高二物理选修3-1 第二节 认识磁场

高二物理选修3-1 第二节认识磁场
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．了解磁现象及磁场的性质
2．理解安培定则并会熟练应用该定则解决相应的有关问题
3．掌握常见的几种磁场的磁感线分布情况
（二）能力训练点
1．通过观察演示实验，培养学生的观察分析能力和空间想象力
2．利用前面学过的电场进行类比教学，培养学生的比较推理能力
（三）德育渗透点
1．了解我国古代对磁现象的研究，激发学生的爱国主义热情，树立攀登科学高峰的信心，促使学生更加刻苦地学习。

2．进行物理学方法的教育：
（1）利用实验研究未知的规律现象
（2）运用数学知识形象直观地描述概念规律
（3）培养学生利用实验和数学解决物理问题的思维方式。

二、重点、难点、疑点及解决办法
1．重点
（1）掌握磁场的基本性质——力的作用和方向性
（2）理解磁场的空间分布情况及安培定则
2．难点
磁场的空间分布与磁感线形状的对应联系。

3．疑点
（1）看不见摸不着的磁场是客观存在的
（2）描绘具体有形的磁感线是假想的、不存在的曲线。

4．解决办法
（1）通过演示实验，直观地表示出磁场的存在，突破本节教学的重点和疑点。

（2）利用与电场的对比教学，帮助学生理解磁感线及磁场的空间分布情况。

三、课时安排
1课时。

四、教具准备
条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、大头针、细铁屑、通电导线（导体）、铁架台、幻灯片、玻璃板。

五、学生活动设计
1．引导学生通过观察演示实验描述常见的一些磁现象，并归纳总结出磁场的最基本性质——力的作用。

2．启发学生利用磁场与电场的对比分析，来进一步巩固电场知识及加深对磁场的理解。

3．通过幻灯启发学生空间思维，运用几何知识，认识了解磁感线的分布。

六、教学步骤
（一）明确目标
略
（二）整体感知
本章知识与电场相似，为了降低学生初学磁场时的难度，必修课中只要求学生学习磁场的初步知识，为学习后面电与磁的统一作准备，因此在教学中要注意掌握好教学的深度和广度。

（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1．引入新课
我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末期就有磁石台铁的记载。

磁场的应用更是广泛，我国古代四大发明之一的指南针，它为世界航海作出了巨大的贡献；在现代，日常生活中利用磁的仪器或工具更是随处可见，譬如双面清洁玻璃器，它既省时又安全。

进入二十一新世纪后，科技的发展更是突飞猛进一日千里，作为新世纪的主人，作为我国实现“四化”的生力军，同学们肩上的任务是相当重的，因此，希望同学们能更加努力发奋地学习，为将来勇攀科学高峰打好扎实的基础。

今天，我们就来研究磁场这个概念。

2．新课教学
（1）了解磁现象
提问1在初中，你学过了哪些磁现象？
[回答]磁铁吸引铁屑，磁极间的相互作用，磁化现象等。

演示磁现象的有关实验，然后说明，磁铁是具有吸引铁之类物质的性质的磁性物体，磁铁上磁性最强的两部分称为南、北两磁极，磁极间的相互作用则遵循下述规律，同名相斥，异名相吸，而原来没有磁性的物体，在磁铁的作用下会显示出磁性，这就是磁化现象。

那么磁极间的相互作用是怎样发生的呢？
（2）磁场
①磁场是一种特殊物质
引导学生利用电荷间相互作用的媒介体电场来理解磁极间的相互作用
磁场和电场一样，是一种看不见摸不着的特殊物质，是客观存在的，指南针的应用说明地球就是一个大磁体。

那么磁场存在于何处呢？
②磁体周围空间存在磁场
磁体对小磁针的作用。

③电流周围空间也存在磁场
并不是只有磁体的周围才存在磁场，1820年，丹麦物理学家奥斯特用实验证明了这个问题。

这里，再次显示了物理学中实验这一研究方法的重要性，希望同学们平时要重视实验。

演示实验
导线南北放置、通电后，小磁铁偏转为东西指向。

为什么上述的演示实验能确定磁场的存在呢？原因在于磁场对磁体有力的作用。

④磁场的基本性质——力的作用和方向性
在磁铁周围的不同位置放置小磁针，发现小磁针摆动静止后，指向各不相同，这表明磁场中不同位置力的作用方向不同，因此磁场还具有方向性。

（3）磁场的方向
与电场对比，在电场中，我们利用检验电荷的受力情况来证实电场的方向性，然后规定了正电荷的受力方向为电场方向。

同理，在磁场中，我们利用了小磁针来规定磁场的方向。

①规定
在磁场中的任意一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。

②判定方法
磁体的磁场——根据同名相斥，异名相吸进行确定。

电流的磁场——利用安培定则进行确定
幻灯显示
（4）磁感线
与电场线对比，在电场中为了形象地理解电场的方向，引进了数学中的几何知识来直观地描述电场的方向，即电场线——在电场中画出一系列从正电荷出发至负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致。

同理，在磁场中我们也运用类似的方法画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，这些曲线我们称为磁感线。

利用磁感线，我们就可以比较形象直观地描述理解磁场中各点的方向。

演示实验
模拟磁感线的形状
①常见几种磁场的磁感线分布
幻灯显示
②磁感线特点
与电场线对比，正电荷出发，负电荷终止。

不相交不闭合的曲线。

分布疏密表示电场强弱。

磁感线
a．磁感线从N极指向S极（内部从S指向N）
b．磁感线是不相交的闭合曲线
c．磁感线的疏密表示磁场强弱
3．课堂小结
①磁场是物质存在的一种形式，其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用。

②磁感线是直观形象揭示磁场的几何方式，并不真实存在。

③绘画各种常见的磁场的磁感线的分布图。

4．巩固练习如图所示，当K闭合后，A、B两处小磁针的指向如何？
（四）总结、扩展
1．通电直导线周围有磁场，但不吸引铁类物质
2．地球的南北极是地磁场的北南极，由于磁偏角的存在，指南针并不指向地球的正南方正北方。

3．通电螺线管内部的磁感线是平行于轴线分布的，磁场方向不能用同名相斥异名相吸进行确定。

七、布置作业
1．思考题
电流与磁体是完全不同的两种物质，为什么周围都有磁场存在呢？这说明了什么问题？
2、书面作业P73（1）、（2）、（3）、（4）
八、板书设计
第三章磁场
第一节磁场
1．了解磁现象
2．磁场
①磁场是一种特殊的物质
②磁体周围空间存在磁场
③电流周围空间也存在磁场
④磁场的基本性质——力的作用和方向性3．磁场的方向
①规定小磁针北极所指的方向
②判定方法
a．磁体的磁场相互作用
b．电流的磁场安培定则
4．磁感线
①常见的几种磁感线分布
②磁感线的特点
a．外部N→S
内部S→N
b．不相交的闭合曲线
c．疏密表示磁场的强弱。