高二物理暑期课程第10讲学案

1、个性化学案第十讲：磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量适用学科高中物理适用年级高中二年级适用区域全国人教版课时时长（分钟）120知识点1. 认识生活中的磁现象，磁场的概念2. 磁感应强度B、磁感线3. 电场和磁场的区别；电场线与磁感线的区别；电场强度和磁感应强度的区别4. 几种常见的磁场；地球的磁场；匀强磁场。5. 右手螺旋定则判断通电螺旋管的磁场；安培定则判断通电直导线的磁场6. 安培分子电流假说学习目标（一）知识与技能1、知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用.2、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。3、理解磁感应强度B的定义，知道

2、B的单位是特斯拉。4、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。5、知道什么是磁感线。知道5种典型磁场的磁感线分布情况。6、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。（二）过程与方法：1. 利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力。2. 由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现象的电本质。3、通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。（三）情感、态度与价值观：1. 使学生学会由类比法来认识一般事物的共性的科学方法。2.通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。学习重点磁感应强度B、磁感线、电

3、场和磁场的区别；电场线与磁感线的区别；电场强度和磁感应强度的区别（类比法）学习难点几种常见磁场的描述方法、右手螺旋定则判断通电螺旋管的磁场、安培定则判断通电直导线的磁场、安培分子电流假说学习过程一、复习预习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

4、识磁场。二、知识讲解考点/易错点1磁现象、电流的磁效应、磁场（1）、磁现象引导学生阅读教材“磁现象”两段，明确以下几个问题：（1）天然磁石的主要成分是什么？（2）什么是永磁体、磁性和磁极？磁体有几个磁极，如何规定的？A. 。B. 。（2）、电流的磁效应电现象和磁现象之间存在着许多相似，请学生举例说明。1. . ；2. . 。思考：电现象和磁现象间的相似是偶然的吗？ 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

5、“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？（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？ 。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。 。思考：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？ 答案：有。因为力是相互的。演示：如图所示，通电导线与磁

6、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： 。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？ 思考，悬吊着的磁针为什么会指示南北呢？ 4、磁性的地球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。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。许多天体和地球一样，也存在着磁场。如太阳、月亮、火星等都存在磁场。但它们的磁场有不同的特点。如火星的磁场不像地球的

7、磁场那样是全球性的，而是局部的。因此指南针不能在火星上工作。对天体磁场的研究具有十分重要的科学意义。 考点/易错点2、磁感线、磁感应强度1、 磁感应强度的方向磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。怎样的物理量能够起到这样的作用呢？ 思考：（1） 用哪个物理量来描述电场的强弱和方向？ （2） 电场强度是如何定义的？其定义式是什么？ 今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量磁感应强度。电场和磁场都是客观存在的。电场有强弱和方向，磁场也有强弱和方向。大家思考一下，电场强度的方向是如何规定的？对研究磁感应强度的方向你有何启发？ 提问：磁感应强度的大小

8、能否从小磁针受力的情况来研究？ 提问：那么如何研究磁感应强度的大小呢？从电流在磁场中受力的角度去研究。2、磁感应强度的大小在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元。但要使导线中有电流，就要把它连接到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。那我们怎样研究磁场中某点的磁感应强度呢？可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中，研究较长的一段通电导线的受力情况，从而推知一小段电流元的受力情况。如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较磁场力的大小，分别接通“2、3

9、”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。（1）先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小。 （2）然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。 教师讲解：精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的磁场力的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积成正比，用公式表示为F=BIL，式中B为比例系数。教师问：B有何物理意义呢？演示在不同的蹄形磁铁的磁场中做上面的实验。教师引导学生分析计算得（1） （2） 可见，B是由磁场本身决定的，在电流I、导线长度L相同的情况下，电流所受的磁场力越大，比值B越大，表示磁场越强。磁感应强度定义： 物理意义： 单位：

10、 方向： （阅读课本）了解一些磁场的磁感应强度考点/易错点3.磁感线、几种常见的磁场1、磁感线磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。演示在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。现象铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。 如图所示：（1）磁铁周围的磁感线 用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况如图3.3-2所示：（2）通电直导线周围的磁感线 问题：直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢？出示投影片直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则（

11、也叫右手螺旋定则）来判定： 出示投影片环形电流的磁场。如图3.3-3所示：（3）环形电流的磁感线 （4）通电螺线管的磁场 如图3.3-4所示：出示投影片外部的磁场： 内部的磁场： 如何判断通电螺线管的极性？通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定： 问题：磁感线和电场线有何区别？ 【教师引导学生分析得】（1） （2） （3） （4） 电流的磁场用途很广泛，如电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器。2、安培分子电流假说磁铁和电流都能产生磁场。通电螺线管和条形磁铁的磁场分布十分相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。分子电流假

12、说的内容： 投影片出示课本图3.3-6以进一步理解安培分子电流假说。用安培假说可以解释磁现象 让学生阅读课文，回答以下问题。（1）一根铁棒在未被磁化时为什么对外界不显磁性？（2）什么是磁化？如何去理解磁化和磁极？（3）永磁体为什么具有磁性？为什么有时会失去磁性？（4）为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？（5）分子电流是如何形成的？3、匀强磁场定义： 产生方法： 磁感线的特点： 。4、磁通量研究电磁现象时，有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化，为此，物理学上引入了一个新的物理量磁通量。（1）定义： （2）公式： （3）单位： （4）物理意义： 注意：当平面跟磁场方向不垂直时，穿过

13、该平面的磁通量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积即=BSsin，（为平面与磁场方向之间的夹角）（如图所示）将磁通量的定义式=BS变形得：B=，B为垂直磁场方向单位面积上的磁通量，反映磁场的强弱。又叫磁通密度。单位Wb/m2三、例题精析考点1：磁现象、电流的磁效应、磁场【基础巩固】【例题1】【题干】关于磁场的下列说法中正确的是()A磁场和电场一样，是同一种物质B磁场的最基本特性是对处在磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的D电流和电流之间的相互作用是通过磁场进行的【答案】B CD【解析】磁场和电场都是物质，但不是同一种物质，故A错误；由磁场的基本特

14、性可知，B选项正确；磁体和磁体，磁体和电流，电流和电流之间的作用都是通过磁场进行的，故C、D选项正确【中等强化】【例题2】【题干】如图、四幅图中，四个相同的磁体都处于平衡状态，且弹簧处于伸长状态，则()A对地面压力最大的是B对地面压力最大的是C对地面压力最大的是、D对地面压力最大的是、:【答案】D【解析】对甲、乙以下面的磁体为研究对象处于平衡状态，对丙、丁以两个磁体为研究对象处于受力平衡，对地面的压力等于两磁体的重力，故D选项正确【培优拔高】【例题3】【题干】为了判断一根铁锯条是否具有磁性，某同学用它靠近一个能自由转动的小磁针，下列给出的几种可能产生的现象和相应的结论，其中正确的是()A若小磁

15、针的一端被推开，则锯条一定具有磁性B若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定具有磁性C若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否具有磁性D若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否具有磁性【答案】AC【解析】若发现小磁针被推开，只有一种可能，锯条具有磁性，而且小磁针靠近的是同名磁极，若发生吸引现象，则锯条可能具有磁性也可能没有磁性，故A、C选项正确考点2：磁感线、磁感应强度【基础巩固】【例题4】【题干】下列关于通电直导线在磁场中受到的磁场力的说法，正确的是()A受力的大小只与磁场的强弱和电流的大小有关B如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必为零C如果导线受到的磁场力最大，导线必与磁场方向垂

16、直D所受磁场力的方向只与磁场的方向有关，与电流的方向无关【答案】C【解析】通电导线在磁场中受力，由FBIL可知，安培力跟磁场、电流以及导线垂直磁场的长度等物理量都有关系，如果磁场、电流、导线长度一定时，只有导线与磁场垂直时，磁场力最大，故C选项正确。【中等强化】【例题5】【题干】有关磁感应强度B的说法中正确的是()A对于B，比值越大，说明通电导线所在处的磁感应强度越大B对于B，F越大，说明通电导线所在处的磁感应强度一定越大C可用量度磁感应强度大小，但B是由磁场本身因素决定的，与I、L、F无关D在I、L相同的情况下，垂直磁场方向放置通电导线，受力F越大的地方，B越大【答案】A、C、D【解析】由磁

17、感应强度的定义式可知A、C、D正确【培优拔高】【例题6】【题干】下列说法中正确的是()A电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该电场的强弱D把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱【答案】AC【解析】由FqE可知，A、C选项正确；由FBIL可知，当通电导线在某处不受安培力的作用，可能通电导线与磁场平行，故B选项错误；由B可知，L为垂直磁场的通电导线的长度，并不是导线的长度，故D选项错误考点3

18、：几种常见的磁场【基础巩固】【例题7】【题干】关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是()A磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质B磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时，北极所指的方向一致C磁感线总是从磁极的N极出发，到S极终止D磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的【答案】AB【解析】磁感线是为了形象地描述磁场而假设的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以C、D不正确；磁场是客观存在的特殊物质，所以A正确；磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针静止时N极指向，N极受力

19、方向均为磁场方向，所以B正确【中等强化】【例题8】【题干】一条竖直放置的长直导线，通以由下向上的电流，在它正东方某点的磁场方向为()A向东B向西C向南 D向北【答案】D【解析】由右手螺旋定则可以判断它正东方某点磁场方向向北【培优拔高】【例题9】【题干】磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是():A分子电流消失 B分子电流取向变得大致相同C分子电流取向变得杂乱 D分子电流减弱【答案】C【解析】由于高温或猛烈的敲击，会使原来取向一致的分子电流变得杂乱，从而失去磁性，故C选项正确四、课堂运用【基础巩固】1如图所示，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极图中表示从S极到N

20、极磁性强弱变化情况的图像中正确的是()2有关磁感应强度B的方向，下列说法中正确的是()AB的方向就是小磁针静止时N极所指的方向BB的方向与小磁针N极的受力方向一致:CB的方向就是通电导线的受力方向DB的方向就是该处磁场的方向3两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图所示螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管中部的磁感应强度的大小()A0 B0.5BCB D2B【中等强化】4铁棒A的右端吸引小磁针的N极，铁棒B的左端排斥小磁针的N极，若将铁棒A的右端靠近铁棒B的左端，

21、下述说法中正确的是()AA、B一定是相互吸引 BA、B一定是相互排斥CA、B间可能无磁场力作用 学DA、B可能相互吸引也可能相互排斥5将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是()6如图所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将()A向纸外偏转B向纸内偏转C在纸面内顺时针转过90D不动【培优拔高】7如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()AFMg BmgF(Mm)gCF(Mm)g DF(Mm)g8如图所示，把一条通电导线平行

22、地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转，当改用两个或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？动脑想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢又意味着什么？9.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是()A电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同10如图所示，和是直线电流的磁场，和是环形电流的磁场，和是螺线管电流的磁场，试在

23、各图中补画出电流方向或磁感线方向五、课程小结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1.认识生活中的磁现象，磁场的概念2.磁感应强度B、磁感线3.电场和磁场的区别；电场线与磁感线的区别；电场强度和磁感应强度的区别4.几种常见的磁场；地球的磁场；匀强磁场。5.右手螺旋定则判断通电螺旋管的磁场；安培定则判断通电直导线的磁场6.安培分子电流假说六、课后作业【基础巩固】1有一小段通电导线，长为1 cm，电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B满足()AB2 TBB2 TCB2 T D以上情况都有可能2当接通电源后，小磁针A按如图所示方向运动，则()A小磁针B的

24、N极向纸外转B小磁针B的N极向纸里转C小磁针B不转动D因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动3条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图所示，若圆环为弹性环，其形状由I扩大到，那么圆环内磁通量的变化情况是()A磁通量增大 B磁通量减小C磁通量不变 D条件不足，无法确定【中等强化】4如图所示，ab、cd为相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为3.6 kg的金属棒MN垂直于导轨放在其上，当金属棒中通以8 A的电流时，金属棒受到水平方向的磁场力的作用沿着导轨做匀加速运动，加速度为2 m/s2，当棒中通以同方向的5 A的电流时，棒恰好沿着导轨做匀速运动，求此匀强磁场的磁感应强度的大小.5铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向