第十三章 第1节磁场 磁感线--人教版高中物理必修第三册教学课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第1节 磁场 磁感线
第十三章 电磁感应与电磁波初步
物理
学习目标
1.通过了解磁现象、电和磁的联系以及电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。
2.经历实验探究过程，并类比电场，知道磁场的基本特性，知道磁感线和几种常见磁场磁感线的空间分布情况。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。通过类比法培养学生的科学思维。
3.通过学习，会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。体会物理学的应用价值，培养学生的科学态度和社会责任。
学习重难点
重点:实验探究电与磁的联系，并类比电场，知道磁场的基本特性，知道几种常见磁场磁感线的分布情况。总结安培定则。
难点:从通电直导线磁场到环形电流磁场的过渡。
【演示实验】用一块条形磁体使小磁针转动，说明它们之间有力的作用，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，这与电荷间相互作用类似。那电与磁是否存在某种联系呢？
新知导入
一、电和磁的联系
【分组实验】 奥斯特实验
实验结论：在一定条件下，通电导线对小磁针有作用力。
新知讲解
提出问题：既然小磁针受到了力的作用，力的作用是相互的，电流是否会受到磁体的作用呢？
二、磁场
1.当导线中有电流通过时，观察到什么现象？
2.为什么会出现这样的现象？
【提出问题】 这些物体之间并没有接触，是如何实现相互作用的呢？
磁场是存在于磁体或电流周围空间的一种特殊物质，对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
三、磁感线
思考与讨论：磁场看不见、摸不着，但又客观存在，怎样形象地描述磁场？
【分组实验】 观察磁体磁场分布，类比电场线描绘磁感线。
磁感线的特点
（1）磁感线是闭合曲线，内部由S极指向N极，在外部由N极指向S极。
（2）磁感线的切线方向表示磁场的方向。
（3）磁感线的疏密表示磁场的弱强。
（4）磁感线不相交，不相切。
四、安培定则
思考与讨论：磁体产生的磁场我们已经通过磁感线有了形象的认识，通电导线产生的磁场又是什么样子的呢？
1.通电直导线产生的磁场
【演示实验】用细铁屑模拟通电直导线的磁感线，并用小磁针确定磁场的方向。改变电流方向，再次实验。
判断方法：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
分别画出通电直导线的磁场的横截面图（俯视图）、纵截面图：
用“微元”和“累积”的思想方法，将环形电流看成由许多小段的直线电流组成，对每一小段直线电流用安培定则判定出环形电流中心轴线上磁场方向，叠加起来就得到环形电流中心轴线上的磁场方向。
2.环形电流产生的磁场
多个环形电流串联就组成了通电螺线管，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：让右手弯曲的四指与环形（或螺线管）电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线（或螺线管）轴线上磁场的方向。
环形电流磁场和通电螺线管磁场的立体图、横截面图、纵截面图：
【例题1】 用所学知识解释：奥斯特实验中，为了使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。
典例探究
分析：地球本身存在磁场，地磁场的方向大致是从地理南极到地理北极。南北放置导线产生的磁场为东西方向，可以排除地磁场干扰，说明小磁针是受到导线的磁场而转动。如果导线沿东西方向放置，则产生的磁场方向与地磁场方向可能相同，无法确定小磁针的偏转是由于导线的磁场还是地磁场引起的。
【变式训练1】在电子由A不断运动到B的过程中，如图所示，小磁针如何运动（ ）
A. 不动
B. N极向纸里，S极向纸外旋转
C. 向上运动
D. N极向纸外，S极向纸里旋转
答案 B
【例题2】 如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后, 三只小磁针N极的偏转方向是( )
A. 全向里
B. 全向外
C. a向里，b、c向外
D. a、c向外，b向里
分析：通电后，环形导线中的电流为顺时针，根据安培定则，内部磁场方向为垂直纸面向里，外部磁场方向为垂直纸面向外。
答案：D
【变式训练2】有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部。当小磁针静止时，小磁针指向如图所示，其中正确的是( )
A. a B. b
C. c D. d
答案 D
1.以下说法正确的是 (　　)
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
答案：A
课堂练习
2.北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南）。指南鱼静止时的指向如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．指南鱼的鱼头应标注“S”
B．指南鱼周围存在磁感线
C．指南鱼不能吸引小铁针
D．指南鱼的鱼头磁性最弱
答案:A
3.如图所示，带负电的金属环绕轴OO 以一定的角速度匀速旋转，从右向左看为逆时针方向，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A. N极沿轴线向右 B. N极沿轴线向左
C. N极竖直向下 D. N极竖直向上
答案:B
4.通电螺线管相当于一个条形磁体。在一通电螺线管的d端附近放置的小磁针，静止时N极的指向如图所示，则电源的a端为_________(选填“正”或“负”)极。
答案:正
一、电和磁的联系
电流的磁效应——电生磁——奥斯特
二、磁场
1.定义：
2.基本特性：
三、磁感线
1.磁感线：
2.几种常见磁体磁场的磁感线分布
3.磁感线的特点：
四、安培定则
1.直线电流
2.环形电流
3.通电螺线管
课堂小结
谢谢大家