鲁科版(2019)高中物理必修第三册5.1磁场及其描述-教案

第1节磁场课堂互动三点剖析一、磁场的正确理解1.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.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体能产生磁力的作用.2.磁场不但有强弱，而且有方向，当把小磁针放在磁场中不同位置时，小磁针 N 极指的方向不同，所以磁场中各点的方向是不同的，在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.3.磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样，具有能量，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用，是不依赖于人的意志而客观存在的东西.【例1】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.电流与电流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思路分析：电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力.磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁极产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点.答案：A温馨提示①注意磁场与电场的区别；②理解磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的.二、地磁场地磁场与条形磁体的磁场相似，主要有三个特点：(1)地球本身就是一个大磁体，地磁场的N极在地球南极附近，地磁场的S极在地球北极附近.(2)在赤道平面上，距离地球表面等高的各点，强弱程度相同，且方向水平向北.(3)在北半球，地磁场的方向斜向下指向地面；在南半球，地磁场的方向斜向上背离地面.地磁场B的水平分量(B∥)总是从地球南极指向北极，而竖直分量(B⊥)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，如图5-1-1所示.【例2】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，以下说法正确的是（）图5-1-1A.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的D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的解析：地理南北极与地磁南北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，即磁偏角；地磁场方向不与地面平行，它们之间的夹角称为磁仰角；在地磁极附近，磁场方向与地面是垂直的. 答案：D温馨提示对地磁场的理解是一个易错点，很容易错误地认为地磁场方向与地面平行.三、电流产生磁场是疑点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，通电导线下方与导线平行的小磁针发生偏转，如图5-1-2所示.图5-1-2注意：在做奥斯特实验时，为排除地球磁场的影响，小磁针应南北放置，通电导线也南北放置.2.磁铁对通电导线的作用如图5-1-3所示，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体偏转.图5-1-3图5-1-43.电流和电流间的相互作用如图5-1-4，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.【例3】如图5-1-3所示，通电直导线在蹄形磁铁两极间受到力F的作用，以下说法正确的是（）A.这个力是通过磁场产生的B.这个力没有反作用力C.这个力的反作用力作用在通电导线上D.这个力的反作用力作用在蹄形磁铁上解析：通电直导线受到的磁场力，是磁场对电流的作用.它有反作用力，它的反作用力作用在产生该磁场的物体上.答案：AD温馨提示磁场力的作用不用相互接触，“力的作用是相互的”这个知识点有时容易忽略而造成错误.各磁体(磁铁、电流、运动电荷)之间的作用具有相互性，仍遵循牛顿第三定律.同学们应有“由点到面”的意识：磁体之间磁场力作用仍归属于力的作用范畴.各个击破类题演练1磁体和磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，以下正确的是（）A.磁体⇔磁场⇔磁体B.磁体⇔磁场⇔电流C.电流⇔电场⇔电流D.电流⇔磁场⇔电流解析：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. 答案：ABD变式提升1下列所述的情况，哪一种情况可以肯定钢棒没有磁性（）A.将钢棒的一端接近磁针的北极，两者相互吸引，再将钢棒的这一端接近磁针的南极，两者相互排斥B.将钢棒的一端接近磁针的北极，两者相互排斥，将钢棒的另一端接近磁针的北极时，两者相互吸引C.将钢棒的一端接近磁针的北极时，两者相互吸引，将钢棒的另一端接近磁针的南极时，两者仍相互吸引D.将钢棒的一端接近磁针的北极，两者相互吸引，将钢棒的另一端接近磁针的北极时，两者仍相互吸引解析：钢棒与磁针相斥说明钢棒一定具有磁性，因为同名磁极相互排斥.而钢棒与磁针吸引不一定说明钢棒具有磁性，尽管异名磁极相互吸引，但没有磁性的铁质物体同样也能被磁体吸引.选项D中的钢棒的两端都能与小磁针的北极相互吸引，说明钢棒一定没有磁性.答案：D类题演练2关于地磁场，下列说法正确的是（）A.地球的地磁两极与地理两极重合B.地球的地磁北极与地理北极重合C.地球的地磁北极与地理南极重合D.地球的地磁北极在地理南极附近解析：地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近.答案：D变式演练2（1）放飞的信鸽一般都能回到家中，不会迷失方向，这是因为（）A.信鸽对地形地貌有极强的记忆力B.信鸽能发射并接受某种超声波C.信鸽能发射并接受某种次声波D.信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向（2）当信鸽突然遇雷雨或经过电视发射塔，有时会迷失方向，这又是为什么？解答：（1）D（2）雷或电视发射塔发出的电磁波干扰了它体内的某种磁性物质，使它不能借助地磁场辨别方向.类题演练3下列关于各磁体间的作用，其中正确的说法有（）A.在奥斯特实验中，通电直导线对小磁针产生磁场力，但此时小磁针对通电导线可能不产生磁场力B.在通电直导线对小磁针产生作用力的同时，小磁针对通电直导线一定会产生作用力C.大磁铁的磁性较强，而小磁针对大磁铁的磁场力较小D.任何两个磁 体之间产生的磁场力总是大小相等、方向相反解析：磁体之间的作用是相互的，甲磁体产生的磁场对乙磁体发生作用的同时，乙磁体产生的磁场必定对甲磁体发生力的作用.因此，通电直导线、小磁针、大磁针之间相互作用遵循牛顿第三定律.答案：BD变式演练3图5-1-5如图5-1-5，A为电磁铁，C为胶木大秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升过程中，轻绳上拉力F的大小为（）A.F=mgB.M g<F<(M+m)gC.F=(M+m)gD.F>(M+m)g解析：A、C受重力Mg，绳的拉力F，B给A的磁场力为f1、B受力为重力mg和A给B的磁场力f′.对A、C（包括支架）由平衡条件有：F=Mg+f;对B由牛顿第二定律有：f′-mg=ma(a>0)、由牛顿第三定律有f′=f(f′与f大小相等、方向相反)，联立解得F=Mg+m(g+a)>(M+m)g. 该题亦可用超重规律分析：B由静止向上加速，超重，故F>(M+m)g.答案：D。

第1节磁场及其描述教学目标1．通过实验初步认识磁场，理解磁感应强度。

2．了解用磁感线描述磁场的方式方法。

3．掌握安培定则，会用安培定则判断通电直导线和通电线圈的磁场方向。

4. 了解我国古代在磁现象方面的研究成果及对人类文明的影响，了解与磁相关的现代技术发展。

教学重难点教学重点1.磁场的概念的理解。

2.安培定则的应用。

教学难点应用安培定则判断磁场的方向。

教学准备多媒体课件条形磁铁、蹄形磁铁、通电导线、通电线圈、小磁针、细铁屑、电池、导线、开关、铁架台。

教学过程新课引入在现代，磁现象在生产生活中有很多的应用，与日常生活、科技密切相关。

磁场存在于磁体和通电导线周围，有强弱和方向。

那么如何描述磁场的强弱和方向呢？我们本节课将要学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度，用磁感线形象的描述几种常见磁场的分布，及磁现象在生产生活中的应用。

讲授新课一、磁场磁感应强度1.磁极间的相互作用教师活动：实验演示：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引电流使磁针发生偏转教师活动：实验演示：当导线中通过电流时，磁针就会发生偏转；当导线中的电流反向时，磁针也将反向偏转。

思考：为什么磁体间没有接触也会产生相互作用：为什么通电导线周围的磁针会发生偏转？2.磁场教师说明：正像电荷的相互作用是通过电场发生的，磁体与磁体之间、通电导线与磁针之间的相互作用，是通过磁场发生的。

总结：（1）磁体周围、电流周围都存在着磁场、磁作用都是通过磁场发生的（2）磁场、电场和实物一样都是客观存在的，实物和场是物质存在的两种不同形式。

（3）磁场的基本性质：对磁体产生力的作用。

磁场的方向：用小磁针可以判断空间某点磁场的方向。

磁场中某点小磁针静止时N极的指向规定为该点磁场的方向。

思考：条形磁铁形成的磁场，在靠近N极和S极处较强，在靠近中间位置处较弱，巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小磁铁却只能吸起几枚铁钉，那么怎样描述磁场的强弱呢？3.磁体对通电导线的作用力（1）如图所示的实验装置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，其强弱与磁体的数目无关。

第5章初识电磁场与电磁波导学案001第1节磁场及其描述【学习目标】1.了解磁场的概念，知道磁场的基本特性。

2.理解磁感应强度的概念，知道磁感线的特点和作用.3.熟悉几种电流周围磁感线的形状，熟练运用安培定则判断有关问题4.了解磁的应用及意义【学习重点】1.磁感应强度的概念和磁感线2.电流的磁场【学习难点】磁感应强度的概念和磁感线【学习过程】一、新课学习一、认识磁场1.我国古代的磁应用（1）．磁石古人认为磁石吸铁如同慈母召子，故又把磁石称为慈石。

（2）．磁极古人发现，不管形状如何，任何磁体都有两个磁极。

（3）．指南针指南针是我国古代四大发明之一，由原来的司南发展而来，它的发明对促进人类航海事业起了重大作用。

2、磁场（1）．定义：磁体或电流周围存在的一种特殊物质。

（2）．基本性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用。

（3）．产生：(1)磁体周围存在磁场；(2)电流周围存在磁场——电流的磁效应(1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现)。

（4）．磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

3、地球的磁场（1）．地磁场：地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近。

（2）．磁偏角：地磁场的两极与地理的两极并不重合。

水平放在地面上的可以自由转动的小磁针的指向与正南正北方向之间的夹角叫磁偏角。

二、磁感应强度1. 物理意义：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量．2．磁感应强度的方向：磁感应强度的方向就是小磁针N极受力的方向，即静止时小磁针N极所指的方向。

3．磁感应强度的定义及公式：(1)定义：将电流元IL垂直放入磁场中，它受到的磁场力F与IL的比值叫磁感应强度.（2)公式： ILF B = . (3)单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T,1T=1mA N ⋅ 4．对磁感应强度的理解(1)磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用 比值法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小。

5.1 磁场及其描述【学习目标】1.知道磁场的概念2. 认识磁感应强度的概念及物理意义。

3.知道磁感线的概念，熟知环形电流、通电螺线管的磁感线分布情况【课上探究】知识点1：磁场思考与交流问题1：通电导线使小磁针偏转，这说明了什么问题？问题2：可以怎样描述磁场？总结与提升1.通电导线周围会产生磁场1.磁场：(1)基本性质:对放入其中的磁体或运动电荷(电流)有力的作用,磁体、电流之间都是通过发生相互作用的。

（2）方向:小磁针的极所受磁场力的方向。

练习与拓展例1.1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。

在奥斯特实验中,将直导线沿南北方向水平放置,小指针靠近直导线,下列结论正确的是()。

A.把小磁针放在导线的延长线上,通电后,小磁针会转动B.把小磁针平行地放在导线的下方,在导线与小磁针之间放置一块铝板,通电后,小磁针不会转动C.把小磁针平行地放在导线的下方,给导线通以恒定电流,然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小D.把黄铜针(用黄铜制成的小指针)平行地放在导线的下方,通电后,黄铜针会转动例2、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共同产生的D．磁场和电场都是客观存在的一种物质知识点2：磁感应强度思考与交流1、不同磁场的强弱相同吗?物理学中用什么物理量来表示磁场的强弱?类比电场。

2、小磁针的两极在磁场中的受力方向相同吗?如何规定磁场中某位置的磁场方向?某点的磁场方向是否跟放在该点的小磁针有关?总结与提升(1)意义:物理学中用来描述磁场的强弱。

(2)方向:物理学中把小磁针静止时极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向。

(3)大小:通电导线与磁场,它受力F的大小与导线成正比,又与导线的成正比,用公式表示就是F= 。

式中的比例系数B就是。

(4)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是,简称,符号。

磁场及其描述（）A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，B正确；因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确；在地磁场中，指南针南北指向，当通电直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。

答案 BC[针对训练2]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；由图知，a、b两点的磁感应强度不相等，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。

核心要点2 对磁感线的理解[要点归纳]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。

故磁感线不相切，若相切，切点处B→∞不可能。

（3）磁感线为闭合曲线：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。

（4）磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，在稳定磁场中，某点磁场方向唯一确定，所以磁感线不能相交。

解析电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，A错误；两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错误；电场线起始于正电荷或无限远、终止于负电荷或无限远，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C正确；电场线越密，表示该处电场越强；磁感线越密，表示该处磁场越强，D正确。