新人教版高中物理选修3-1同步教案 第3章 3-1 磁现象和磁场
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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。
《磁现象和磁场》教学设计东华中学董名英【教学目标】一、知识与技能:理解掌握磁场的性质,会画磁感线。
二、过程与方法:恰当的运用类比来让学生理解新知识,用实验进行探究总结,化无形为有形,化空泛为具体,把知识落实到点上。
三、情感态度价值观:培养学生勤于思考善于思考的习惯,拥有实事求是,尊重自然规律的科学态度,不怕困难勇于探究的信心和决心,产生将科学服务于人类的意识和行动,拥有振兴中华的使命感和责任感。
【教学重点】理解掌握磁场。
【教学难点】如何认识磁场的存在,同时怎样把无形的磁场转化成有形的研究对象。
【教学方法】本节课采用实验探究法,启发式教学法,以合作学习和探究性学习为主。
【教学准备】吹风机、布条、条形磁铁、磁针、铜、铝、铁、钢钉、大头针、橡皮筋、铁屑、牙签筒(用来装铁屑)、摆放小磁针的小底座、实验纸板、自制的内部具有磁铁的“地球”。
【教学过程】教学过程教师活动学生活动设计意图创设问题情境,导入新课。
老师做演示实验,具有磁铁的小车靠近磁铁就会运动起来,不让学生看到磁铁,给学生猜想为什么小车会运动,从而导入新课。
观察显现并且进行思考回答。
目的是调动学生学习积极性。
新课教学1、回顾小学学习过的关于磁的知识。
2、让学生通过实验来回顾磁铁的性质(条形磁铁做实验,用磁铁吸引一个小实验盒中的铁、铝、镍、橡皮筋、钢钉、大头针等)提问:*磁铁能吸引什么?*磁铁各处的吸引力大小是否一样?*铁和钢靠近磁铁后有何性质,是否具有磁性?*指南针能指南北,实验中看看磁铁是否能指南北?3、归纳出磁性,磁极和磁化的概念。
(也就是简单的表面磁现象)4、指南针可以指南北,我们实验中的磁铁做出来的是不是在指南北啊?做实验指南北,该如何改进实验器材?把磁铁做成磁针,放在几乎没有摩擦力的支架上,红端总是指向北方,叫做北极,白端总指向南方,叫做南极。
5、引导学生思考为什么指南针能指南北。
用指南针演示指南北,指南针指南北有条件:不受到别的外界因素的干扰。
高中物理磁场教案高中物理磁场教案【篇一:高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案:__磁现象和磁场】第三章磁场全章教学设计全章教学内容分析我们生活在磁的世界里,但是磁对我们来说,依然相当神秘。
本章从磁现象和电流磁效应导入磁场,首先介绍了磁场的性质及描述,进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。
最后介绍带电粒子在磁场中的运动。
全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手,从实验中发现本质,从本质中体会应用”这一思路。
磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用,它不仅是磁场性质的重要体现,而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础,还是电磁感应动态分析的重要组成部分。
在洛伦兹力公式的处理上,教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发,提出磁场对运动电荷有作用力的设想,然后用实验来验证,在此基础上引入洛伦兹力概念,并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。
一般情况下,带电粒子在磁场中的运动比较复杂,它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。
教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动,旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。
课标要求1.内容标准(1)列举磁现象在生活和生产中的应用。
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,及其对人类生活的影响。
(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)通过实验认识洛伦兹力。
会判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小。
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。
【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--3.1《磁现象和磁场》(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。
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。
五、教学方法:1.趣味实验、图片展示、实物演示、分组讨论、实验演示2.学案导学六、课前准备:1.条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪2.多媒体的准备:图片收集、生活拍摄七、课时安排:1课时八、教学过程:(一)引入:介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。
人教版高中物理选修(3-1)-31《磁现象和磁场》教学设计1、了解电流的磁效应。
了解电流磁效应的发现过程,体会奥斯特发现的重要意义。
2、知道磁场的基本特性。
了解地球的磁场。
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。
关注磁现象在生活和生产中的应用。
4、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。
三、教学重点难点重点:电流的磁效应和磁场概念的形成。
难点:磁场的物质性和基本性质。
突破:在复习初中知识的基础上,首先形成磁场的概念,以与电场类比的形式使学生形成磁场的概念并理解磁场的基本性质是对放入其中的磁极和电流有力的作用,以及它们之间的作用靠磁场发生的。
教学方法与手段:利用演示实验,使学生首先在感官上感知磁场的存在,磁场对磁极作用的存在,以及磁场对电流作用的存在。
在复习初中知识的基础上,形成磁场的概念,引导学生理解磁场的物质性。
引导学生阅读教材,掌握知识。
利用类比法、实验法、比较法引导学生进行分类阅读、讨论。
并引导学生观察了解磁现象在日常生活中的应用。
四、课前准备教学媒体:条形磁铁、蹄形磁铁、铁架台、线圈、干电池、直导线、大磁针、小磁针若干、PPT多媒体课件、实物投影仪等。
知识准备:磁极、磁极之间的相互作用等知识。
课时安排:1课时五、教学过程1、导入新课教学任务:创设情景,导入新课师生活动:通过小魔术——干簧管实验,引导学生思考生活中的有关磁现象。
通过汉武帝被骗,郑和下西洋的故事,结合古籍记载,带领学生回顾人类对磁铁的认知过程。
教师演示,利用PPT文件展示问题。
2、推进新课(1)磁现象教学任务:磁现象师生活动:介绍人类对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究,其实关于磁性的问题,我国在很早的时候就有了记载,早在春秋战国时代就有了关于磁石的记载和描述;到了东汉时代我国就有了“司南”的记载,这是公认的最早的磁性指南的工具。
指南针是我国古代的四大发明之一。
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。
《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。
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.。
3 1磁现象和磁场一、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,培养比较推能力。
(三)情感、态度与价值观在教中渗透物质的客观性原。
习重点磁场的物质性和基本特性。
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极附近,地磁北极在地极附近。
课内探究案例1.如图1所示放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁后的极性是( )A.棒未被磁B.A棒左端为S极图1.B棒左端为N极D.棒左端为S极解答:软铁棒被磁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.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。
普通高中课程标准实验教科书—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,是以后学习电磁学的基础。
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,同时也是学习中的一个难点。
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,这是学好后续课程的基础。
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,还要在学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科学技术中的应用。
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。
新课程学习
3.1 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。
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教学,培养学生的比较推理能力。
(三)情感、态度与价值观
在教学中渗透物质的客观性原理。
★教学重点
磁场的物质性和基本特性。
★教学难点
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: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,如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等。
进人21世纪后,科技的发展突飞猛进、一日千里,作为新世纪的主人,肩负着民族振兴的重任,希望同学们勤奋学习,为攀登科学高峰打好扎实的基础。
今天,我们首先认识磁场。
(二)进行新课
1.磁现象
教师:引导学生阅读教材“磁现象”两段,明确以下几个问题:
(1)天然磁石的主要成分是什么?
(2)什么是永磁体、磁性和磁极?磁体有几个磁极,如何规定的?
学生:阅读教材,思考问题。
教师:请同学们判断以下说法是否正确,说明原因。
A. 物体能够吸引轻小物体的性质叫磁性。
B. 磁铁的两端部分就是磁铁的磁极。
学生:思考,选出代表回答问题。
分析与解答:A错,带电物体也能吸引轻小物体;永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性。
B错,如果是一个球形磁体,找不到两端,但也有N、S极;磁性最强的区域就是磁极。
点评:通过是非判断,提高学生对概念的理解能力。
2、电流的磁效应
教师: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:电现象和磁现象间的相似是偶然的吗?如果你是一位物理学家,你会怎样认为呢?
点评:创设问题情境,激发学生的求知欲望,引起探究的冲动。
教师:在关于电现象和磁现象的联系问题上存在着许多有趣的物理学史方面的故事。
教师:引导学生阅读教材84页最后两段和85页前两段,思考问题:
(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?
(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?
(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?谈谈你的想法。
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?
学生:阅读教材。
讨论,交流,发表见解。
点评:进一步创设问题情境,激发学生的求知欲望,引起探究的冲动。
教师要让学生畅所欲言,勇于发表见解。
可能有的学生的认识比较肤浅,教师要注意保护学生的积极性。
3、磁场
教师:磁体对磁体有力的作用,奥斯特的电流磁效应实验说明电流对磁体也有力的作用。
这些作用力都不需要直接接触,就能产生。
那么,这些作用力是怎样产生的呢?是不是不需要任何媒介物就能产生?
学生:是通过磁场产生的。
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。
学生: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,那么,磁体和电流的周围必然会存在磁场,磁体间、电流和磁体间则通过磁场产生相互作用。
教师:既然电流的周围存在磁场,对磁体会产生力的作用,那么磁体对电流会产生力的作用吗?电流与电流之间有没有力的作用?
学生:有。
因为力是相互的。
演示:如图所示,通电导线与磁体通过磁场发生相互作用。
学生:认真观察实验,体会磁体对通电导线产生力的作用。
教师指出:磁场是存在于磁体或电流周围空间的一种特殊物质。
磁体和电流的周围存在磁场,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。
教师: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)
点评: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。
教师:请大家思考,悬吊着的磁针为什么会指示南北呢?
学生:说明地球的周围有磁场,地磁场对磁针产生了磁场力。
4、磁性的地球
教师: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。
(投影)图3.1-4(如图所示)
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。
磁偏角的数值在地球上不同的地点是不同的。
而且,
地球的磁极在缓慢地移动,磁偏角也在缓慢地变化。
教师指出: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。
对天体磁场的研究具有十分重要的科学意义。
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
★课余作业
完成P86“问题与练习”的题目。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花,水中月。