预习内容(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。
课内探究学案例1.如图1所示.放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性是 ( )A .C 棒未被磁化B .A 棒左端为S 极C .B 棒左端为N 极D .C 棒左端为S 极解答:软铁棒被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致,故B 正确。
2.电流的周围存在磁场——电流的磁效应。
例2.某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知,通电直导线产生的磁场方向是 ( )A .自东向西B .自南向北C .自西向东D .自北向南解答:通电前小磁针指南北,通电后小磁针不动,说明通电直导线产生的磁场还在南北方向,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反。
第三章磁场3.1《磁现象和磁场》学案【学习目标】1•了解磁现象,知道磁性、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。
知道地球的磁场。
【重点难点】重点是电流的磁效应和磁场概念的形成;难点是磁现象的应用。
【课前预习】1.磁现象和磁极(1) ____________________________ 磁性是指物体能吸引含物体的性质。
(2) _________________________________________ 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_________________________________ 方向放置在指南针上方,通电时发现指南针_____________ 。
3.磁场(1)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。
(2) _____________________________________ 磁场最基本的性质是对放入其中的和有力的作用。
4.地球的磁场地磁南极在地理 ________ 极附近,地磁北极在地理_______ 极附近。
【预习检测】1.磁场的基本特性:磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有 ________ 的作用。
2.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。
高中物理 3.1 磁现象和磁场导学案新人教版选修3-1【学习目标】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。
2、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.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。
【重点难点】学习重点磁场的物质性和基本特性。
学习难点磁场的物质性和基本性质。
【学习内容】课前自学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。
课内探究学案1.磁铁磁场:磁铁周围空间产生的磁场。
例1.如图1所示.放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性是 ( )A .C 棒未被磁化B .A 棒左端为S 极C .B 棒左端为N 极D .C 棒左端为S 极解答:软铁棒被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致,故B 正确。
2.电流的周围存在磁场——电流的磁效应。
例2.某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知,通电直导线产生的磁场方向是 ( )A .自东向西B .自南向北C .自西向东D .自北向南解答:通电前小磁针指南北,通电后小磁针不动,说明通电直导线产生的磁场还在南北方向,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反。
§3.1 磁现象和磁场【学习目标】1.了解磁现象,知道磁体、磁极、磁性、磁场等概念,明确磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的2.了解电流的磁效应,体会奥斯特发现电流磁效应的重要意义3.了解地磁场的分布情况和地磁两极的特点.【重点、难点】磁场的物质性和基本特性【课前预学】一、磁现象天然磁石和人造磁体都叫做,它们都能吸引铁质物体,我们把这种性质叫做。
磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫做.能够自由转动的磁体,例如悬吊着的磁针,静止时指南的磁极叫做,又叫极;指北的磁极叫做,又叫极.二、电流的磁效应丹麦物理学家相信,就像电和热、电和光之间存在联系一样,电和磁之间也应该存在联系.1820年他发现了电流的磁效应,首次揭示了电和磁的联系.三、磁场正像电荷之间的相互作用是通过发生的,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.四、地球的磁场地球的地理两极与地磁两极并不重合,因此,磁针并非准确地指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角,简称.【课堂学习活动】活动一、了解磁现象电流的磁效应[问题设计]1.取一条形磁铁,用一大头针分别靠近磁铁的两端和中部,观察到的现象是什么?答案磁铁能够吸引大头针,两端对大头针的吸引力较大,中间部分对大头针的吸引力较小.2.取两个条形磁铁,分别将它们的同名磁极、异名磁极相互靠近,观察到的现象是什么?答案同名磁极靠近,相互排斥;异名磁极靠近,相互吸引.3.将一通电直导线水平放置在小磁针的上方,分别观察导线东西放置和南北放置两种情况下,小磁针的转动情况.答案导线东西放置时,小磁针不转动;导线南北放置时,小磁针转动.[要点提炼]1.磁体具有的吸引铁、钴、镍的性质称为磁性,磁体的磁性最强.2.同名磁极相互,异名磁极相互。
3.奥斯特实验(如图):(1)导线沿方向放置在小磁针的上方.(2)意义:说明通电导体周围存在着,发现了电流的,首先揭示了电与磁之间是有联系的.活动二、了解磁场[问题设计]电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的,那么磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是如何发生的?答案[要点提炼]1.磁场:存在于周围或周围的一种客观存在的特殊物质.磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过发生的.2.基本性质:对放入其中的或通电导体有力的作用(如图所示).3.磁场的产生(1)磁体周围有磁场.(2)电流周围有磁场.活动三、了解地球的磁场[问题设计]指南针是我国古代四大发明之一,它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响,但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜,你知道指南针为什么指南吗?答案因为地球是个大磁体,它对指南针有力的作用.[要点提炼]1.地磁场地球是一个大磁体,存在的磁场叫地磁场.如图所示,地球磁体的N极(北极)位于地理极附近,地球磁体的S极(南极)位于地理极附近.2.磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合,水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个夹角,这个夹角叫做磁偏角.[延伸思考] 宇宙中的其他天体是否有磁场?答案有些有磁场,有些没有磁场.活动四、例题精析:一、对磁现象的认识例1下列说法中正确的是( )A.磁场是客观存在的一种物质B.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极C.将条形磁铁从中间断开,一段是N极,另一段是S极D.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的二、对电流磁效应的认识例2如图4所示,能自由转动的小磁针水平放置在桌面上.当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时,所能观察到的现象是( )A.小磁针不动B.若是正电荷飞过,小磁针会发生偏转C.若是负电荷飞过,小磁针会发生偏转D.若是一根通电导线,小磁针会发生偏转三、对地磁场的认识例3关于地球的磁场,下列说法正确的是( )A.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B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点不同四、电流磁效应及地磁场的综合应用例4物理实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流磁效应实验时,应排除地磁场对实验的影响.关于奥斯特的实验,下列说法中正确的是( )A.该实验必须在地球赤道上进行 B.通电直导线应该竖直放置C.通电直导线应该水平东西方向放置 D.通电直导线应该水平南北方向放置活动五、课堂达标检测:1.(对磁现象的认识)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体或电流有力的作用B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,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物质形态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.(对磁现象的认识)磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用,以下示意图正确的是( )3.(对电流磁效应的认识)下列有关奥斯特实验说法中正确的是( )A.说明了通电导线对磁体有作用力 B.说明了磁体对通电导线有作用力C.说明了任意两条通电导线之间有作用力 D.奥斯特说明了任意两个磁体之间有作用力4.(对地磁场的认识)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.①②④ B.②③④ C.①⑤ D.②③5.(对地磁场的认识)以下关于地磁场的说法中正确的是( )A.地磁场是地球的盾牌,起着保护地球上生命的作用B.地磁场的N极在地理位置的南极附近,但不与南极重合Array C.地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢变化D.在行星中,只有地球有磁场6.(对磁场力及超、失重)的认识)如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。
磁现象和几种常见的磁场
【学习目标】
1、了解磁现象,知道磁性、磁极的概念,知道电流的磁效应。
2、知道什么是磁感线。
知道几种常见磁场磁感线的分布情况。
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、了解安培分子电流假说,知道磁现象的电本质。
【学习过程】
学习任务1:磁现象
情景: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。
问题1:初中学过磁体有几个磁极?
问题2:磁极间相互作用的规律是什么?
问题3:两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的?
情景:可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。
引导学生阅读教材“磁现象”两段。
问题:天然磁石的主要成分是什么?什么是永磁体?
学习任务2:电流的磁效应
情景:演示奥斯特实验:让学生直观认识电流的磁效应。
做实验时可以分为四种情形观察并记录现象:水平电流在小磁针的正上方时,让电流分别由南向北流和由北向南流;水平电流在小磁针的正下方时,让电流分别由南向北和由北向南流。
问题1:人们是通过那些自然现象的发现,开始形成
了相互联系和相互转化的思想的?
问题2:开始时,奥斯特的实验研究均以“失败”告
终,为什么?你从中有何启发?
问题3:奥斯特是如何发现电流磁效应的?以前的实
验为什么会失败?奥斯特发现电流磁效应的实验有何意
义,竟使安培、法拉第对奥斯特有如此高的评价?
学习任务3:磁场
情景:奥斯特的电流磁效应实验说明电和磁是相互联系的。
电荷的周围存在电场,电荷间通过电场产生相互作用。
提问1:磁场是真实存在的吗?
提问2:磁场的基本性质是什么?
学习任务4:地磁场
提问:请大家思考,悬吊着的磁针为什么会指示南北
呢?
结论:地球的周围存在磁场,地球实际上就是一个巨
大的磁体,它也有两个磁极。
地磁场的南北极与地理的南
北极并不重合。
地磁场的南北极连线与地理的南北极之间
有一个偏角,叫做磁偏角。
许多天体和地球一样,也存在
着磁场。
如太阳、月亮、火星等都存在磁场。
但它们的磁场有不同的特点。
如火星的磁场不像地球的磁场那样是全球性的,而是局部的。
因此指南针不能在火星上工作。
学习任务5:磁感线
情景:磁场是存在于磁体和电流周围客观存在的特殊物质,看不见,摸不着,怎样形象描述磁场的大小和方向?
提问1:磁感线作用?
提问2:磁感线如何描述磁场强弱及方向?
提问3:磁感线是否能够相交?
提问4:分析匀强磁场的特点,怎样用磁感线来描述匀强磁场?
学习任务6:几种常见的磁场
问题1:磁铁周围的磁感线方向如何?(磁体外部、磁体内部)
总结:磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极。
问题2:磁感线和电场线异同
问题3:通电直导线周围的磁感线如何分布?
★安培定则: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。
思考: 直导线周围的磁场是均匀分布的吗?
问题4:平面画法:
问题5:环形电流的磁场又如何分布呢?你能用所学知识分析吗?
★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。
学习任务7:安培分子电流假说
情景: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。
分子电流假说的内容: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。
问题1:一根铁棒在未被磁化时为什么对外界不显磁性? 问题2:什么是磁化?如何去理解磁化和磁极?
问题3:永磁体为什么具有磁性?为什么有时会失去磁性? 问题4:为什么无论把磁棒折成多小的一段,它总有两个磁极? 问题5:分子电流是如何形成的? 学习任务8:磁通量
研究电磁现象时,有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化,为此,物理学上引入了一个新的物理量——磁通量。
(1)定义:一个面积为S 的平面垂直一个磁感应强度为B 的匀强磁场放置,则B 与S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(2)公式:Ф=B ·S
(3)单位:韦伯(Wb ) 1Wb=1T ·1m 2
=1V ·s
(4)物理意义:磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。
注意:当平面跟磁场方向不垂直时,穿过该平面的磁通量等于B 与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积.即Ф=B ·S sin θ,(θ为平面与磁场方向之间的夹角)(如图所示)
将磁通量的定义式Ф=B ·S 变形得:B =
⊥
S φ
,B 为垂直磁场方向单位面积上的磁通量,反映磁场的强弱。
又叫磁通密度。
单位Wb/m 2
【课后作业】
1、关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是 ( )
A .磁感线从磁体的N 极出发,终止于S 极
B .磁感线可以表示磁场的方向和强弱
C .沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
D .因为异名磁极相互吸引,所以放入通电螺线管内的小磁针的N 极一定指向螺线管的S 极
2、奥斯特实验说明了( )
A .磁场的存在
B .磁场具有方向性
C .通电导线周围存在磁场
D .磁体间有相互作用
3、判断一段导线中是否有直流电流通过,几组器材其中最为可用的是 ( )
A .被磁化的缝衣针及细棉线
B .带电的小纸球及细棉线
C.小灯泡及导线D.蹄形磁铁及细棉线
4、如下图所示,当开关S闭合后,小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是( )
5、看围棋讲座会发现,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。
棋子不会掉落原因是()
A.质量小,重力忽略不计
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,另一方面还受到空气的浮力
6、下列关系磁场的说法中,正确的是()
A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质
B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C.磁极与磁极间是直接发生作用的
D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
7、地球具有磁场,宇宙中的许多天体也有磁场,围绕此话题并查阅相关资料,下列说法中正确的是:()
A.地球上的潮汐现象与地磁场有关,
B.太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关
C.通过观察月球磁场和月岩磁性推断,月球内部全部是液态物质
D.对火星观察显示,指南针不能在火星上工作
8、甲乙两根外形相同的钢条,用甲的一端触及乙的中间且相互垂直.下列说法中正确的是( )
A.若相互吸引,则甲、乙均有磁性
B.若相互吸引.则甲有磁性,乙一定没有磁性
C.若相互不吸引,则甲、乙均没有磁性
D.若相互不吸引,则甲一定没有磁性.乙可能有磁性
9、如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。
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A通电,铁片被吸引上升
的过程中,悬挂C的轻绳上拉力的大小为 ( )
A.F=Mg B.Mg<F<(M+m)g
C.F=(M+m)g, D.F>(M+m)g
10、关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是( ) A.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种客观存在的物质
B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,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.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的
D.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的
11、如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线
管的正上方、管内和右侧,当这些小磁针静止时,
小磁针N极的指向是()
A.a、b、c均向左B.a、b、c均向右
C.a向左,b向右,c向右D.a向右,b向左,c向右
12、如图1所示为电流产生磁场的分布图,正确的分布图是( ) A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
13、为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
14、南极考察经常就南极特殊的地理位置进行科学测量。
“雪
龙号”考察队员一次实验如下:在地球南极附近用弹簧测力
计竖直悬挂一未通电螺线管,如图所示.下列说法正确的是
()
A.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数
将减小
B.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数
将增大
C.若将b端接电源正极,a端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大
D.不论螺线管通电情况如何,弹簧测力计示数均不变。