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  • 高中教案磁场

    发表时间:2022-02-09

    【www.jk251.com - 高中物理磁场教案】

    大家对教案都很熟悉了吧,撰写教案有利于教研活动的进行,好的教案能更好地提高中学生的学习能力,高中教案应该从哪方面来写呢?《高中教案磁场》是小编为大家精心挑选的范文,希望你喜欢。

    教学目标

    知识目标

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

    3、掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

    能力目标

    1、通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    情感目标

    1、让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

    教学建议

    教材分析

    由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

    教法建议

    教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场————磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

    教学设计示例

    第一节、磁场磁感线

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

    3、能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

    4、掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

    (二)能力训练点

    1、通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    (三)德育渗透点

    1、了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

    (四)美育渗透点

    让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

    二、学法引导

    1、教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

    2、学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

    三、重点·难点·疑点及解决办法

    1、重点

    (1)理解磁场的基本性质——力的作用和方向性.

    (2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

    2、难点

    磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

    3、疑点

    (1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

    (2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

    4、解决办法

    (1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

    (2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

    六、师生互动活动设计

    1、教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

    2、课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

    利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、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、回旋加速器等等.进入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.

    2、磁场的产生

    在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

    3、磁场的性质

    在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

    与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

    在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

    4、磁感线

    为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

    不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

    (1)条形磁铁的磁场

    取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

    (2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

    (3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

    a、通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    b、通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    (4)磁感线的特点

    a、磁感线是不相交的封闭曲线.

    b、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

    c、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

    (四)总结、扩展

    1、磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

    2、磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

    3、通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

    八、布置作业

    九、板书设计

    第一节磁场

    一、磁场的产生

    1、磁场的客观存在.

    2、磁场的产生.

    (1)磁体周围.(2)电流周围.

    3、磁场的基本性质——力的作用.

    二、磁场的方向

    1、规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

    三、磁感线

    1、磁感线的概念.

    2、常见几种磁场的磁感线分布.

    3、电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

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    (一)教学目的

    1.知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性;

    2.知道磁感线可用来形象地表示磁场及其方向。

    (二)教具

    条形磁体,蹄形磁体,小磁针,玻璃板,铁屑。

    (三)教学过程

    1.复习提问,引入新课

    复习提问:什么是力?(力是物体对物体的作用)

    当两磁极相互靠近时,其相互作用是怎样的?

    (同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引)

    进一步提问引入新课:

    两磁极相互靠近并未接触时,它们是怎样发生作用的呢?放在磁体附近的大头针并未接触磁体却能被磁体所吸引,磁体又是怎样作用于大头针的?这节课我们就来研究探索这类问题。

    2.进行新课

    (1)引导学生通过实验认识磁场的存在

    请同学们将小磁针、条形磁体摆放在桌子上,然后进行下列实验:

    学生实验:首先在桌上放一圈小磁针,观察小磁针的指向;然后将条形磁体放到小磁针中间,观察小磁针的指向有什么变化;再拿开磁体,观察小磁针的指向。

    提问:同学们刚才观察到什么现象?

    (当条形磁体放到小磁针中间时,小磁针的指向都发生了偏转,不再指南北了,拿开磁体,小磁针又恢复了原来的指向)

    教师进一步提问:当条形磁体放到小磁针中间时,磁体周围的小磁针都发生了偏转,说明小磁针都受到了磁力作用,这个力是磁体直接作用于小磁针的吗?为什么?

    (不是。因为小磁针没有直接接触磁体)

    教师指出:由上述现象我们可以推断出磁体周围的空间一定存在着一种物质,磁体是通过这种物质对小磁针发生了磁力的作用,使它发生了偏转。科学家把这种物质叫做磁场。板书:

    一、实验表明:磁体周围的空间存在着磁场。

    讲述:同学们也许会问:我们并没有看见磁场周围的磁场啊?看不见、摸不着的东西,我们可以根据它所表现出来的性质来研究它、认识它,这正是科学的力量所在,也是我们应该学习和掌握的科学研究方法。

    紧接着提问:空气看不见、摸不着,我们可以根据什么来认识它?

    (根据空气流动形成的风所产生的作用来认识它)

    电流看不见、摸不着,我们可以根据什么来认识它?

    (根据电流所产生的效应来认识它)

    教师指出:同样,磁场看不见、摸不着,我们可以根据它所表现出来的性质来认识它。

    提问:磁场的基本性质是什么呢?

    引导学生分析:从上面的实验可以看出,把小磁针放入磁体周围的磁场中时,要受到磁场的磁力作用;当两个磁极靠近时,它们之间的相互排斥或相互吸引也是磁场作用的结果。由此我们可以得出下列结论:

    板书:二、磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。

    (2)研究磁场的方向

    提问:我们知道,力是有方向的。既然磁场对放入其中的磁体都产生磁力的作用,那么磁场有没有方向呢?它的方向又是怎样的呢?

    让学生再观察一次前面的实验,提问:

    小磁针在磁场中是保持一定方向,还是上下、左右摆动,没有一定方向?这说明什么?(保持一定的方向,说明磁场是有方向的。)

    教师讲解并板书:三、在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。

    (3)通过实验研究磁感线

    提问:磁场看不见、摸不着,有没有办法把磁场及其方向更形象、更直观地显示出来呢?讲述:我们知道,小磁针在磁场中要受到磁场的作用,小磁针的北极所指的方向就是该点的磁场方向。那么,我们可以在磁场中放上许许多多的小磁针,它们的分布情况和北极所指的方向就可以形象直观地显示出磁场的分布情况和方向。

    进一步提问:小磁场在磁场中的分布情况是怎样的呢?下面我们用铁屑代替小磁针来做实验:(铁屑放入磁场中被磁化,每粒铁屑都变成了小磁针)

    学生实验:在一块玻璃板上均匀地撒一些铁屑,然后把玻璃板放在条形磁体上,轻敲玻璃板,观察铁屑的分布有什么变化?换用蹄形磁体再做一次,观察蹄形磁体周围的铁屑分布有什么变化?

    提问:同学们观察到了什么现象?

    (观察到铁屑在磁场的作用下转动,最后有规则地排列成一条条曲线。)

    进一步提问:这个现象对我们直观地显示磁场的分布情况有什么启示呢?师生讨论得出:因为铁屑的分布情况可以显示磁场的分布情况,所以我们可以仿照铁屑的分布情况,在磁体的周围画一些曲线,使任一点的曲线方向都跟该点小磁针北极所指的方向一致,这样就可以用这些有方向的曲线来描述磁场的情况。

    教师指出:科学家把这样的曲线叫做磁感应线,简称磁感线。并且通过研究发现,磁体周围的磁感线的方向都是从磁体北极出来,回到磁体南极的。

    板书:四、磁感线:可以用来形象、精确地描述空间磁场的分布情况。磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来,回到磁体南极。

    引导学生在黑板上画出条形磁体和蹄形磁体周围的磁感线。

    提问:同名磁极、异名磁极间磁感线的分布情况又是怎样的呢?下面我们用同样的办法来研究。

    学生实验:在一块玻璃上均匀地撤一些铁屑后,先放在异名磁极上,后放在同名磁极上,观察铁屑的分布情况。

    仿照铁屑的分布情况,画出同名磁极、异名磁极间的磁感线。

    教师强调:磁体周围的磁感线只是帮助我们描述磁场而假想的一条条曲线。磁场是客观存在的,而磁感线并不存在。

    提问:知道一个磁场的磁感线分市情况后,你将怎样根据磁场的方向判断放在其中的小磁针的N、S极所受磁力的方向呢?

    教师提出:在磁场中的某点,磁针北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

    引导学生讨论课本中的“想想议议:。

    3.小结

    提问:本节课我们主要研究了哪两个内容?

    学生回答后,教师板书课题:

    第二节磁场和磁感线

    在这两个内容里我们应该掌握哪些知识呢?

    引导学生进行归纳(略)。

    (四)说明

    这节课的内容很抽象,要在做好实验的基础上,有层次地提出问题,引导学生进行分析、抽象。在教学中要注意培养学生的抽象思维能力。

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    教学目标

    知识目标

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

    3、掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

    能力目标

    1、通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    情感目标

    1、让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

    教学建议

    教材分析

    由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

    教法建议

    教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场————磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

    教学设计示例

    第一节、磁场磁感线

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

    3、能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

    4、掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

    (二)能力训练点

    1、通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    (三)德育渗透点

    1、了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

    (四)美育渗透点

    让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

    二、学法引导

    1、教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

    2、学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

    三、重点·难点·疑点及解决办法

    1、重点

    (1)理解磁场的基本性质——力的作用和方向性.

    (2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

    2、难点

    磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

    3、疑点

    (1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

    (2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

    4、解决办法

    (1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

    (2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

    六、师生互动活动设计

    1、教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

    2、课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

    利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、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、回旋加速器等等.进入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.

    2、磁场的产生

    在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

    3、磁场的性质

    在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

    与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

    在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

    4、磁感线

    为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

    不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

    (1)条形磁铁的磁场

    取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

    (2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

    (3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

    a、通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    b、通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    (4)磁感线的特点

    a、磁感线是不相交的封闭曲线.

    b、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

    c、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

    (四)总结、扩展

    1、磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

    2、磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

    3、通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

    八、布置作业

    九、板书设计

    第一节磁场

    一、磁场的产生

    1、磁场的客观存在.

    2、磁场的产生.

    (1)磁体周围.(2)电流周围.

    3、磁场的基本性质——力的作用.

    二、磁场的方向

    1、规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

    三、磁感线

    1、磁感线的概念.

    2、常见几种磁场的磁感线分布.

    3、电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

    高中教案磁场对运动电荷的作用


    教学目标

    知识目标

    1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,

    2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.

    能力目标

    由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.

    情感目标

    通过本节教学,培养学生科学研究的方法论思想:即“推理——假设——实验验证”.

    教学建议

    教材分析

    本节的重点是洛伦滋力的大小和它的方向,在引导学生由安培力的概念得出洛伦滋力的概念后,让学生深入理解洛伦滋力,学习用左手定则判断洛伦滋力的方向,注意强调:磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力.

    教法建议

    在教学中需要注意教师与学生的互动性,教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式.理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别.具体的建议是:

    1、教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用.

    2、学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式.

    教学设计方案

    磁场对运动电荷作用

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,

    2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.

    (二)能力训练点

    由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.

    (三)德育渗透点

    通过本节教学,培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育.

    (四)美育渗透点

    注意营造师生感情平等交流的氛围,用优美的语音感染学生.在平等自由的审美情境中,使师生的感情达到共鸣,从而培养学生的审美情感.

    二、学法引导

    1、教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用。

    2、学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式。

    三、重点·难点·疑点及解决办法

    1、重点

    洛仑兹力的大小和它的方向。

    2、难点

    用左手定则判断洛仑兹力的方向。

    3、疑点

    磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力。

    4、解决办法

    引导和启发学生由安培力的概念得出洛仑兹力的概念,使学生深入理解洛仑兹力的大小和方向。

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    阴极射线发射器,蹄形磁铁。

    六、师生互动活动设计

    教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式。理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别。

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节教学讲述力,首先通过演示实验表明磁场对运动电荷有作用力,然后由通电导线受磁场力推导出洛仑兹力的大小和方向,重点掌握洛仑兹力的概念。

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、理论探索

    前面我们学习了磁场对通电导线有力的作用,若导线无电流,安培力为零。由此我们就会想到:磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现,也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用。

    2、实验验证

    从演示实验中可以观察到:阴极射线(电子流)在磁场中发生偏转,即实验证明了磁场对运动电荷有力的作用,这一力称为洛仑兹力.

    3、洛仑兹力的方向

    根据左手定则确定安培力方向的办法,迁移到用左手定则判定洛仑兹力的方向,特别要注意四指应指向正电荷的运动方向;若为负电荷,则四指指向运动的反方向,带电粒子在磁场中运动过程中,洛仑兹力方向始终与运动方向垂直.请同学们思考,洛仑兹力会改变带电粒子速度大小吗?讨论:洛仑兹力对带电粒子是否做功?

    4、洛仑兹力的大小

    根据通电导线所受安培力的大小,结合导体中电流的微观表达式,让学生推导出:当带电粒子垂直于磁场的方向上运动时所受洛仑兹力大小,当带电粒子平行磁场方向运动时,不受洛仑兹力.带电粒子在磁场中运动所受的洛仑兹力的大小和方向都与其运动状态有关.

    运动电荷在磁场中受洛仑兹力作用,运动状态会发生变化,其运动方向会发生偏转.高能的宇宙射线的大部分不能射到地球上,就是地磁场对射线中的带电粒子的洛仑兹力改变了其运动方向,对地球上的生物起着保护作用.

    (四)思维、扩展

    本节课我们学习了洛仑兹力的概念.我们知道带电粒子平行磁场运动或静止时,都不受磁场力的作用,带电粒子垂直磁场运动时,所受洛仑兹力的大小,方向和磁场方向、运动方向互相街.可用左手定则判断(举例练习用左手定则判断洛仑兹力的方向.)

    如果粒子运动方向不与磁场方向垂直时,同学们可根据今天所学内容推导出它受的洛仑兹力大小和方向吗?

    八、布置作业

    1、P152(1)(2)(3)

    九、板书设计

    四、

    一、力——洛仑兹力

    二、洛仑兹力的方向——左手定则

    三、洛仑兹力的大小

    1、若∥或

    2、若⊥,

    四、洛仑兹力的特点

    1、洛仑兹力对运动电荷不做功,不会改变电荷运动的速率。

    2、洛仑兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关.

    磁场


    教学目标

    知识目标

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

    3、掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

    能力目标

    1、通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    情感目标

    1、让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

    教学建议

    教材分析

    由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

    教法建议

    教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场————磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

    教学设计示例

    第一节、磁场磁感线

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

    3、能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

    4、掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

    (二)能力训练点

    1、通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    (三)德育渗透点

    1、了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

    (四)美育渗透点

    让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

    二、学法引导

    1、教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

    2、学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

    三、重点·难点·疑点及解决办法

    1、重点

    (1)理解磁场的基本性质——力的作用和方向性.

    (2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

    2、难点

    磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

    3、疑点

    (1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

    (2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

    4、解决办法

    (1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

    (2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

    六、师生互动活动设计

    1、教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

    2、课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

    利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、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、回旋加速器等等.进入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.

    2、磁场的产生

    在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

    3、磁场的性质

    在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

    与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

    在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

    4、磁感线

    为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

    不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

    (1)条形磁铁的磁场

    取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

    (2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

    (3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

    a、通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    b、通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    (4)磁感线的特点

    a、磁感线是不相交的封闭曲线.

    b、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

    c、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

    (四)总结、扩展

    1、磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

    2、磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

    3、通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

    八、布置作业

    九、板书设计

    第一节磁场

    一、磁场的产生

    1、磁场的客观存在.

    2、磁场的产生.

    (1)磁体周围.(2)电流周围.

    3、磁场的基本性质——力的作用.

    二、磁场的方向

    1、规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

    三、磁感线

    1、磁感线的概念.

    2、常见几种磁场的磁感线分布.

    3、电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

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    教学目标

    知识目标

    1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时,做匀速圆周运动.

    2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,并会用它们解答有关问题.

    3、知道质谱仪的工作原理.

    能力目标

    通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,培养学生严密的逻辑推理能力.

    情感目标

    通过学习质谱仪的工作原理,让学生认识先进科技的发展,有助于培养学生对物理的学习兴趣.

    教学建议

    教材分析

    本节重点是研究带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动规律:半径以及周期,通过复习相关力学知识,利用力于运动的关系突破这一重点,需要注意的是:

    1、确定垂直射入匀强电场中的带电粒子是匀速圆周运动;

    2、带电粒子的重力通常不考虑。

    教法建议

    由于我们研究的是带电粒子在磁场中的运动情况,研究的是磁场力与运动的关系,因此教学开始,需要学生回忆相关的力学知识,为了引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律,教师可以通过实验演示引入,让学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力.最后通过例题讲解,加深知识的理解.

    教学设计方案

    带电粒子在磁场中的运动质谱仪

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时,做匀速圆周运动.

    2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,并会用它们解答有关问题.

    3、知道质谱仪的工作原理.

    (二)能力训练点

    通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,培养学生严密的逻辑推理能力.

    (三)德育渗透点

    通过学习质谱仪的工作原理,理解高科技的巨大力量.

    (四)美育渗透点

    用电子射线管产生的电子做圆周运动的精美图像感染学生,提高学生对物理学图像形式美的审美感受力.

    二、学法引导

    1、教师通过演示实验法引入,复习提问法引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律.通过例题讲解,加深理解.

    2、学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力.

    三、重点难点疑点及解决办法

    1、重点

    带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期.

    2、难点

    确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动.

    3、疑点

    带电粒子的重力通常为什么不考虑?

    4、解决办法

    复习力学知识、引导同学利用力与运动的关系分析,讨论带电粒子在磁场中的运动情况。

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    演示用特制的电子射线管。

    六、师生互动活动设计

    教师先通过演示实验引入,再启发引导学生用力学知识分析原因,推导规律,通过例题讲解,学生思考和讨论进一步加深对知识的理解,提高学生运用知识解决实际问题的能力。

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节教学首先通过演示实验告诉学生,当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动这一结论,然后试着用力与运动的关系分析粒子为什么做匀速圆周运动,再由学生推导带电粒子在磁场中的运动半径和周期,根据力学知识,重点是理解运动半径与磁感应强度、速度的关系;运动周期与粒子速率和运动半径无关.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、引入新课

    上一节我们学习了洛仑兹力的概念,我们知道带电粒子垂直磁场方向运动时,会受到大小,方向始终与速度方向垂直的洛仑兹力作用,今天我们来研究一下,受洛仑兹力作用的带电粒子是如何运动的?

    2、粒子为什么做匀速圆周的运动?

    首先通过演示实验观察到,当带电粒子的初速度方向与匀强磁场方向垂直时,粒子的运动轨道是圆.

    在力学中我们学习过,物体作匀速圆周运动的条件是物体所受的合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直.当带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时,通常它的重力可以忽略不计(请同学们讨论),可看作只受洛仑兹力作用,洛仑兹力方向和速度方向在同一个平面内,由于洛仑兹力方向总与速度方向垂直,因而它对带电粒子不做功,根据动能定理可知运动粒子的速度大小不变,再由可知,粒子在运动过程中所受洛仑兹力的大小即合外力的大小不变,根据物体作匀速圆周运动的条件得出带电粒子垂直匀强磁场运动时,作匀速圆周运动.

    3、粒子运动的轨道半径和周期公式

    带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时做匀速圆周运动,其向心力等于洛仑兹力,请同学们根据牛顿第二定律,推导带电粒子的运动半径和周期公式.

    经过推导得出粒子运动半径,运动周期。

    运用学过的力学知识理解,当粒子运动速度较大时,粒子要离心运动,其运动半径增大,所以速度大,半径也大;当磁场较强时,运动电荷受洛仑兹力增大,粒子要向心运动,其运动半径减小,所以磁感应强度大,半径小.由于带电粒子运动速度大时,其运动半径大,运动轨迹也长,可以理解粒子运动的周期与速度的大小和轨道半径无关.为了加深同学们对半径和周期公式的理解,举下面的例题加以练习.

    [例1]同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中,其运动轨迹如图所示,则可知

    (1)带电粒子进入磁场的速度值有几个?

    (2)这些速度的大小关系为.

    (3)三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为.

    4、质谱仪

    首先请同学们阅读课本上例题的分析求解过程,然后组织学生讨论质谱仪的工作原理.

    (四)总结、扩展

    本节课我们学习了带电粒子垂直于匀强磁场运动的情况,经过实验演示和理论分析得出粒子做匀速圆周运动.并根据牛顿运动定律得出粒子运动的半径公式和周期公式.最后我们讨论了它的一个具体应用——质谱仪.

    但应注意的是如果带电粒子速度方向不是垂直匀强磁场方向时,带电粒子将不再是作匀速圆周运动.

    八、布置作业

    (1)P156(1)~(6)

    九、板书设计

    五、带电粒子在磁场中的运动质谱仪

    一、运动轨迹

    粒子作匀速圆周运动.

    二、半径和周期

    运动半径:

    运动周期:

    三、质谱仪

    关于物理教案 带电粒子在磁场中的运动的高中教案推荐


    教学目标

    知识目标

    1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时,做匀速圆周运动.

    2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,并会用它们解答有关问题.

    3、知道质谱仪的工作原理.

    能力目标

    通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,培养学生严密的逻辑推理能力.

    情感目标

    通过学习质谱仪的工作原理,让学生认识先进科技的发展,有助于培养学生对物理的学习兴趣.

    教学建议

    教材分析

    本节重点是研究带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动规律:半径以及周期,通过复习相关力学知识,利用力于运动的关系突破这一重点,需要注意的是:

    1、确定垂直射入匀强电场中的带电粒子是匀速圆周运动;

    2、带电粒子的重力通常不考虑。

    教法建议

    由于我们研究的是带电粒子在磁场中的运动情况,研究的是磁场力与运动的关系,因此教学开始,需要学生回忆相关的力学知识,为了引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律,教师可以通过实验演示引入,让学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力.最后通过例题讲解,加深知识的理解.

    教学设计方案

    带电粒子在磁场中的运动质谱仪

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时,做匀速圆周运动.

    2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,并会用它们解答有关问题.

    3、知道质谱仪的工作原理.

    (二)能力训练点

    通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,培养学生严密的逻辑推理能力.

    (三)德育渗透点

    通过学习质谱仪的工作原理,理解高科技的巨大力量.

    (四)美育渗透点

    用电子射线管产生的电子做圆周运动的精美图像感染学生,提高学生对物理学图像形式美的审美感受力.

    二、学法引导

    1、教师通过演示实验法引入,复习提问法引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律.通过例题讲解,加深理解.

    2、学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力.

    三、重点难点疑点及解决办法

    1、重点

    带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期.

    2、难点

    确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动.

    3、疑点

    带电粒子的重力通常为什么不考虑?

    4、解决办法

    复习力学知识、引导同学利用力与运动的关系分析,讨论带电粒子在磁场中的运动情况。

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    演示用特制的电子射线管。

    六、师生互动活动设计

    教师先通过演示实验引入,再启发引导学生用力学知识分析原因,推导规律,通过例题讲解,学生思考和讨论进一步加深对知识的理解,提高学生运用知识解决实际问题的能力。

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节教学首先通过演示实验告诉学生,当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动这一结论,然后试着用力与运动的关系分析粒子为什么做匀速圆周运动,再由学生推导带电粒子在磁场中的运动半径和周期,根据力学知识,重点是理解运动半径与磁感应强度、速度的关系;运动周期与粒子速率和运动半径无关.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、引入新课

    上一节我们学习了洛仑兹力的概念,我们知道带电粒子垂直磁场方向运动时,会受到大小,方向始终与速度方向垂直的洛仑兹力作用,今天我们来研究一下,受洛仑兹力作用的带电粒子是如何运动的?

    2、粒子为什么做匀速圆周的运动?

    首先通过演示实验观察到,当带电粒子的初速度方向与匀强磁场方向垂直时,粒子的运动轨道是圆.

    在力学中我们学习过,物体作匀速圆周运动的条件是物体所受的合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直.当带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时,通常它的重力可以忽略不计(请同学们讨论),可看作只受洛仑兹力作用,洛仑兹力方向和速度方向在同一个平面内,由于洛仑兹力方向总与速度方向垂直,因而它对带电粒子不做功,根据动能定理可知运动粒子的速度大小不变,再由可知,粒子在运动过程中所受洛仑兹力的大小即合外力的大小不变,根据物体作匀速圆周运动的条件得出带电粒子垂直匀强磁场运动时,作匀速圆周运动.

    3、粒子运动的轨道半径和周期公式

    带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时做匀速圆周运动,其向心力等于洛仑兹力,请同学们根据牛顿第二定律,推导带电粒子的运动半径和周期公式.

    经过推导得出粒子运动半径,运动周期。

    运用学过的力学知识理解,当粒子运动速度较大时,粒子要离心运动,其运动半径增大,所以速度大,半径也大;当磁场较强时,运动电荷受洛仑兹力增大,粒子要向心运动,其运动半径减小,所以磁感应强度大,半径小.由于带电粒子运动速度大时,其运动半径大,运动轨迹也长,可以理解粒子运动的周期与速度的大小和轨道半径无关.为了加深同学们对半径和周期公式的理解,举下面的例题加以练习.

    [例1]同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中,其运动轨迹如图所示,则可知

    (1)带电粒子进入磁场的速度值有几个?

    (2)这些速度的大小关系为.

    (3)三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为.

    4、质谱仪

    首先请同学们阅读课本上例题的分析求解过程,然后组织学生讨论质谱仪的工作原理.

    (四)总结、扩展

    本节课我们学习了带电粒子垂直于匀强磁场运动的情况,经过实验演示和理论分析得出粒子做匀速圆周运动.并根据牛顿运动定律得出粒子运动的半径公式和周期公式.最后我们讨论了它的一个具体应用——质谱仪.

    但应注意的是如果带电粒子速度方向不是垂直匀强磁场方向时,带电粒子将不再是作匀速圆周运动.

    八、布置作业

    (1)P156(1)~(6)

    九、板书设计

    五、带电粒子在磁场中的运动质谱仪

    一、运动轨迹

    粒子作匀速圆周运动.

    二、半径和周期

    运动半径:

    运动周期:

    三、质谱仪

    磁场【精】


    教学目标

    知识目标

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

    3、掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

    能力目标

    1、通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    情感目标

    1、让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

    教学建议

    教材分析

    由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

    教法建议

    教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场————磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

    教学设计示例

    第一节、磁场磁感线

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

    3、能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

    4、掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

    (二)能力训练点

    1、通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    (三)德育渗透点

    1、了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

    (四)美育渗透点

    让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

    二、学法引导

    1、教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

    2、学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

    三、重点·难点·疑点及解决办法

    1、重点

    (1)理解磁场的基本性质——力的作用和方向性.

    (2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

    2、难点

    磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

    3、疑点

    (1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

    (2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

    4、解决办法

    (1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

    (2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

    六、师生互动活动设计

    1、教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

    2、课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

    利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、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、回旋加速器等等.进入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.

    2、磁场的产生

    在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

    3、磁场的性质

    在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

    与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

    在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

    4、磁感线

    为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

    不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

    (1)条形磁铁的磁场

    取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

    (2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

    (3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

    a、通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    b、通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    (4)磁感线的特点

    a、磁感线是不相交的封闭曲线.

    b、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

    c、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

    (四)总结、扩展

    1、磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

    2、磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

    3、通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

    八、布置作业

    九、板书设计

    第一节磁场

    一、磁场的产生

    1、磁场的客观存在.

    2、磁场的产生.

    (1)磁体周围.(2)电流周围.

    3、磁场的基本性质——力的作用.

    二、磁场的方向

    1、规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

    三、磁感线

    1、磁感线的概念.

    2、常见几种磁场的磁感线分布.

    3、电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

    磁场 精选版


    教学目标

    知识目标

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.

    3、掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.

    能力目标

    1、通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    情感目标

    1、让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.

    教学建议

    教材分析

    由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.

    教法建议

    教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场————磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.

    教学设计示例

    第一节、磁场磁感线

    一、素质教育目标

    (一)知识教学点

    1、了解磁场的产生和磁现象.

    2、理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.

    3、能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.

    4、掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.

    (二)能力训练点

    1、通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.

    2、利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.

    (三)德育渗透点

    1、了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.

    2、通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.

    (四)美育渗透点

    让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.

    二、学法引导

    1、教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.

    2、学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.

    三、重点·难点·疑点及解决办法

    1、重点

    (1)理解磁场的基本性质——力的作用和方向性.

    (2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.

    2、难点

    磁场的空间分布与磁感线的对应联系.

    3、疑点

    (1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.

    (2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.

    4、解决办法

    (1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.

    (2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.

    四、课时安排

    1课时

    五、教具学具准备

    条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.

    六、师生互动活动设计

    1、教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.

    2、课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.

    利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.

    七、教学步骤

    (一)明确目标

    (略)

    (二)整体感知

    本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.

    (三)重点、难点的学习与目标完成过程

    1、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、回旋加速器等等.进入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.

    2、磁场的产生

    在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场——磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.

    3、磁场的性质

    在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.

    与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.

    在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

    4、磁感线

    为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.

    不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:

    (1)条形磁铁的磁场

    取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.

    (2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.

    (3)电流磁场的磁感线分布情况见图.

    a、通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    b、通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).

    (4)磁感线的特点

    a、磁感线是不相交的封闭曲线.

    b、磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.

    c、磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.

    (四)总结、扩展

    1、磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.

    2、磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.

    3、通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.

    八、布置作业

    九、板书设计

    第一节磁场

    一、磁场的产生

    1、磁场的客观存在.

    2、磁场的产生.

    (1)磁体周围.(2)电流周围.

    3、磁场的基本性质——力的作用.

    二、磁场的方向

    1、规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.

    三、磁感线

    1、磁感线的概念.

    2、常见几种磁场的磁感线分布.

    3、电流磁场的磁感线可用安培定则判定.

    电流的磁场


    (一)教学目的

    1.知道电流周围存在着磁场。

    2.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。

    3.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。

    (二)教具

    一根硬直导线,干电池2~4节,小磁针,铁屑,螺线管,开关,导线若干。

    (三)教学过程

    1.复习提问,引入新课

    重做第二节课本上的图11-7的演示实验,提问:

    当把小磁针放在条形磁体的周围时,观察到什么现象?其原因是什么?

    (观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场,小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。)

    进一步提问引入新课

    小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?也就是说,只有磁体周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?这就是我们本节课要探索的内容。

    2.进行新课

    (1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场

    演示实验:将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高,沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方,请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。

    提问:观察到什么现象?

    (观察到通电时小磁针发生偏转,断电时小磁针又回到原来的位置。)

    进一步提问:通过这个现象可以得出什么结论呢?

    师生讨论:通电后导体周围的小磁针发生偏转,说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用,由此我们可以得出:通电导线和磁体一样,周围也存在着磁场。

    教师指出:以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的,此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明,除了磁体周围存在着磁场外,电流的周围也存在着磁场,即电流的磁场,本节课我们就主要研究电流的磁场。

    板书:第四节电流的磁场

    一、奥斯特实验

    1.实验表明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场。

    提问:我们知道,磁场是有方向的,那么电流周围的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有没有关系呢?

    重做上面的实验,请同学们观察当电流的方向改变时,小磁针N极的偏转方向是否发生变化。

    提问:同学们观察到什么现象?这说明什么?

    (观察到当电流的方向变化时,小磁针N极偏转方向也发生变化,说明电流的磁场方向也发生变化。)

    板书:2.电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时,磁场的方向也发生变化。

    提问:奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的,但在当时这一重大发现却轰动了科学界,这是为什么呢?

    学生看书讨论后回答:

    因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的,而是紧密联系的,从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的,这一发现,有力推动了电磁学的研究和发展。

    (2)研究通电螺线管周围的磁场

    奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:

    演示实验:按课本图11-13那样在纸板上均匀地撒些铁屑,给螺线管通电,轻敲纸板,请同学们观察铁屑的分布情况,并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。

    提问:同学们观察到什么现象?

    学生回答后,教师板书:

    二、通电螺线管的磁场

    1.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。

    提问:怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢?

    演示实验:将小磁针放在螺线管的两端,通电后,请同学们观察小磁针的N极指向,从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。

    再改变电流的方向,观察小磁针的N极指向有没有变化,从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。

    引导学生讨论后,教师板书:

    2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的磁性也发生改变。

    提问:采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。板书:

    三、安培定则

    1.作用:可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。

    2.判定方法:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

    教师演示具体的判定方法。

    练习:如附图所示的几个通电螺线管,用安培定则判定它们的两极。

    可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管,先弄清螺线管中电流的指向,再用安培定则判定出两端的极性。

    通过以上练习,强调:螺线管的绕制方向不同,螺线管中电流的方向也不同。

    3.小结(略)

    4.作业:①完成课本上的“想想议议”。

    ②课本上的练习1、2、3题。

    电流的磁场【推荐】


    (一)教学目的

    1.知道电流周围存在着磁场。

    2.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。

    3.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。

    (二)教具

    一根硬直导线,干电池2~4节,小磁针,铁屑,螺线管,开关,导线若干。

    (三)教学过程

    1.复习提问,引入新课

    重做第二节课本上的图11-7的演示实验,提问:

    当把小磁针放在条形磁体的周围时,观察到什么现象?其原因是什么?

    (观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场,小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。)

    进一步提问引入新课

    小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?也就是说,只有磁体周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?这就是我们本节课要探索的内容。

    2.进行新课

    (1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场

    演示实验:将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高,沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方,请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。

    提问:观察到什么现象?

    (观察到通电时小磁针发生偏转,断电时小磁针又回到原来的位置。)

    进一步提问:通过这个现象可以得出什么结论呢?

    师生讨论:通电后导体周围的小磁针发生偏转,说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用,由此我们可以得出:通电导线和磁体一样,周围也存在着磁场。

    教师指出:以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的,此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明,除了磁体周围存在着磁场外,电流的周围也存在着磁场,即电流的磁场,本节课我们就主要研究电流的磁场。

    板书:第四节电流的磁场

    一、奥斯特实验

    1.实验表明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场。

    提问:我们知道,磁场是有方向的,那么电流周围的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有没有关系呢?

    重做上面的实验,请同学们观察当电流的方向改变时,小磁针N极的偏转方向是否发生变化。

    提问:同学们观察到什么现象?这说明什么?

    (观察到当电流的方向变化时,小磁针N极偏转方向也发生变化,说明电流的磁场方向也发生变化。)

    板书:2.电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时,磁场的方向也发生变化。

    提问:奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的,但在当时这一重大发现却轰动了科学界,这是为什么呢?

    学生看书讨论后回答:

    因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的,而是紧密联系的,从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的,这一发现,有力推动了电磁学的研究和发展。

    (2)研究通电螺线管周围的磁场

    奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:

    演示实验:按课本图11-13那样在纸板上均匀地撒些铁屑,给螺线管通电,轻敲纸板,请同学们观察铁屑的分布情况,并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。

    提问:同学们观察到什么现象?

    学生回答后,教师板书:

    二、通电螺线管的磁场

    1.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。

    提问:怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢?

    演示实验:将小磁针放在螺线管的两端,通电后,请同学们观察小磁针的N极指向,从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。

    再改变电流的方向,观察小磁针的N极指向有没有变化,从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。

    引导学生讨论后,教师板书:

    2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的磁性也发生改变。

    提问:采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。板书:

    三、安培定则

    1.作用:可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。

    2.判定方法:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

    教师演示具体的判定方法。

    练习:如附图所示的几个通电螺线管,用安培定则判定它们的两极。

    可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管,先弄清螺线管中电流的指向,再用安培定则判定出两端的极性。

    通过以上练习,强调:螺线管的绕制方向不同,螺线管中电流的方向也不同。

    3.小结(略)

    4.作业:①完成课本上的“想想议议”。

    ②课本上的练习1、2、3题。

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