电场和磁场的对比学习

高二物理磁场问题归纳知识精讲一. 本周教学内容:磁场问题归纳二. 学习目标：1、掌握电流磁场方向的判断方法。

2、重点掌握几种常见的磁感线的分布特点及安培定则的应用。

3、掌握磁感应强度的概念及其矢量性特点。

考点地位:本节内容是高中磁场理论的基础，涉及了高中阶段各种常见的典型的磁场分布及其特点、地磁场的分布特点、磁场的叠加等,这些内容的深刻把握,对于处理磁场问题中的综合问题有很好的作用。

近几年的高考中,突出的考查磁场的基本概念,如电磁感应强度的概念，安培定则等,出题形式主要以选择或填空的形式出现。

三. 重难点解析：1.磁场（1)定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。

（2）磁场的基本性质：对放入其中的磁体和电流产生力的作用。

（３)磁场的产生:①磁体能产生磁场；②电流能产生磁场。

（４）磁场的方向:注意：小磁针北极（Ｎ极，指北极)受力的方向即小磁针静止时北极所指方向,为磁场中该点的磁场方向。

说明:所有的磁作用都是通过磁场发生的,磁场与电场一样，都是场物质，这种物质并非由基本粒子构成。

2. 电流的磁场(1)电流对小磁针的作用1８20年,丹麦物理学家奥斯特发现，通电后,通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。

如图所示。

(2)电流和电流间的相互作用有互相平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察发生的现象是：同向电流相吸,异向电流相斥。

小结:磁体与磁体间、电流与磁体间、电流和电流间的相互作用都是通过磁场来传递的,故电流能产生磁场。

3．磁感线(１)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线。

其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。

（２）磁感线的特点：①在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极;在磁体内部由南极回到北极。

②磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上。

电场与磁场的对比电场与磁场的对比电场力、磁场力跟重力、弹力、摩擦力一样，都是中学物理常见的性质力，但在直观感受性上却不同，多数学生感到前者比较“疏远”，后者比较“亲近”。

究其原因一则电场、磁场部分概念较多且比较抽象而多数学生还停留在形象、直观思维的阶段；二则多数学生缺乏良好的学习习惯和方法，不善于观察和积累，已有经验匮乏；不善于运用科学思维，严密推理，学习自主性、自觉性不高；不重视实验操作，缺乏探究意识；不注意学科思想方法和知识总结等。

为了使学生对电场和磁场的认识更确切、更明晰，更亲合学生实际，在高考复习备考的第一阶段，当结束了电场、磁场两部分的系统复习后，很有必要组织、引导学生：⑴、从万有引力定律与库仑定律的比较开始，将电场与重力场（万有引力场）相关概念、规律一一进行类比；⑵、将电场和磁场两部分内容的研究对象、研究思路和方法及重要概念如电场与磁场、电场强度与磁感强度、电场线与磁场线、匀强电场与匀强磁场、电场力与磁场力等的对比。

现选择性对比如下：概念对比：表注意1•用“比值”定义的物理量的共同特点是被定义的量与用来定义的量均无关;2•磁感应强度三种定义的条件注：电场线、磁感线是描写场这一抽象物质的直观手段，且均可用实验模拟。

沿电场线方向电势逐渐（点）降低；电场线与等势面处处正交。

三、对比规律、公式I、电场力⑴、F qE （q 0时F与E同向），此式具有一般性，可计算点电荷在任何电场中的受到的电n场力。

在n个点电荷形成的静电场中E E i（矢量式）。

在真空中，点电荷场强i 1Q i U 4 kQE i k 2；在匀强电场中E （Q为电容器的电量，为介电常数）。

r i d S⑵、库仑定律F k Q^ （Q i与Q2同号相斥，异号相吸），可计算真空中两个点电荷间的静电rn 1力。

n个点电荷之一q所受库仑力大小F k3^ （矢量式）i i r i注：对于电场力与磁场力的比较不要只停留在概念或性质、特点上，而应侧重于两者的本质区别。

课时设计如果要研究的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，我们也可以用比较长的通电导线进行实验，从结果中推知电流元的受力情况。

演示：探究影响通电导线受力的因素实验器材蹄形磁体、学生电源、导体棒、细线、导线、支架。

实验方法:控制变量法实验步骤1.将一根直导线水平悬挂在磁体的两极间，导线的方向与磁场的方向（由下向上）垂直。

2.保持通电导线的长度不变，探究磁场力与电流的关系。

（1）学生电源与1.4相连，改变电路中电流。

（2）有电流通过时，导线将摆动一定角度，观察电流增大时，导线摆动的角度的大小。

3. 保持磁场和导线中的电流不变，学生电源与2.3相连，导线摆动的角度的大小，探究磁场力与导线的长度的关系。

出示视频:探究影响通电导线受力的因素1.磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。

匀强磁场的磁感线用一些间隔相等的平行直线表示。

2.常见的匀强磁场两个平行放置的异名永磁体磁极间的匀强磁场（1）距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场。

（2）通电螺线管内部的磁场（3）两个平行放置的通电线圈之间的匀强磁场两个平行放置较近的线圈通电时，其中间区域的磁场近似为匀强磁场。

这种装置在电子仪器中常常用到。

出示图片:通电螺线管内部的磁场和两个平行放置的通电线圈之间的匀强磁场活动一：问题导入1. 磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。

思考讨论：在图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？如果在S1和S2处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大提出问题在图中，S1和S2两处磁感线的疏密不同，这种不同是如何体现的呢？如果在S1和S2处，在垂直于纸面方向取同样的面积，穿过相同面积磁感线条数多的就密，磁感应强度就大环节二：新课教学在磁感应强度为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 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。

磁场磁感线·知识要点
1．磁场的概念
磁场是存在于磁体周围或电流周围的一种特殊的物质，它能传递磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的相互作用．磁场的物质性是通过磁场的基本性质来体现的，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有磁力的作用．2．磁感线的概念
磁感线是用来描述客观存在的磁场这种物质而假想的曲线，它的特点是：(1)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱(3)两条磁感线不会相交(4)磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极．
3．几种电流周围的磁场
直线电流周围的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，且都在跟导线垂直的平面上，越靠近导线，磁感线越密，越远则越疏(如图16－1(a)所示)．环形电流周围的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线平面垂直(如图16－1(b)所示)．
通电螺线管的磁感线与条形磁铁的磁感线相似(如图16－1(c)所示)．
磁场是分布在立体空间的，要熟练掌握常见磁场的磁感线的立体图和纵、横截面图的画法，这是本节的重点和难点．在学习磁场的过程中要与电场对比着学习，同时要注意磁感线与电场线的区别．。

第2节磁感应强度磁通量教学设计备课人学科物理课题磁感应强度磁通量教学内容分析本节内容包括磁感应强度和磁通量两部分。

磁感应强度是电磁学的基本概念之一，是本章的重点。

由于前一节已经学习一些磁场的知识，可以继续将磁场和电场进行类比，启发学生回忆电场强度的定义方法，形成磁感应强度的概念。

教科书用小磁针N极受力的方向定义磁感应强度的方向，用电流元所受磁场力与电流元之比定义磁感应强度，符合中学生的认知水平。

教师要进一步渗透引入探测物描述“场”性质的方法。

磁通量是学习电磁感应的基础，比较抽象，学生理解其物理意义比较困难，随着后续知识的学习会有一个循序渐进的理解过程。

学情分析学生在初中的学习中已经对磁场的基本概念有了定性的认识，但没有进行过定量的研究。

在静电场部分的学习中，学生经历了引入电场强度的学习，对建立物理模型，对其进行分析进而引入相关物理量来描述场的研究思路有了一定的了解。

在此基础上，学生学习对磁场中垂直磁场方向的电流元进行受力分析，进而引入磁感应强度的思路能比较容易接受。

但这里要注意对引入电场强度和磁感应强度的不同之处进行强调。

磁通量部分，学生对磁通量的定义能比较顺畅地接收，但对与磁场成角度的平面的有效面积的相关问题会存在一定困难。

同时，学生对引入磁通量的意义也会有一定的疑问。

这里可以就此设疑，引出下一节对电磁感应初步知识的介绍。

教学目标1、在实验基础上，类比电场强度，定义描述磁场强弱和方向的物理量一一磁感应强度，并进一步体会微元法和利用物理量之比定义物理量的方法。

2、知道磁感应强度的定义，知道其方向，大小、定义式和单位。

会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

3、知道匀强磁场的特点。

4、知道磁通量，会计算在匀强磁场中通过某一面积的磁通量。

5、了解中国古代在指南针使用方面的情况，激发学生的民族自豪感。

教学重难点教学重点：磁感应强度概念的建立，理解磁感应强度的物理意义。

教学难点：寻找描述磁场强弱和方向的物理量。

电场知识点一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

2、元电荷：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子(或质子)所带的电量。

说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。

荷质比(比荷)：电荷量q与质量m之比，(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电，②接触起电注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。

③感应起电——切割B，或磁通量发生变化。

4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2．公式：k＝9．0×109N·m2／C2极大值问题：在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。

3．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。

点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定性判定。

计算方法：①带正负计算，为正表示斥力；为负表示引力。

②一般电荷用绝对值计算，方向由电性异、同判断。

三个自由点电荷平衡问题，静电场的典型问题，它们均处于平衡状态时的规律。