人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线优秀教案

课 时 教 案

第 13 单元             第  1  案               总第 28 案

课题： §13. 1  磁场 磁感线

【教学目标与核心素养】

1．理解电与磁之间的关系

2．掌握磁场的基本概念和基本性质

3．理解磁场的形象描述—磁感线

4．理解并会应用安培定则

5．知道分子电流假说

【教学重点】

1．电流的磁效应

2．磁感线

3．安培定则

【教学难点】

1．磁感线

2．安培定则

【教学过程】

引入：我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海，宋俑持罗盘者就记录了这个科技史实。 你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？电和磁有怎样的联系呢？

一、电和磁的联系

1．电与磁之间的相似性

两种电荷；两个磁极；均体现出同性相斥、异性相吸。

1731年，英国商人，雷电使刀叉有了磁性；

1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电使针磁化；

19世纪初，戴维还观察到磁铁能够吸引或排斥碳棒电极间的弧光；以上这些不禁使人想到：两者之间可能存在某种联系，但是同时期（19世纪初），库仑、托马斯˙杨和安培等著名物理学家都认为电与磁是互不相关的两回事。

2．电流的磁效应

18世纪和19世纪之交，随着对摩擦生热及热机做功等现象认识的深化，自然界中各种运动形式间的相互联系、相互转化的思想在哲学界和科学界逐渐形成。

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的周围存在磁场，即著名的电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，即：电流可以产生磁场

失败的原因：（因循守旧）力都沿着物体连线的方向。受这个观念的局限，奥斯特在寻找电和磁的联系时，总是把磁针放在通电导线的延长线上，结果 实验均以失败告终。

成功的原因：（方法的革新）把导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时磁针转动。导线的位置放置是关键。

二、磁场

1．磁场：磁场是磁体周围存在的一种特殊物质。 

此后，安培等人又做了很多研究。发现，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的。

2．磁场的基本特性：对放入其中的磁体和电流有力的作用。

三、磁感线

（复习电场的描述）小磁针在电流的磁场作用下偏转，说明电流的磁场是有方向的，为了形象的描述磁场中各点的磁场强弱和方向，引入磁感线。

1．磁场方向：规定小磁针静止时 N 极所指的方向为该点磁场的方向

2．定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场的方向一致。

3．描述方法：磁感线的疏密表示磁场的强弱，每点的切线方向表示该点磁场的方向。

4．磁感线特点

⑴磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；

⑵在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极；

⑶磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，在磁场中并不真实存在。

不可认为有磁感线的地方才有磁场，没有磁感线的地方没有磁场。

⑷方向：小磁针静止时北极的指向或小磁针北极的受力方向。

5．匀强磁场：磁感线均匀分布，平行的直线

6．磁感线与电场线的比较

四、安培定则（右手螺旋定则）

1．直线电流的磁场

①安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

②特点：直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。

2．环形电流的磁场

①安培定则：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

②特点：类似于小磁针产生的磁场

⑶通电螺线管

①安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）

②特点：类似于条形磁铁产生的磁场

【科学漫步】

安培分子电流假说

磁铁和电流都能产生磁场，他们的磁场有什么关系呢？通电螺线管和条形磁铁的磁场十分相似，受此启发，法国物理学家安培提出著名的分子电流假说：

1.安培分子电流假说：

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微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

2.磁化和消磁：铁棒受到外界磁场的作用，各分子电流的取向变得大致相同。

磁体受到高温或猛烈撞击分子电流变得杂乱无章，失去磁性。

3.磁现象的电本质：

磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。

例1.关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（　B　）

A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁

B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动

C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的

D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性

2.一根软铁棒在磁场中被磁化，是因为（　D　）

A．软铁棒中产生了分子电流

B．软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章

C．软铁棒中分子电流消失了

D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同

小结：

作业：