高二物理备课组集体备课主备教案

高二物理备课组集体备课主备教案
说明。

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。

提问：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？
在关于电现象和磁现象的联系问题上存在着许多有趣的物理学史方面的故事。

引导学生阅读教材84页最后两段和85页前两段，思考问题：
（1）人们是通过那些自然现象的发现，开始形成了相互联系和相互转化的思想的？
（2）开始时，奥斯特的
实验研究均以“失败”告
终，为什么？你从中有何
启发？
（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？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？见课本图3.1-2.
3、磁场
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？
学生：是通过磁场产生的。

提问：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。

奥斯特的电流磁效应实验说明电和磁是相互联趣的右螺旋”与电磁学有什么关系
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。

提问：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：如图所示，通电导
线与磁体通过磁场发生相互
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。

小结：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。

提问：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）
提问：请大家思
考，悬吊着的磁针为什
么会指示南北呢？
4、磁性的地球
高二物理备课组集体备课活动记录
第三章磁场
●第1节“磁现象和磁场”是否与初中的内容重复？
这里有些内容的确与初中相似，例如磁极、磁场、地球的磁性等。

但作为研究磁现象的背景，不能没有这些内容。

教学时第1节可以一带而过，甚至可以只让学生阅读。

教科书是教师的助手，教师不是教科书的奴隶。

不是教科书中所有的内容都要由老师在课堂上讲解。

●为什么教科书没有提“磁现象的电本质”？
“磁现象的电本质”这个说法容易给人一个不准确的印象，好像物质的电属性比磁属性更本质一些。

实际上，从微观的角度看物质，粒子的电荷与磁矩都是它们的基本属性，不能笼统地说哪个更本质。

因此，教科书中用“安培分子电流假说”作为这部分内容的标题。

●科学漫步栏目中“有趣的右螺旋”与电磁学有什么关系？
这部分内容有深刻的物理学背景。

我们知道的物理规律，过一段时间以后（例如几秒或者几年）是否还是正确的？一个物理实验，在这里做是这样的结果，移到另外一个地方去做（可能是实验室的平移，也可能是把实验室转过了一个角度），是否还是同样的结果？到现在为止，对这些问题的回答是肯定的。

于是可以说，物理规律关于时间的平移是对称的，关于空间的平移和旋转也是对称的。

但是，另一个相似的问题就没有那么简单了：在平面镜中看到的世界里，这些物理规律（或说实验结果），还是正确的吗？可以想像，有人在做验证牛顿运动定律的实验，我们通过平面镜观察他的实验，看到的现象与我们的物理知识一致，一切正常。

好像可以说，物理规律是镜面对称的。

不过，如果做的是电磁学实验，镜面世界中的规律与我们世界中的规律似乎并不一样：本来电流方向与磁场方向是右手螺旋关系，但在平面镜中观察，它就变成了左手螺旋关系。

其实这只是假像。

我们想像安培分子电流的图景：在镜面中观察，分子电流的流向与我们的世界相反――也就是说，在镜面世界中，任何磁体的南北极都应该与我们的世界相反。

于是，在镜面世界中螺线管的电流方向与磁场方向仍然遵从右手螺旋定则。

根据类似的分析，在20世纪中叶以前，人们普遍认为物理规律是镜面对称的，用粒子物理学家的术语说，就是存在着宇称守恒定律。

但是，到了20世纪50年代中期，两位物理学家在分析一些事实后发现，涉及弱相互作用的物理过程，从平面镜中观察，遵从的规律可能与我们的世界中的规律不一样。

这两位物理学家就是李政道和杨振宁。

不久，另一位华裔物理学家吴健雄及她的同事们按照李、杨提出的思路，在实验中观测到，当钴60核发生β衰变时，沿着它的自旋方向发射的电子多于逆着它的自旋方向发射的电子。

如果从镜面中观察，这个结论自然正好相反。

也就是说，在涉及β衰变时（一般来讲，涉及弱相互作用时）物理规律不是左右对称的。

在这样的背景下编者写出了“有趣的右螺旋”这样一个“科学漫步”。

尽管书中没有说得这么深入，但它留给学生一个印象：左旋与右旋的区别（对左旋与右旋的描述在科学中叫做“手征”）不只存在于通电螺线管中。

这件事会在学生心中留下一个求知的火花。

也许有些喜欢物理学的学生以后会涉及上述理论，那时候，回忆中学时代的好奇心会让他们体会到激悦与满足。

自然，将来学习深奥的粒子物理学的学生不是很多，但更多的学生会在其他科学技术中接触到手征的问题。

例如，一种叫努特卡酮的香精，左旋的和右旋的化学式相同，香味竟相差750倍之多；左旋四米唑是驱虫药，而右旋四米唑却是抗抑郁药；一些昆虫的性引诱激素是手征分子――不同的手征分别只能引诱雌性或雄性……学生将来遇到这些问题时，与中学物理的联想同样会使他们振奋。

即便学生对物理学没有兴趣，或者没有机会接触到物质的手征，这段简单的文字也会使他们在阅读时隐约感到，这门“枯燥”的学科或许与蓝色的大海、绿色的牵牛花也有某些内在的联系。

以上内容不需要在课堂上讲，编者只求在学生记忆的海洋中留下一道轻轻的印记。

总之，编者力求使各种能力倾向、将来走上不同人生道路的学生都能从不同角度有所收获，或者说力求做到“雅俗共赏”。

这点很难，但编者在努力。

●关于安培力和洛仑兹力，是否要求F = ILBsin θ和F = qvBsin θ这两个公式？
教科书中的习题只要求计算导线方向（或粒子运动方向）与磁场方向垂直情况下导线（或运动粒子）所受的力，不要求计算一般情况下的安培力或洛伦兹力。

书中引入了F = ILBsin θ这个公式，目的在于介绍一个方法：把B沿导线方向和垂直于导线的方向分解，分别研究这两个分量的作用。

这里实际上承袭了力学中已经应用多次的方法（有人把它叫做正交分解法）。

这也是教科书重视科学方法教育的一个体现。

关于洛伦兹力也是按照同样方法处理的，这在该节的“思考与讨论”中已经体现。

附带说一下，教科书在涉及安培力时避免使用“电流方向”这样的用语，用的是“导线的方向”。

原因在于电流不是矢量，平时所说的“电流方向”，与矢量在空间取向的意义并不相同。