磁现象的电本质

磁现象的电本质

一、教学目标

1．在物理知识方面要求：

（1）了解磁现象的电本质；

（2）了解磁性材料及其应用．

2．通过对安培分子电流假说的讲述，一方面要使学生了解科学假设的提出要有实验基础和指导思想，另一方面也要使学生了解假说是科学发展的形式，假说是否正确要看能否解释实验现象，导出的结论是否符合实验结果．安培假说已经得到实验的证实，假说上升为理论棗安培分子电流理论．教学中要向学生渗透科学的研究方法．

二、教学重点

磁铁的磁场也是由运动电荷产生的．

三、教具

1．演示软磁铁被磁化的实验：

铁架台，条形磁铁，软铁棒，大头针．

2．演示磁性材料的实验：

电源，通电螺线管，可被轻绳吊起的小磁针，塑料棒，铜棒，铅棒，软铁棒，硅钢棒，扬声器，磁电式仪表，继电器，变压器．

四、主要教学过程

（一）复习提问

1．从上节课的学习我们知道了用几种方法可以产生磁场？

回答：磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场．

2．请学生在黑板上画出条形磁铁和通电螺线管周围的磁场．

（二）引入新课及讲授新课

磁极和电流能够同样产生磁场，通电螺线管和条形磁铁周围的磁场又是那么相似，这些现象使我们想到，磁极的磁场和电流的磁场是不是有相同的起源？

导体中的电流是由运动电荷产生的，因而不难理解，通电导线的磁场是由运动电荷产生的．

介绍美国科学家罗兰的实验：

罗兰把大量的电荷加在一个橡胶圆盘上，然后使圆盘绕中心高速转动，在盘的附近用小磁针来检验运动电荷产生的磁场，结果发现小磁针果然发生了偏转，而且改变盘的转动方向或改变电荷的正负时，小磁针的偏转方向也改变，磁针偏转方向

跟运动电荷所形成的电流方向间的关系同样符合安培定则．

这个实验证明了运动电荷确实产生磁场．

磁铁的磁场是否也是由运动电荷产生的呢？法国科学家安培根据环形电流的磁场和磁铁相似提出了著名的分子电流假说．

让学生看书（必修本）P．71～P．72．

板书：1．安培分子电流假说

指出：安培分子电流假说是说明科学假说在人们认识自然奥秘中重要作用的范例．安培提出分子假说的时代，人们并不知道物质的微观结构，但安培的指导思想是电与磁的同一性，安培抓住了通电螺线管与条形磁铁相似的事实大胆提出分子电流假说．他的假说不仅有实验基础和指导思想，而且能够解释实验现象，被证实是正确的．

让学生用安培分子电流假说解释以下几种现象：

（1）软铁棒被磁化．

演示：夹在铁架台上的软铁棒被条形磁铁磁化后可以吸起大头针．

（2）磁铁受到高温或猛烈的敲击为什么会失去磁性？

让学生自己归纳出磁现象的电本质．（板书）

2．磁现象的电本质：运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对运动的电荷（电流）产生磁场力的作用，所有的磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间通过磁场而发生的相互作用．

关于磁性材料的教学：

演示实验．

通电螺线管的上方吊起小磁针，在螺线管中分别插入塑料棒、铜棒、铅棒等材料时，观察小磁针偏转．可见，它们的插入对磁场影响较小．当插入软铁棒、硅钢棒时，观察小磁针的偏转情况，可见磁场增加很多．

而后向学生指出：大多数物质对磁场的影响都很小，只有少数几种材料如铁、镍、钴及一些合金材料等才能对磁场影响较大，它们能使磁场增加几千倍，甚至上百万倍，这种材料叫铁磁性材料．

向学生介绍硬磁性材料和软磁性材料．

向学生同时展示扬声器、电磁式仪表中的永磁铁、继电器、变压器中的硅钢片．提出问题：

（1）什么时候用硬磁性材料？

（2）什么时候用软磁性材料？

启发学生自己归纳．

提出问题：非铁磁性材料是否有用？

启发学生想到，手表式指南针的表壳要用非铁磁性材料来做．

（三）习题课部分

例1．如图所示，放在通电螺管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判断电源的正负极．

分析和解答：

小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以在螺线管内部磁感线由a→b，根据安培定则可判断电流由电源的c端流出，由d端流入．故c端为正极，d端为负极．

注意：不要错误认为螺线管b端吸引小磁针的N极就相当于条形磁铁的南极，关键要分清螺线管内部磁感线分布．

例2．如图所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在Z轴上某点A的磁场方向应该是[ ]

A．沿x轴的正向

B．沿x轴的负向

C．沿z轴的正向

D．沿z轴的负向

分析和解答：

电子沿y轴正方向移动，相当于电流方向沿y轴负方向，根据安培定则可判断在x 轴上的A点的磁场方向应该沿x轴负方向．故选B．

（四）小结本节要点

1．安培分子假说：物质微粒内部存在着环形分子电流．

2．安培分子假说对各种磁现象的解释：分子电流取向杂乱无章时无磁性；分子电流取向大致相同时有磁性．

3．磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场都是由电荷的运动产生的．

（五）布置作业

1．完成书后p．73～p．74（1）（2）（3）（4）．

2．自制一个指南针，并完成p．74小实验．

五、说明

1．安培分子假说是说明科学假说在人们认识自然奥秘中重要作用的范例．安培提出分子假设时人们还不知道物质的微观结构，但安培的指导思想是电与磁的统一性．电与磁的统一是一个非常重要的思想，这个思想引导奥斯特发现了电流的磁效应，引导法拉第发现了电磁感应现象，最后引导麦克斯韦建立了统一的电磁场理论．安培抓住了通电螺线管与条形磁铁磁场相似的事实大胆提出分子电流假说．安培的思路对人们有极大的启发．我们在教学中应有意向学生渗透这种科学的研究方法，这对培养学生思维能力很有好处．

2．教材中对磁现象的电本质表述要注意不要说成一切磁场都是由运动电荷产生的，在后边我们介绍麦克斯韦电磁理论时，还要指出“变化的电场产生磁场”．（教材使用人教社高级中学课本物理第二册──必修）