資源簡介

(共23張PPT)
第1節 磁場 磁感線
第十三章 電磁感應與電磁波初步
物理
學習目標
1.通過了解磁現象、電和磁的聯系以及電流磁效應的發現過程，體會奧斯特發現的重要意義，體會探索自然奧秘的艱難與克服困難帶來的成就感。
2.經歷實驗探究過程，并類比電場，知道磁場的基本特性，知道磁感線和幾種常見磁場磁感線的空間分布情況。體會如何使用形象化的手段描述物理現象。通過類比法培養學生的科學思維。
3.通過學習，會應用安培定則判斷通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向。體會物理學的應用價值，培養學生的科學態度和社會責任。
學習重難點
重點:實驗探究電與磁的聯系，并類比電場，知道磁場的基本特性，知道幾種常見磁場磁感線的分布情況。總結安培定則。
難點:從通電直導線磁場到環形電流磁場的過渡。
【演示實驗】用一塊條形磁體使小磁針轉動，說明它們之間有力的作用，同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引，這與電荷間相互作用類似。那電與磁是否存在某種聯系呢？
新知導入
一、電和磁的聯系
【分組實驗】 奧斯特實驗
實驗結論：在一定條件下，通電導線對小磁針有作用力。
新知講解
提出問題：既然小磁針受到了力的作用，力的作用是相互的，電流是否會受到磁體的作用呢？
二、磁場
1.當導線中有電流通過時，觀察到什么現象？
2.為什么會出現這樣的現象？
【提出問題】 這些物體之間并沒有接觸，是如何實現相互作用的呢？
磁場是存在于磁體或電流周圍空間的一種特殊物質，對放入其中的磁體或電流會產生力的作用。
三、磁感線
思考與討論：磁場看不見、摸不著，但又客觀存在，怎樣形象地描述磁場？
【分組實驗】 觀察磁體磁場分布，類比電場線描繪磁感線。
磁感線的特點
（1）磁感線是閉合曲線，內部由S極指向N極，在外部由N極指向S極。
（2）磁感線的切線方向表示磁場的方向。
（3）磁感線的疏密表示磁場的弱強。
（4）磁感線不相交，不相切。
四、安培定則
思考與討論：磁體產生的磁場我們已經通過磁感線有了形象的認識，通電導線產生的磁場又是什么樣子的呢？
1.通電直導線產生的磁場
【演示實驗】用細鐵屑模擬通電直導線的磁感線，并用小磁針確定磁場的方向。改變電流方向，再次實驗。
判斷方法：用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向。
分別畫出通電直導線的磁場的橫截面圖（俯視圖）、縱截面圖：
用“微元”和“累積”的思想方法，將環形電流看成由許多小段的直線電流組成，對每一小段直線電流用安培定則判定出環形電流中心軸線上磁場方向，疊加起來就得到環形電流中心軸線上的磁場方向。
2.環形電流產生的磁場
多個環形電流串聯就組成了通電螺線管，環形電流的磁場和螺線管的磁場都可以用另一種形式的安培定則判定：讓右手彎曲的四指與環形（或螺線管）電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線（或螺線管）軸線上磁場的方向。
環形電流磁場和通電螺線管磁場的立體圖、橫截面圖、縱截面圖：
【例題1】 用所學知識解釋：奧斯特實驗中，為了使實驗現象明顯，導線應沿南北方向水平放置在小磁針的正上方。
典例探究
分析：地球本身存在磁場，地磁場的方向大致是從地理南極到地理北極。南北放置導線產生的磁場為東西方向，可以排除地磁場干擾，說明小磁針是受到導線的磁場而轉動。如果導線沿東西方向放置，則產生的磁場方向與地磁場方向可能相同，無法確定小磁針的偏轉是由于導線的磁場還是地磁場引起的。
【變式訓練1】在電子由A不斷運動到B的過程中，如圖所示，小磁針如何運動（ ）
A. 不動
B. N極向紙里，S極向紙外旋轉
C. 向上運動
D. N極向紙外，S極向紙里旋轉
答案 B
【例題2】 如圖所示，環形導線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關S后, 三只小磁針N極的偏轉方向是( )
A. 全向里
B. 全向外
C. a向里，b、c向外
D. a、c向外，b向里
分析：通電后，環形導線中的電流為順時針，根據安培定則，內部磁場方向為垂直紙面向里，外部磁場方向為垂直紙面向外。
答案：D
【變式訓練2】有a、b、c、d四個小磁針，分別放置在通電螺線管的附近和內部。當小磁針靜止時，小磁針指向如圖所示，其中正確的是( )
A. a B. b
C. c D. d
答案 D
1.以下說法正確的是 (　　)
A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產生的
B．電流與電流間的相互作用是通過電場產生的
C．磁體與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產生的
D．磁場和電場是同一種物質
答案：A
課堂練習
2.北宋《武經總要》記載，讓鐵魚的頭尾指向南北，先把鐵魚燒紅，再將鐵魚放入水中冷卻，依靠地磁場獲得磁性，后讓其在水中漂浮，制成指南魚（魚頭指南）。指南魚靜止時的指向如圖所示，下列判斷正確的是（　　）
A．指南魚的魚頭應標注“S”
B．指南魚周圍存在磁感線
C．指南魚不能吸引小鐵針
D．指南魚的魚頭磁性最弱
答案:A
3.如圖所示，帶負電的金屬環繞軸OO 以一定的角速度勻速旋轉，從右向左看為逆時針方向，在環左側軸線上的小磁針最后平衡的位置是( )
A. N極沿軸線向右 B. N極沿軸線向左
C. N極豎直向下 D. N極豎直向上
答案:B
4.通電螺線管相當于一個條形磁體。在一通電螺線管的d端附近放置的小磁針，靜止時N極的指向如圖所示，則電源的a端為_________(選填“正”或“負”)極。
答案:正
一、電和磁的聯系
電流的磁效應——電生磁——奧斯特
二、磁場
1.定義：
2.基本特性：
三、磁感線
1.磁感線：
2.幾種常見磁體磁場的磁感線分布
3.磁感線的特點：
四、安培定則
1.直線電流
2.環形電流
3.通電螺線管
課堂小結
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