高二物理教案磁场-磁现象的电本质3

高二物理教案磁场-磁现象的电本质3

磁现象的电本质

一、教学要求

教学目的：

理解安培分子环流假说；掌握磁现象的电本质；了解铁磁性材料以及它的一般应用．巩固磁场、磁感线的概念和安培定则．

渗透科学研究方法，培养学生思维能力．

教学重点：

应用安培分子环流假说揭示磁现象的电本质．

演示实验器材：

条形磁铁、小磁针、磁分子模型、一盒火柴、0.5米硬塑皮导线．

二、教学过程

1．复习引入

[讲述与演示] 上节课学习了磁场、磁感线以及安培定则等内容，现在我用这段导线来表示通电导线（将导线拉直，竖直拿在手中），假设其中通有向上的电流，它产生的磁感线如何表示？（学生用右手可以表示出来．）那么我将导线稍微弯曲，导线上每一小段可以不可以用安培定则表示其中的电流方向和它的磁感线方向的关系呢？（学生一般都会肯定．）再将导线逐渐弯成圆形，再让学生来判定电流方向及其磁感线方向，（大部分学生用环形电流中的安培定则来判定，这时让学生用判定直线电流磁感线方向的安培定则来确定两者的关系，结果与用环形电流的安培定则判定结果相同，）因此上节课中所讲的判定电流与它的磁场方向之间关系方法，是安培定则在不同情况下的具体表示．

[板画] 画出条形磁铁和通电螺线管的示意图，如图1所示，（让两个学生分别板画出它们的磁感线，必须画清楚磁场的磁感线分布情况，可能有的学生在画通电螺线管时出现磁感线不闭合的情况，必须使学生都能作出正确的磁感线示意图．）

[讲述] 看黑板上的图形，条形磁铁的磁感线表示的是磁体产生的磁场，通电螺线管的磁感线表示的是电流产生的磁场，比较两幅图，可以看出它们的磁感线分布十分相似，那么磁体的磁场和电流的磁场是不是同一种场？它们产生的原因是否相同？下面就来研究这一问题．

[板书] 磁现象的电本质*磁性材料

2．新课讲授

[讲述] 通过预习，同学们已经知道是安培提出并解决了上述问题的，为什么不是其他人呢？现在阅读第57页（一边巡视，一边提出问题：安培提出分子电流假说的指导思想和实验基础是什么？你应向安培学习什么？

让学生阅读后稍作思考、议论再进行归纳．）

[归纳] 通过大家的讨论，可以归纳为：一是安培有正确的指导思想──受奥斯特实验启发，认为电与磁具有统一性；二是有正确的实验基础──条形磁铁的磁场和通电螺线管磁场的相似性；三是由于安培对科学问题专心致志地思考、锲而不舍地努力工作，并抓住了机遇，因而获得成功．安培用分子电流假说理论揭示了磁现象的电本质，你用自己的话来阐述一下分子电流假说的内容．（学生重新阅读课本内容，稍停1分钟后，一边提问学生，一边板书．）

[板书] 安培分子电流假说──为了说明磁场都是由运动电荷产生的，安培认为在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流──分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体，它的两侧相当于两个小磁极，如图2所示，并且这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起．

只要能用“分子电流假说”解释条形磁铁磁场产生的原因，两种磁场的产生原因就是一致的──电荷的运动产生磁场．

[演示] 将一盒火柴撒于桌上，让几名学生帮助将散乱的火柴重新整理装在盒中，再将火柴盒两头撕开，让学生观看：一端是红色的火柴头，一端是白色的火柴尾．（讲述：刚才火柴是杂乱无章的，现在为何整齐划一？这是通过某种约束──整理来实现的，现在观察磁分子模型．）稍作振动，让学生观察杂乱无章的小磁体，（讲述：这些小磁体可以表示物质内部分子电流产生的磁体、由于大量小磁体杂乱无章排列，各自的磁性就显示不出来．）

将小磁针移近磁分子模型两端进行观察，可以看到小磁针指向没有改变，（讲述：所以物体在一般情况下，对外不显磁性．）

用条形磁铁对磁分子模型进行磁化，再让学生观察其两端；一端是红色，一端是白色，所有小磁体整齐排列，（讲述：现在这个模型就相当于一个条形磁铁，一端是N极，一端是S极，用小磁针靠近其某一端，则可以发现小磁针指向发生明显改变，再次将磁分子模型振动一下，破坏它的排列，这时又不显磁性了．

[归纳] 通过实验可知，如果将小磁体看作是由分子电流产生的，就能够说明物体为什么在一般情况下不显磁性，而在一定条件下，就会显示出磁性成为磁体，所以说，“分子电流假说”是正确的．

[讲述] 条形磁铁的磁场和通电螺线管磁场为何相似？现在我们来一

起讨论，（手拿磁化了的“模型”，让学生观察每个小磁体，用安培定则判定每一个小环形电流的方向，然后作出横截面环形电流示意图，如图3所示．）在断面内，相邻的二电流方向都相反，相互抵消，但断面的外表面上，各个小电流的方向一致，相当于一个沿表面流动的大环形电流，形成表面环形电流，如果用导线表示环形电流，就像通电螺线管一样，所以说，条形磁铁的磁场也是由电流产生的．

[归纳] 安培用“分子电流假说”理论，成功地提示了磁场的起源，这一理论符合物质的客观实际──分子电流是由原子内的电子运动形成的，这一理论还可以用实验直接证明：著名的罗兰实验，就是使静止电荷运动起来，其周围就会产生磁场，所以我们说，安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质．

[板书] 磁现象的电本质──磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．

[讲述] 物质都是由原子组成的，根据安培分子电流假说，是否任何物质都可以磁化为磁体呢？现在阅读“磁性材料”这部分内容．（学生阅读后，与学生共同总结出这部分内容，边总结边板书．）

[板书] 物质：铁磁性材料（硬磁性材料软磁性材料）．非铁磁性材料．[学生小结] 让学生讨论，整理出本节课的思路．

安培提出的分子电流假说（向安培学习什么？假说内容是什么？）；用假说解释磁现象（磁化等）；通过实验和分析，确立假说的正确性，用假说揭示出磁现象的电本质（如何表述？）；最后了解磁性材料常识．[归纳] 我们这节课，用安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，从而将磁体的磁场和电流的磁场统一起来．

（教材使用人教社高级中学课本物理第二册──必修）

（山西黎城一中李建祥）