人教版物理选修3-1《磁现象和磁场》教学设计

磁现象和磁场教学设计

全章概述

本章的内容，特别是对磁场性质的定量描述，是以后学习电磁学的基础。本章的内容按照这样的线索展开。磁场的性质——磁场性质的定性和定量描述——磁场对电流和运

动电荷的作用——安培力和洛伦兹力的应用。

本章的重点内容是磁感应强度、磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。磁感应强度描述了磁场的性质，它比较抽象，同时也是学习中的一个难点。掌握左手定则，熟练

掌握安培力和洛伦兹力方向的判断以及安培力和洛伦兹力的计算，这是学好后续课程的基础。由于高中阶段有关磁场的知识大都是通过分析、逻辑推理和理论推导得出的结论，抽象思维上的难度比较大；而电流（运动电荷）方向，磁感应强度方向及磁场对电流（运动

电荷）作用力的方向分布在三维空间，这就要求大家要具备较强的空间想象能力。因此，

除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在学习的过程中自觉地提高自己的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。

列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人

类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。

例1 观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

1、了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。

例2 了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。

2、会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

3、通过实验，认识安培力。会判断安培力的方向。会计算匀强磁场中安培力的大小。

例3 利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

例4 了解磁电式电表的结构和工作原理。

1、通过实验，认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。

例5 观察阴极射线在磁场中的偏转。

例6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

1、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。

新课程学习

磁现象和磁场

三维教学目标

1、知识与技能

（1）列举磁现象在生活、生产中的应用，了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展；

（2）知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁体或电流有磁场力的作用；

（3）知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。

2、过程与方法:利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力。

3、情感、态度与价值观:在教学中渗透物质的客观性原理。

教学重点：磁场的物质性和基本特性。

教学难点：磁场的物质性和基本性质。

教学方法：类比法、实验法、比较法。

教学用具：条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、导线和开关、电源、铁架台、投影片、多媒体辅助教学设备。

教学过程：

磁现象和磁场

（一）引入新课

我国是世界上最早发现磁现象的国家。早在战国末年就有磁铁的记载。我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献。在现代生活中，利用磁场的仪器或工具随处可见，如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋

加速器等。进人21世纪后，科技的发展突飞猛进、一日千里，作为新世纪的主人，肩负

着民族振兴的重任，希望同学们勤奋学习，为攀登科学高峰打好扎实的基础。今天，我们

首先认识磁场。

（二）进行新课

1、磁现象

教师：引导学生阅读教材“磁现象”两段，明确以下几个问题：

问题1天然磁石的主要成分是什么？永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性。

问题2什么是永磁体、磁性和磁极？磁体有几个磁极，如何规定的？磁性最强的区域就是磁极。

2、电流的磁效应

教师：电现象和磁现象之间存在着许多相似，请你举例说明。

学生：讨论，交流，发表见解。电荷存在正负、磁体存在两极；电荷间有力的作用，

且同号电荷相斥，异号电荷相吸；磁体间同样有力的作用，且同名磁极相斥，异名磁极相吸。

教师：电现象和磁现象间的相似是偶然的吗？如果你是一位物理学家，你会怎样认为呢？

教师：引导学生阅读教材80页思考问题：

问题1人们是通过那些自然现象，开始形成了相互联系和相互转化的思想？

问题2开始，奥斯特的实验研究均以“失败”告终，为什么？你从中有何启发？

问题3奥斯特是如何发现电流磁效应的？以前的实验为什么会失败？谈谈你的想法。

奥斯特发现电流磁效应的实验有何意义，竟使安培、法拉第对奥斯特有如此高的评价？

学生：阅读教材，讨论、交流、发表见解。

3、磁场

提问：磁体对磁体有力的作用，奥斯特的电流磁效应实验说明电流对磁体也有力的作用。这些作用力都不需要直接接触，就能产生。那么，这些作用力是怎样产生的呢？是不

是不需要任何媒介物就能产生？

答：是通过磁场产生的。

教师：你为什么会想到是通过磁场产生的？类比前面的学习谈一下自己的看法。

学生：奥斯特的电流磁效应实验说明电和磁是相互联系的。电荷的周围存在电场，电荷间通过电场产生相互作用，那么，磁体和电流的周围必然会存在磁场，磁体间、电流和

磁体间则通过磁场产生相互作用。

教师：既然电流的周围存在磁场，对磁体会产生力的作用，那么磁体对电流会产生力的作用吗？电流与电流之间有没有力的作用？

学生：有。因为力是相互的。

演示：如图 3.1-3所示，通电导线与磁体间发生相互作用。

学生：认真观察实验，体会磁体对通电导线产生力的作用。

结论：磁场是存在于磁体或电流周围空间的一种特殊物质。磁体和电流的周围存在磁场，磁体间、电流和磁体间、电流和电流间的相互作用，都是通过磁场产生的。

问题：大家猜想一下，磁场的基本性质是什么呢？与电场的基本性质是否相似？

学生：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。与电场的基本性质是相似的。（电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用）

结论：电荷之间存在相互作用的力，它不是电荷之间直接发生的，而是通过电场发生的（这一结论是从电荷间相互作用的现象结合“力是物体间的相互作用”推理得出的）。通过类比，可以推断出“磁极间的相互作用也是通过磁场而发生的”磁场也具有物质性。

问题：请大家思考，悬吊着的磁针为什么会指示南北呢？

答：说明地球的周围有磁场，地磁场对磁针产生了磁场力。

4、磁性的地球

教师：地球的周围存在磁场，地球实际上就是一个巨大

的磁体，它也有两个磁极，地磁南极和地磁北极。地磁场的

南北极与地理的南北极并不重合。观察图 3.1-4，地磁场的

南北极连线与地理的南北极之间有一个偏角，叫做磁偏角。

磁偏角的数值在地球上不同的地点是不同的。而且，地球的

磁极在缓慢地移动，磁偏角也在缓慢地变化。