第十三章 电磁感应与电磁波初步 学习活动设计二：磁场是什么样子的

第十三章《电磁感应与电磁波初步》学习活动设计二：磁场是什么样子的？
　　课堂教学：
　　【任务情境】
　　取若干个小磁针在条形磁铁周围不同位置摆放。
　　小磁针在不同位置方向不同，说明磁场具有方向。那我们如何判定磁场的方向？磁场既然看不见、摸不着，那我们如何来描述它呢？能否像用电场线形象地描述电场一样，也假想一系列曲线来形象地描述磁场的强弱和方向呢？
　　【学习任务一】观察常见磁场的分布
　　教师活动：演示实验，组织学生交流和讨论。
　　情境一：在玻璃板下方放一根条形磁体，再在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，请学生观察。
　　提问1：细铁屑如何变化分布？为什么？
　　预测学生回答：细铁屑在在磁场中被磁化成若干个小磁针，来显示磁场的大体形状。
　　情境二：将小磁针放在磁体周围，记录小磁针N极指向。而后分别将蹄形磁体、同名磁极放在玻璃板下，并在玻璃板上均匀撒一层细铁屑。轻敲玻璃板，观察细铁屑的分布情况。
　　提问1：细铁屑如何变化分布？为什么？
　　预测学生回答：细铁屑在磁场中被磁化成若干个小磁针，来显示磁场的大体形状。
　　提问2：能否像用电场线形象地描述电场一样，也假想一系列的曲线描述磁场？这种线的特点是什么？
　　预测学生回答：可以。从N极指向S极。
　　【学习任务二】安培定则
　　教师活动：组织学生演示和交流。
　　情境三：出示“电流的磁效应”实验中四种情形观察记录的结果，再次分析总结。
　　提问1：直线电流周围的小磁针偏转有什么特点？整体的偏转趋势是什么？
　　预测学生回答：整体成圆形。
　　引入安培定则，带领学生动手操作：
　　用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一直，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
　　直线电流的磁感线分布
　　提问2：根据安培定则，画出通电直导线周围的磁感线的立体图、俯视图和正视图。
　　提问3：“环形电流”周围的磁感线如何分布？通电螺线管的磁场又是如何分布？
　　问题提示：
　　1.环形电流可看成由许多小段的直线电流组成。对每一小段应用直线电流的安培定则来判定环形电流中心轴线上磁感应强度的方向。
　　2.多个环形电流串联就组成了通电螺线管。
　　教师引导提升：环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出。直线电流的安培定则对电荷做直线运动产生的磁场也适用，这时电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。环形电流的磁场和螺线管的磁场都可以用另一种形式的安培定则判定。
　　环形电流的磁感线分布 通电螺线管的磁场
　　【学习小结】
　　1.总结磁感线的特点
　　2.安培定则内容及应用。
　　【学习评价自测】
　　1.关于磁感线的下列说法中，正确的是（ ）
　　A.磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线
　　B.磁感线上任一点的切线方向，都跟改点磁场的方向相同
　　C.磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极
　　D.磁感线有可能出现相交的情况
　　答案：B
　　解析：磁感线是磁场中的有方向的曲线，但是人为假想的，并不存在，故A错误。
　　根据规定，磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同，故B正确。
　　在磁铁的外部磁感线从磁铁的北极出发，进入磁铁的南极，而在磁铁的内部磁感线从磁铁的南极出发，指向磁铁的北极，故C错误。
　　磁感线不可能出现相交．如相交，交点处磁场方向就有两个，不可能，故D错误。
　　2.如图所示，通电螺线管中放入一小磁针，则通电后小磁针的N极指向及螺线管两端相当于磁场的极性分别为（ ）
　　A．小磁针的N极指向a端，a端为N极
　　B．小磁针的N极指向a端，a端为S极
　　C．小磁针的N极指向b端，a端为N极
　　D．小磁针的N极指向b端，a端为S极
　　答案：A
　　解析：由安培定则可得，螺线管a侧为N极b侧为S极，螺线管内部磁感线从S极指向N极，所以小磁针N极指向a端，故A正确，B、C、D均错。