15213_高二物理《几种常见的磁场》教案

MRI技术的发展趋势包括提高成像速度、降低检查成本、增强图像分辨率和对比度等。未来 ，MRI技术有望在更多领域发挥重要作用，如神经科学、心血管研究等。
2024/1/28
27
其他领域如电机、通信等应用举例
2024/1/28
电机领域
在电机中，磁场是实现能量转换的关键。例如，在永磁同步电机中，利用永磁体 产生的磁场与定子绕组中的电流产生的磁场相互作用，实现电机转动。此外，磁 场还可以用于电机的调速、制动等控制过程。
01
掌握几种常见磁场的特点和性质，理解磁场对电流的作用，能
够分析简单的磁现象。
过程与方法目标
02
通过实验操作、观察分析、归纳总结等方法，培养学生的实验
能力和分析解决问题的能力。
情感态度与价值观目标
03
培养学生对物理学科的兴趣和好奇心，鼓励学生勇于探索、创
新和实践。
5
课程安排与时间
课程安排
本课程共分为三个课时，第一课时介 绍永磁体产生的磁场，第二课时介绍 电流产生的磁场，第三课时介绍地球 磁场及磁现象的应用。
14
04
磁场中物体受力分析
2024/1/28
15
洛伦兹力公式及适用条件
01
公式：$F = qvBsintheta$
02
$F$ 是洛伦兹力，$q$ 是电荷量，$v$ 是电荷速度，$B$ 是磁感应强度，$theta$ 是 $v$ 和 $B$ 之间的夹角。
03
适用条件
2024/1/28
04
电荷在磁场中运动。
05
磁场是匀强磁场。
06
电荷运动方向与磁场方向不平行。
16
安培环路定理应用举例
安培环路定理：磁场 中某点的磁感应强度 $B$ 等于穿过以该点 为中心、半径为 $r$ 的任意闭合回路的磁 通量 $Phi$ 与回路周 长 $L$ 的比值，即 $B = frac{Phi}{L}$。
应用举例
2024/1/28
磁场强度大小和方向都相同，如长直 导线产生的磁场。
磁偶极子磁场
由磁偶极子产生的磁场，类似于电偶 极子电场，具有方向性和距离衰减性 。
30
重点难点总结回顾
• 螺线管磁场：通电螺线管内部产生的近似均匀磁场，常用 于电磁铁和电机等设备。
2024/1/28
31
重点难点总结回顾
01
02
03
洛伦兹力
磁场对运动电荷的作用力 ，垂直于磁场和电荷运动 方向。
37
2024/1/28
运动规律
当电场力和洛伦兹力平衡时，物体做匀 速直线运动。
18
05
实验：测量地磁场强度和方向
2024/1/28
19
实验原理及步骤介绍
• 实验原理：利用小磁针在地球磁场中的偏转来测量地磁场的强 度和方向。当地球磁场穿过小磁针时，小磁针会受到力矩的作 用，使其北极指向地理北极，从而可以测量出地磁场的强度和 方向。
2024/1/28
20
实验原理及步骤介绍
实验步骤
1. 选择一个无磁性干扰的开阔场地，将小磁针放置在水平面上。
2024/1/28
2. 记录小磁针静止时北极所指的方向，即为地理北极方向。
21
实验原理及步骤介绍
2024/1/28
01
3. 在小磁针旁边放置一个已知磁 矩的磁铁，记录小磁针偏转的角 度。
02
计算长直导线周围的 磁感应强度。
计算环形电流中心的 磁感应强度。
计算螺线管内部的磁 感应强度。
17
物体在复合场中运动规律探讨
复合场：同时存在电场和磁场的空间。
当物体速度方向与磁场方向平行时，不 受洛伦兹力作用，仅受电场力作用。
当电场力和洛伦兹力不平衡时，物体做 曲线运动，且曲线运动的轨迹与电场力 和洛伦兹力的合力方向有关。
据。
35
预习下一讲内容提示
预习提示
理解磁化现象的本质和分类；
下一讲内容：磁场的能量与磁感 应强度B的关系；磁化现象及其微 观解释；铁磁性物质的特性与应 用。
2024/1/28
了解磁场能量的概念及其与磁感 应强度B的关系；
掌握铁磁性物质的基本特性和应 用实例。
36
THANKS
感谢观看
2024/1/28
究地磁场的特性和变化规律。
24
06
知识拓展：现代科技中磁场应用
2024/1/28
25
超导材料在强磁场下性质研究
超导材料在强磁场下表现出零电阻和完 全抗磁性，这使得超导材料在电力传输 、磁悬浮等领域具有巨大的应用潜力。
2024/1/28
强磁场可以改变超导材料的电子结构和 自旋排列，从而影响其超导性能。通过 研究超导材料在强磁场下的性质，可以 深入了解超导机制，并为超导材料的应
4. 根据小磁针偏转的角度和磁铁 的磁矩，计算地磁场的强度。
22
数据记录表格设计
| 实验次数 | 磁铁磁矩（A·m²） | 小磁针偏转 角度（°） | 计算得到的地磁场强度（T） |
01
| --- | --- | --- | --- |
02
04
|2||||
05
|3||||
2024/1/28
|1||||
磁场的基本特点
磁场具有方向性，磁场中各点的 磁场方向一般不同。磁场具有强 弱，即磁场的磁感应强度有大小 。
8
磁感线描述方法
磁感线的概念
在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向 ，这样的曲线叫做磁感线。
磁感线的特点
磁感线是闭合曲线，在磁体外部是北极指向南极，在磁体内部是南极指向北极 。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，磁感线越疏的 地方磁场越弱。
13
脉冲磁场
定义
产生方式
脉冲磁场是指磁场强度和方向在极短时间 内发生突变的磁场。
脉冲磁场通常由脉冲电流或瞬态电磁场产 生。
特点
应用
脉冲磁场的磁感线形状和分布在极短时间 内发生显著变化；磁场强度大小和方向也 发生突变。
2024/1/28
脉冲磁场在科学研究、医疗诊断和军事等领 域有广泛应用，如核磁共振成像（MRI）、 电磁炮、电磁脉冲武器等。
通信领域
磁场在通信领域也有广泛应用，如无线电通信、光纤通信等。在无线电通信中， 利用电磁波（即交变磁场和电场）在空间中传播信息。光纤通信则利用光波（即 电磁波的一种）在光纤中传输信息，实现高速、大容量的通信。
28
07
总结回顾与作业布置
2024/1/28
29
重点难点总结回顾
2024/1/28
均匀磁场
时间安排
每个课时45分钟，其中前10分钟用于 复习旧知和引入新课，中间25分钟用 于讲解新知识和演示实验，后10分钟 用于学生思考和提问。
2024/1/28
6
02
磁场基本概念与性质
2024/1/28
7
磁场定义及基本性质
2024/1/28
磁场定义
存在于磁体周围的一种特殊物质 ，它对放入其中的磁体产生磁力 作用。磁场的基本性质是对放入 其中的磁体产生磁力的作用。
2024/1/28
9
磁场方向判断规则
2024/1/28
磁场方向的规定
在磁场中某点，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场 方向。
磁场方向的判断
可以根据放入磁场中的小磁针的N极指向来判断，也可以根 据电流在磁场中的受力方向来判断，还可以根据感应电流产 生的条件来判断。
10
03
常见磁场类型及特点2024/1/28来自33作业题目选取与要求说明
2024/1/28
• 解释霍尔效应的原理，并给出其在半导体器件中 的应用实例。
34
作业题目选取与要求说明
01
要求说明
2024/1/28
02
03
04
作业应独立完成，不得抄袭或 剽窃他人成果。
对于计算题，应给出详细的解 题过程和结果分析。
对于论述题，应条理清晰、逻 辑严密地阐述自己的观点和论
3
几种常见的磁场概述
磁场的基本概念
磁场是存在于磁体周围的一种特殊物 质，它对放入其中的磁体产生磁力作 用。
几种常见的磁场类型
磁场的基本性质
包括磁场的方向、强弱以及磁感线的 分布等。
包括永磁体产生的磁场、电流产生的 磁场以及地球磁场等。
2024/1/28
4
教学目标与要求
2024/1/28
知识与技能目标
交变磁场
01
02
03
04
定义
交变磁场是指磁场强度和方向 随时间周期性变化的磁场。
产生方式
交变磁场通常由交流电流产生 。
特点
交变磁场的磁感线形状和分布 随时间变化；磁场强度大小和 方向也随时间周期性变化。
应用
交变磁场在电力系统和电磁感 应等领域有重要应用，如发电
机、变压器、电动机等。
2024/1/28
11
恒定磁场
定义
恒定磁场是指磁场强度和方向 均不随时间变化的磁场。
2024/1/28
产生方式
恒定磁场通常由永久磁体或直 流电流产生。
特点
恒定磁场的磁感线是闭合曲线 ，无起点和终点；磁场强度大 小和方向在空间中各点恒定不 变。
应用
恒定磁场在生活和工业生产中 有广泛应用，如指南针、电机
、扬声器等。
12
用提供理论支持。
目前，科学家们正在研究如何在更高温 度和更强磁场下实现超导，这将为超导
材料的应用开辟更广阔的前景。
26
MRI技术原理简介
MRI（核磁共振成像）技术是一种利用磁场和射频脉冲对人体内部进行成像的技术。它具有 无创伤、无辐射、高分辨率等优点，被广泛应用于医学诊断和治疗。
MRI技术的原理是利用人体内部不同组织在磁场中的不同表现，通过接收和分析组织发出的 射频信号来生成图像。在MRI过程中，强磁场和射频脉冲的作用使得人体内部的氢原子核发 生自旋共振，从而产生可被接收的信号。
2024/1/28
安培力
磁场对电流的作用力，是 洛伦兹力的宏观表现。
霍尔效应
磁场中的载流子受到洛伦 兹力作用，在垂直于电流 和磁场的方向上产生电势 差。
32
作业题目选取与要求说明
作业题目
1. 描述长直导线、磁偶极子和螺线管产生的磁场特性，并给出相应的数 学表达式。
2024/1/28
2. 分析洛伦兹力和安培力的产生条件，并给出计算公式。
高二物理《几种常见的磁场》教案
2024/1/28
1
contents
目录
2024/1/28
• 课程介绍与目标 • 磁场基本概念与性质 • 常见磁场类型及特点 • 磁场中物体受力分析 • 实验：测量地磁场强度和方向 • 知识拓展：现代科技中磁场应用 • 总结回顾与作业布置
2
01
课程介绍与目标
2024/1/28
03
06
| ... | | | |
23
实验结果分析与讨论
2024/1/28
实验结果分析
通过多次实验，我们可以得到一系列的地磁场强度测量值。对这些数据进行统计分析， 可以得到地磁场强度的平均值和误差范围。同时，我们还可以观察到地磁场方向的变化
规律。
实验讨论
在实验过程中，需要注意排除各种可能的干扰因素，如周围环境中的铁磁性物质、电流 等。为了提高实验的精度和可靠性，可以采用更精确的测量仪器和方法，如电子磁力仪 等。此外，还可以通过改变实验条件，如改变磁铁的磁矩、改变测量地点等，进一步探