课题名称几种常见的磁场

《几种常见的磁场》教学设计江苏省宿迁中学关雷教育背景与设计理念新一轮课程改革的基本理念之一：在课程实施中倡导“主动•探究•合作”为特征的探究性学习方式。

《普通高中物理课程标准（实验）》强调指出：“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能；培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

”为了体现新课程所倡导的崭新的教学理念，我按照素质教育的要求、突破传统教学中“知识本位”的惯性，本着“以人为本”的教学思想，为此，我在设计（包括实施）中力图体现以下教学理念：以学生发展为本；比结论更重要的是过程；把思考还给学生。

学情分析学生通过前面《静电场》整章的学习，已经对电荷周围的电场分布有了基本的掌握，在《磁场》前两节的学习中，对磁感应强度也比较清楚，基本具备了学习这一节内容的必备知识。

但对电流周围的磁场分布以及如何使用传感器研究磁感应强度这一知识点比较欠缺，在教学中应当作为重点来讲解、突破。

教材分析本节教材内容在初中基础上有很大的提高和拓展。

磁感线和几种常见的磁场是最基本的也是最重要的知识，在今后的学习中会有广泛的应用。

教材十分注重不同磁场之间的联系，而不是孤立地罗列这些磁场各自规律，有利于培养学生的逻辑思维。

教学用具教师的教具：电脑、投影屏幕、条形磁铁、蹄形磁铁、教学课件、磁传感器；学生分组实验器材10套（学生电源和导线，直导线，环形导线，小磁针，细铁屑等）。

教学目标1、知识与技能：⑴知道用磁感线可以形象地描述磁场，磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向⑵知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况⑶会用安培定则判定直线电路、环形电流和通电螺线管的磁场方向⑷了解安培分子电流假说，并能用假说来解释常见的磁现象2、过程与方法：⑴通过安培定则的应用，培养学生的空间分析能力⑵利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力3、情感态度与价值观目标：⑴通过引入阿尔法磁谱仪核心部件——永磁铁系统，培养学生爱国主义情操，增强民族自豪感⑵通过虚拟的磁感线教学，对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育教学重难点1、教学重点：直线电流、环形电流和通电螺线管磁感线分布情况2、教学难点：会用安培定则判断并画出各种电流周围磁场的空间分布教学过程第一部分：导入新课首先通过课件展示一张阿尔法磁谱仪的照片，因为学生没有见过，所以给学生一个疑问从而调动学生的好奇心。

几种常见的磁场教案一、磁场的基本概念磁场是物理学中的一个重要概念，它是由磁体或电流所产生的空间区域，具有吸引铁磁物质和改变通电导线运动状态的性质。

磁场是看不见、摸不着的，但我们可以利用磁体的相互作用和通电导线的运动来感知它的存在。

二、几种常见的磁场类型1、地磁场：地球本身是一个大磁体，它产生的磁场称为地磁场。

地磁场在地球表面上的强度由北到南逐渐减弱，但在地核中则由南到北逐渐增强。

地磁场对地球表面的磁场分布起到了决定性的作用。

2、太阳磁场：太阳是一个充满能量的恒星，它产生的磁场称为太阳磁场。

太阳磁场对太阳的活动周期起到了决定性的作用，同时也影响了太阳系中行星和彗星的运动轨迹。

3、通电导线的磁场：当电流通过导线时，导线周围会产生磁场。

通电导线的磁场强度与电流大小和导线长度成正比，与距离导线的距离成反比。

4、永磁体的磁场：永磁体是一种具有永久磁性的物质，如铁氧体、钕铁硼等。

永磁体的磁场具有稳定性和持久性，被广泛应用于各种领域。

三、磁场的教学方案1、借助实验设备：通过实验设备如磁力演示仪、通电导线实验仪等，让学生直观地感受磁场的存在和作用。

2、理论讲解：通过讲解磁场的产生、性质和作用等理论知识，帮助学生深入理解磁场的本质。

3、案例分析：通过分析太阳磁场、通电导线磁场等案例，让学生了解磁场在现实生活中的应用。

4、互动讨论：组织学生进行小组讨论或角色扮演等活动，让学生在实际操作中加深对磁场的认识和理解。

5、课堂测验：通过小测验或提问等方式，检查学生对磁场的掌握情况，及时发现并解决学生在学习中遇到的问题。

6、课外拓展：推荐相关书籍、文章或视频资源，让学生在课余时间进一步拓展对磁场的了解和认识。

7、实践操作：提供实验室或实地考察机会，让学生在实践中亲自操作相关实验设备或观察磁场现象，加深对磁场的认识和理解。

8、创新思考：鼓励学生提出自己对磁场的看法和问题，引导学生进行创新思考和提问，培养其独立思考和解决问题的能力。

3．3《几种常见的磁场》导学案编写人：周到审核组：高二物理组坚持就是胜利，努力就有收获一、学习目标：1．通过铁屑模拟实验知道什么叫磁感线。

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、学习重点与难点：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三、学习内容：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__________都跟这点的___________的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。

（2）特点：A、磁感线是_____曲线，磁铁外部的磁感线是从_____出来，回到磁铁的_____，内部是从___极到___极.B、每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不_____。

C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的______方向。

D、磁感线的______程度表示磁感应强度的大小【注意】①磁场中磁感线，而是人们为了研究问题的方便而。

②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。

2．几种常见的磁场：（1）条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况（图1、图2）（2）电流的磁场与安培定则①直线电流周围的磁场○直线电流周围的磁感线：是一些以导线上各点为圆心的________，这些同心圆都在跟导线______的平面上.（图3）○直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向_____的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是_______的环绕方向.②环形电流的磁场○环形电流磁场的磁感线：是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的______轴线上，磁感线和环形导线的平面______（图4）。

几种常见的磁场沁水中学贾浩杰教学目标知识与技能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。

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。

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。

教学重点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。

教学难点空间想象能力，从不同角度画各种磁场的磁感线。

教学方法教师启发、引导，学生观察、分析，思考、讨论，交流学习成果。

教学工具多媒体教学设备、课件、磁感线模拟演示仪。

教学过程导入新课投影复习:电场相关知识点磁场相关知识点[启发学生思考] 电场和磁场可类比学习记忆教师：我们怎样形象的描述电场呢？[启发学生思考回答] 用电场线。

教师：电场线有哪些特点？[启发学生思考回答] 假想曲线,不相交不闭合,切线表示电场方向,疏密表示电场强弱,从正电荷出发,终止与负电荷。

教师：既然用电场线可以形象地描述电场，我们能否用类似电场线的方法来直观的描述磁场呢？本节课我们就来探究运用磁感线描述几种常见磁场。

板书标题：几种常见的磁场推进新课一、目标自学课件投影自学任务1、什么是磁感线？怎么画？2、条形磁铁、蹄形磁铁磁感线分布具有什么特点？3、常见的通电导线按照形状分有几类？二、展示点拨1、磁感线：板书小标题：磁感线磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线,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。

(教师引导学生依据磁感线的定义画熟悉的条形磁铁的磁感线分布)2、几种常见的磁场条形磁铁演示1：实物台上展示条形磁铁周围摆放小磁针。

提示:小磁针静止时北极所指方向为该点磁场方向,也就是磁感线上该点的切线方向。

学生活动：画出满足磁感线要求的一条磁感线教师点拨：小磁针北极方向、曲线上该点的切线方向、该点的磁感应强度方向，三个方向的同一性。

1 第3节 《几种常见的磁场》学案一．针对训练1、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：（1）磁感线的疏密表示磁场的 。

（2）磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；在磁体外部，从 指向 ；在磁体内部，由 指向 。

（3）磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型，不存在，2、安培定则、对于通电直导线，右手大拇指代表 方向，四个弯曲的手指方向代表 方向 环形电流和通电螺线管，右手大拇指代表 方向，四个弯曲的手指方向代表 方向。

3、安培分子电流假说、磁现象的电本质：最早揭示磁现象电本质的假说是 。

分子电流排列由无序变成有序称为 ，分子电流排列由有序变无序称为 。

磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由 产生的。

4、匀强磁场磁感应强度 、 处处相同的磁场叫匀强磁场。

匀强磁场的磁感线是一些 直线。

5、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 ·m 2（4）磁通量是标量 （5）磁通密度即磁感应强度 B=S φ 1T=1m A N 1mWb 2⋅= 【典型例题】1、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？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．有一束电子流沿y 轴正方向高速运动如图所示电子流在z 轴上P 点处所产生的磁场方向2 沿 A ．x 轴正方向 B ．x 轴负方向C ．z 轴正方向D ．z 轴负方向4．如图所示.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,四根导线中电流I 1=I 3＞I 2＞ I 4要使0点处磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流 （ ）A ．切断I 1B ．切断 I 2C ．切断I 3D ．切断I 45．对于通有恒定电流的长而直的螺线管,下面说法中正确的是 ( )A ．通电螺线管内部的磁场是匀强磁场B ．通电螺线管磁感线的分布都是从N 极指向S 极C ．放在通电螺线管内部的小磁针静止时,N 极指向通电螺线管的N 极D ．通电螺线管内部的小磁针静止时,N 极指向通电螺线管的S 极6．实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了下面的判断电源极性的方法:在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放螺线管,如图所示,闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转,下列判断中正确的是 （ ）A ．电源的A 端是正极.在电源内电流由A 流向BB ．电源的A 端是正级.在电源内电流由B 流向AC ．电源的B 端是正极,在电源内电流由A 流向BD ．电源的B 端是正极,在电源内电流由B 流向A7．铁环上绕有绝缘的通电导线,电流方向如图所示.则有铁环中心O 处的磁场方向为( )A ．向下B ．向上C ．垂直纸面向里D ．垂直纸面向外8.在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向9一小磁针静止在通电螺线管内部，螺线管通过如图11-1-2所示的电流，则下列说法中正确的是（ ）A ．螺线管左端是N 极，小磁针左端也是N 极B ．螺线管左端是S 极，小磁针左端也是S 极C ．螺线管左端是N 极，小磁针左端是S 极D ．螺线管左端是S 极，小磁针左端是N 极I 4I 1 I 3 I 2 O. 第4题 第6题 第7题第14题。

3 几种常见的磁场学习目标知识脉络1.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．2．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布．(重点)3．会用安培定则判断电流的磁场方向．(难点)4．知道匀强磁场、磁通量的概念．(重点)磁感线安培定则[先填空]1．磁感线(1)定义：用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线．(2)特点：①磁感线的疏密表示磁场的强弱．②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．2．安培定则(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，如图3-3-1甲所示．图3-3-1(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，如图3-3-1乙所示．(3)通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图3-3-1丙所示．3．安培分子电流假说(1)内容：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)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．[再判断]1．通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环．(√)2．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的．(×)3．磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．(√)4．除永久性磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的．(×)5．一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章．(√)[后思考]1．有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极，你认为对吗？【提示】不对，在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极，而在磁体内部，磁感线是从南极指向北极．2．怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性？【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章，从而失去磁性．[合作探讨]如图3-3-2所示，螺线管内部小磁针静止时N极指向右方．图3-3-2探讨1：螺线管内部磁场沿什么方向？螺线管c、d端，哪端为N极？【提示】由c指向d.d端为N极．探讨2：小磁针放在螺线管上方e处，静止时N极指向什么方向？【提示】向左．探讨3：电源的a、b端，哪端为正极？【提示】a端．[核心点击]1．磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在．(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极．(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．2．磁感线与电场线的比较两种线磁感线电场线相似点引入目的形象描述场而引人的遐想线,实际不存疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)不同点闭合曲线不闭合，起始于正电荷，终止于负电荷3.常见永磁体的磁场图3-3-34．三种常见的电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了，即磁化的实质是分子电流由无序变为有序．(2)磁体的消磁：磁体受到高温或猛烈撞击状况时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流的取向又会变得杂乱无章，使得磁体磁性消失．1．如图3-3-4所示，表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是()图3-3-4A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零【解析】由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以B a<B b，故A错，B对；磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，故C错；在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在，故D错．【答案】 B2．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()【解析】地磁场是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培定则，环形电流外部磁场方向向北、可知，B正确．A图地表上空磁场方向向南，A错误．C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C，D错误．故选B.【答案】 B安培定则记忆口诀“直对直，弯对弯”．即在应用安培定则时，四指始终弯曲，拇指始终伸直，当是直线电流时，拇指指向电流方向，四指指向磁场方向；当是环形电流时，四指弯曲指向电流方向，拇指指向磁场方向．匀强磁场和磁通量[先填空]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B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B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·m2.(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B又叫磁通密度．[再判断]1．在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大．(×)2．磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．(√)3．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量．(×)4．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等．(×) [后思考]若通过某面积的磁通量等于零，则该处一定无磁场，你认为对吗？【提示】不对．磁通量除与磁感应强度、面积有关外，还与环面和磁场夹角有关，当环面与磁场平行时，磁通量为零，但仍能存在磁场．[合作探讨]如图3-3-5所示，匀强磁场B0竖直向下，且与平面BCFE垂直，已知平面BCFE的面积为S.图3-3-5探讨1：平面BCFE的磁通量是多大？【提示】B0S.探讨2：平面ABCD的磁通量是多大？【提示】B0S.探讨3：平面AEFD的磁通量是多大？【提示】0.[核心点击]1．磁通量的物理意义：表示磁场中穿过某一平面的磁感线条数，且为穿过的磁感线的净条数．2．磁通量的计算(1)匀强磁场，磁感线与平面垂直时：Φ＝BS.(2)匀强磁场，磁感线与平面不垂直时：Φ＝BS sin θ，公式中的θ是平面与磁感线的夹角，S sin θ是平面在垂直于磁感线方向的投影面积．3．磁通量的正、负值含义(1)磁通量是标量，但有正、负．若规定磁感线从某平面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从该平面穿出时即为负值．(2)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过，穿过正向的磁通量为Φ1，反向的磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.4．磁通量与磁感应强度的关系(1)磁感应强度的另一种定义：由Φ＝BS得B＝ΦS，此为磁感应强度的另一定义式，表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数，所以B又叫作磁通密度．(2)磁感应强度的另一个单位：由B＝ΦS得磁感应强度的另一个单位是Wbm2，且1 T＝1 Wbm2＝1NA·m.3．如图3-3-6所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，设通过线圈A、B的磁通量为ΦA、ΦB，则()【导学号：34522039】图3-3-6A．ΦA＝ΦBB．ΦA<ΦBC．ΦA>ΦBD．无法判断【解析】在条形磁铁的周围，磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S 极进入磁铁内部．在磁铁内部的磁感线从S极指向N极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多，从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则从下向上穿过A环的净磁感线条数小于B环，所以通过B环的磁通量大于通过A环的磁通量．【答案】 B4．如图3-3-7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？图3-3-7若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化为多少？【解析】在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示．Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝12BS.转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS.即磁通量变化了2BS.【答案】BS 12BS02BS求ΔΦ的三种方法导致磁通量变化的原因不同，求解磁通量变化量的方法也有差异，常见以下三种情景：(1)磁感应强度B不变，由于有效面积S发生变化导致磁通量变化，这种情况的ΔΦ利用BΔS求解．(2)面积S不变，由于磁感应强度B发生变化导致磁通量变化，这种情况的ΔΦ利用ΔBS求解．(3)磁感应强度B和有效面积S均发生变化，这种情况的ΔΦ＝B2S2－B1S1，不能用ΔB·ΔS求解磁通量变化量．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

学案3几种常见的磁场[学习目标定位] 1.知道磁感线的概念，知道几种常见磁场的磁感线分布.2.会用安培定则判断电流的磁场方向.3.了解安培分子电流假说.4.知道什么是匀强磁场.5.知道磁通量的概念，会用Φ＝BS计算磁通量．一、磁感线如果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，这样的曲线就叫做磁感线．在磁体两极附近，磁场较强，磁感线较密．二、几种常见的磁场——安培定则的几种表述1．直线电流的磁场方向：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．这个规律也叫右手螺旋定则．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：从外部看，通电螺线管的磁场相当于一个条形磁铁的磁场，所以用安培定则时，拇指所指的是它的北极的方向．三、安培分子电流假说法国学者安培提出了著名的分子电流假说．他认为，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，它的两侧相当于两个磁极．四、匀强磁场强弱和方向处处相同的磁场．匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线．五、磁通量设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．用字母Φ表示磁通量，则Φ＝BS.在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb.一、磁感线安培定则[问题设计]在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状．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？答案[要点提炼]1．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．2．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1所示)图1(2)环形电流的磁场：内部比外部强，磁感线越向外越疏．(如图2所示)图2(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3所示)图3二、安培分子电流假说[问题设计]磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的磁场有什么联系？答案它们的磁场都是由电荷的运动产生的．[要点提炼]1．安培分子电流假说安培认为，物质微粒内的分子电流使它们相当于一个个的小磁体(如图4)．图42．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图5甲)；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(如图乙)．图53．安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的．三、匀强磁场磁通量[问题设计]取两块较大的磁铁，让两个平行的异名磁极相对，在距离很近时用细铁屑模拟磁感线的分布，你观察到的结果怎样？答案磁感线互相平行．[要点提炼]1．匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线．2．磁通量的定义式：Φ＝BS，适用条件：磁场是匀强磁场，且磁场方向与平面垂直．3．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⊥＝BS cos_θ(如图6)．图6[延伸思考]什么是磁通密度？其单位是什么？答案磁通密度就是磁感应强度，其单位可表示为Wb/m2.一、对磁感线的认识例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极解析在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发指向S极，在磁体内部，磁感线从磁体S极出发指向N极，故选项A错误；磁感线较密的地方，磁场较强，反之较弱，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，选项B正确，选项C错误；在通电螺线管内，磁场方向从S极指向N极，而小磁针静止时N极指向磁场方向，故放在通电螺线管内的小磁针N极指向N极，选项D错误．答案 B二、对安培定则的理解与应用例2如图7所示，图a、图b是直线电流的磁场，图c、图d是环形电流的磁场，图e、图f是通电螺线管电流的磁场．试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向．图7解析根据安培定则，可以确定图a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向自下而上，c中电流方向是逆时针方向，d 中磁感线的方向向上，e 中磁感线的方向向左，f 中磁感线的方向向右． 答案 见解析三、对安培分子电流假说的认识例3 关于磁现象的电本质，下列说法正确的是( ) A ．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的B ．根据安培的分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极C ．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用D ．磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁解析 变化的电场能够产生磁场，而永久磁铁的磁场也是由运动的电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的．故A 错误．没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极．故B 正确．由安培分子电流假说知C 正确．磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电．有变化的电场或运动的电荷就能产生磁场，但静止的电荷不能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场同样恒定磁场也不能产生电场，故D 错误． 答案 BC四、对磁通量的认识及计算例4 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，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO ′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化是__________．图8解析 初始位置Φ1＝BS ；框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos 60°＝12BS ；框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BS cos90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS )－BS |＝2BS . 答案 BS 12BS 0 2BS1．(对磁感线的认识)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，因而是真实存在的答案AB解析条形磁铁内部磁感线从S极到N极，选项C错误；磁感线是为了形象描述磁场而假想的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以选项D错误；磁场是一种客观存在的物质，所以选项A正确；磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针静止时北极受力方向和北极指向均为磁场方向，所以选项B正确．2.(安培定则的理解与应用)如图9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()图9A．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向右答案 C解析小磁针静止时N极的指向与该点磁感线的方向相同，如果a、b、c三处磁感线的方向确定，那么三枚磁针静止时N极的指向也就确定．所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图所示)，即可知a磁针的N极在左边，b磁针的N极在右边，c磁针的N极在右边．3．(对安培分子电流假说的认识)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是()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．软铁棒被磁化的现象答案AD解析安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A、D是正确的；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的．分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的，故正确答案为A、D.4.(磁通量及计算)如图10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()图10A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2答案 B解析磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B项对．题组一对磁感线的认识及方向判断1．下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是()A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大答案 C2．如图1所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()图1A．①③B．②③C．①④D．②④答案 C解析由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确，②错误．③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出③错误，④正确．故正确选项为C.3.当接通电源后，小磁针A按如图2所示方向运动，则()图2A．小磁针B的N极向纸外转B．小磁针B的N极向纸里转C．小磁针B不转动D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动答案 A解析由小磁针A的N极运动方向知，螺线管的左侧为S极，右侧为N极，由右手螺旋定则判断小磁针B 处的磁场方向向外，小磁针N极受力方向与该处磁场方向一致．故A正确．4.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3所示．下列说法正确的是()图3A．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答案AC解析在地球南极附近即为地磁N极，螺线管相当于一条形磁铁，根据右手螺旋定则判断出“条形磁铁”的极性．再根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，判断知A、C正确．题组二对安培分子电流假说的认识5．关于安培分子电流假说的说法正确的是()A．安培观察到物质内部有分子电流存在就提出了假说B．为了解释磁铁产生磁场的原因，安培提出了假说C．事实上物质内部并不存在类似的分子电流D．根据后来科学家研究，原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符答案BD6．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答案 C解析由于高温或猛烈的敲击，会使原来取向一致的分子电流变得杂乱，从而失去磁性，故C选项正确．7．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()答案 B解析地磁场是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培定则，环形电流外部磁场方向向北，可知，B正确．A图地表上空磁场方向向南，A错误．C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C、D错误．故选B.题组三磁感应强度矢量的叠加8.在磁感应强度为B0、方向向上的匀强磁场中，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4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4A．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答案 C解析如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b、d两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A项错误．a点的磁感应强度最大，c点的磁感应强度最小，B、D项错误，C项正确．9．如图5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5A．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答案 C解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．根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D选项错误．10．在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点处是通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图6所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为______________，方向为______________．若C 点处的电流方向反向，则A 点处的磁感应强度大小为________________，方向为________________．图6答案3B 水平向右 B 竖直向下解析 如图所示，由安培定则知B 处导线在A 点的磁感应强度方向水平偏下30°，C 处导线在A 点的磁感应强度方向水平偏上30°，由平行四边形定则可以求得合磁感应强度方向水平向右，大小为B 1＝2B cos 30°＝3B . 当C 处的电流方向反向时，如图所示．由平行四边形定则可知合磁感应强度B 2的方向竖直向下，大小等于B . 题组四 对磁通量的认识及计算11.如图7所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD 为正方形，边长为L ，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B 0，则下列说法中正确的是( )图7A ．穿过ABCD 平面的磁通量大小为B 0L 2 B ．穿过BCFE 平面的磁通量大小为22B 0L 2C ．穿过ADFE 平面的磁通量大小为零D ．穿过整个三棱柱的磁通量为零 答案 BCD解析 根据Φ＝BS ⊥，因此通过ABCD 平面的磁通量Φ＝B 0L 2cos 45°＝22B 0L 2，A 错误；平面BCFE ⊥B 0，而BC ＝L ，CF ＝L cos 45°＝22L ，所以平面BCFE 的面积S ＝BC ·CF ＝22L 2，因而Φ＝B 0S ＝22B 0L 2，B 正确；平面ADFE在B0的垂直方向上的投影面积为零，所以穿过的磁通量为零，C正确；若规定从外表面穿入三棱柱的磁通量为正，那么由三棱柱内表面穿出时的磁通量就为负，而穿入三棱柱的磁感线总与穿出的磁感线相等，因此穿过整个三棱柱的磁通量为零，D正确．故选B、C、D.12.如图8所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0 cm.在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm,10 匝；B线圈半径为2.0 cm，1 匝；若磁场方向不变，在B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中磁通量各改变了多少？图8答案 1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb解析A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积．设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A，Φ＝BπR2，磁通量的改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb，对线圈B，ΔΦ＝|Φ2′－Φ1′|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb.。

第三节几种常见的磁场学案导学学习目标1、知道什么是磁感线。

知道5种典型磁场的磁感线分布情况。

2、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。

3、知道安培分子电流假说是如何提出的，会利用安培假说解释有关的现象。

4、理解磁现象的电本质。

5、知道磁通量定义，知道Φ=BS的适用条件，会用这一公式进行计算。

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。

自主学习1.磁感线是一些有方向的，每一点的切线方向都跟该点的相同。

磁感线的地方磁场强，磁感线稀疏地地方磁场弱。

磁感线为，在磁体的外部磁感线由N极，回到S极。

在磁体的内部磁感线则由指向N极。

两条磁感线不能。

磁感线也不。

2. 如果磁场的某一区域里，磁感应强度的处处相同，这个区域的磁场叫。

距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。

3．磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的，简称磁通。

公式，单位是。

磁场中穿过某个面积磁感线的总条数穿过该面积的的磁通量的大小。

磁感应强度B为垂直磁场方向单位面积的磁通量，故又叫。

4．安培认为磁性起源是在分子、原子等物质微粒内存在一种使每个物质微粒成为一个微小的磁体的，它的两侧相当于两个。

同步导学1．磁感线例1．关于磁感线的性质和概念.下列说法正确是（）A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向B．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线C．磁感线总是从磁体的N极指向S极D．磁场中任意两条磁感线均不相交解答：磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A 对。

磁感线是假想曲线，B 错。

磁感线为闭合曲线，在磁体的内部磁感线则由S 极指向N 极，C 错。

两条磁感线不能相交, 磁感线也不相切D 对。

故AD 正确。

例2．如图5所示，A 为橡胶圆盘，其盘面竖直.B 为紧贴A 的毛皮.在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置.当沿图中箭头的方向转动把手C 时，小磁针将发生什么现象?解答：当转动把手时，A 盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，小磁针的N 极将发生偏转，沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的N 极向右，S 极向左.3．安培分子电流假说例3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,有磁必有电荷,有电荷必有磁B ．不管是磁铁的磁场还是电流的磁场都起源于运动的电荷C ．除永久磁体外,一切磁现象都是运动电荷产生的D ．铁棒被磁化是因为铁棒内分子电流取向变得大致相同解答：一切磁场都起源于电荷的运动，磁化的实质就是分子电流取向由无序变为有序。

课题：几种常见的磁场主讲人：余宇飞一、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，明确几种情形的匀强磁场（二）过程与方法通过模拟实验和学生动手（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.二、重点与难点：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、理解安培分子电流假说三、教学过程：（一）复习引入：1、为描述磁场的强弱和方向，我们引入了什么物理量？磁感应强度B2、电场线可以形象的描述电场强度E的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度的大小和方向呢？方向：将一个小磁针放在磁场中某一点，小磁针静止时，北极N所指的方向，就是该点的磁场方向。

（二）新课教学：1、磁感线：（1）定义：如果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，这样的曲线就叫做磁感线。

（2）实验：用铁屑模拟磁感线（多媒体演示）现象：铁屑有规则的排列，在两极附近，磁场较强，磁感线较密。

2、几种常见的磁场：（1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：结论：外部从N到S，内部从S到N形成闭合曲线。

除了磁铁，直线电流、环形电流、通电螺线管的周围空间也能产生磁场，它们的磁感线分布有什么特点？遵循什么定则呢？（安培定则）（2）直线电流的磁场及磁感线：安培定则（1）：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。

(右手螺旋定则)结论：磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都跟导线垂直。

（3）环形电流的磁场的磁感线安培定则（2）：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。