沪教版高中物理选修3-1 5.2怎样描述磁场_学案2

怎样描述磁场
【学习目标】
1．理解磁感线的概念及其在磁体周围的分布。
2．理解磁通量、磁感应强度的概念，会计算它们的大小。
【学习重难点】
理解磁场的基本概念和基本特性。
【学习过程】
一、知识准备
1．电场强度：____________________________________________________________
2．匀强电场：____________________________________________________________
3．电场线：____________________________________________________________
二、新知学习
（一）用磁感线描述磁体的磁场
1．磁感线是为了形象的描述磁体和电流周围的_______________而提出的。
2．磁感线是在磁场中画出的一些有方向的____________曲线。
3．在磁感线上任意一点的______________方向都跟该点的磁场方向相同，都代表磁场中改点小磁针______________________________受力方向。
4．磁感线的______________表示磁场的强弱，磁感线分布______的地方，磁场越强；磁感线分布_____的地方，磁场越弱。
5．磁感线是_____________曲线。在磁体内部，磁感线从_____________到_____________。在磁体外部，磁感线从_____________到_____________。
6．匀强磁场
定义：____________________________________________________
（二）磁通量和磁感应强度
1．磁通量
（1）定义：磁场中穿过磁场某一面积S 的_____________________，用表示。
（2）计算公式：，其中为与___________的平面夹角。当时，______，______；当时，______；当时，有_________________。
（3）单位：国际单位是______，简称______，符号。1=___________。
2．磁感应强度
（1）磁感应强度：垂直穿过某单位面积上的__________，表达式____________________。
（2）物理意义：描述磁场的__________及__________。
（3）单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是__________，符号位T，。
（4）方向：磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的__________方向，也就是放在该点的小磁针___极的方向，是__________。

三、预习自测
1．关于磁感线，下列说法中正确的是 ( )。
A．它是磁场中实际存在的曲线 B．它不可能是直线
C．它是一些假想的线 D．它总是从北极指向南极
2．如图所示，为某磁场的一条磁感线，由此可以判定
A．a．b两点的磁感应强度大小一定相等
B．a．b两点的磁感应强度的方向可能相同
C．a处的磁感应强度大于b处磁感应强度
D．a．b两点的磁感应强度大小可能相等
3．下列说法中正确的是 ( )。
A．在磁场中不同的点，磁场方向一定不同
B．磁场中的磁感线可能相交
C．磁感线上任何一点的切线方向就是该点的磁场方向
D．磁场是看不见、摸不着的，因此磁场是人们假想的
4．磁场的基本性质是（ ）。
A．能够产生磁感线
B．能够吸引轻小物体
C．能够对放入其中的磁体产生磁力的作用
D．具有N、S极
四、合作探究
探究点一：磁通量
问题1 磁通量有哪些定义方式？磁通量时标量还是矢量？他的正、负表示什么？磁通量和磁感应强度之间有什么关系？




针对训练1．关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）
A．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零；
B．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量；
C．磁感应强度越大，磁通量越大；
D．磁通量就是磁感应强度。
针对训练2．下列说法正确的是（ ）
A．穿过某个平面的磁通量为零，该处的磁感强度也为零
B．穿过某个平面的磁通量越大，该处磁感强度越大
C．穿过垂直于磁感强度方向某面积的磁感线条数等于磁感强度
D．当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必为零
探究点一：磁感应强度与磁通量变化的关系
问题2．怎样计算磁通量的变化？





针对训练3．如图所示，abcd是一竖直放置的矩形线框，线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强水平磁场中，ab边在水平面内且与磁场方向成60角，则穿过导线框的磁通量=_________WB．





【达标检测】
1．有一闭合线框，截面积为6cm2，已知垂直穿过此面积的磁通量为2．25×10-4Wb，则磁感应强度为______T。

2．面积为0.5m2的闭合导线环处于磁感强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环所在平面垂直时，穿过环内的磁通量为_________Wb，当导线环转过90°时，环所在平面与磁场平行，此时穿过导线环的磁通量为________WB．

3．如图所示，磁感强度B垂直与线圈平面S1．S2（S2>S1）指向纸内，若通过线圈平面的磁通量分别为ф1．ф2，则△（ ）
A．ф1=ф2 B．ф1>ф2
C．ф1<ф2 D．无法确定


【学习目标】
1．通过对日常生活、工业生产中的电器设备的观察，能说出电与磁有密切的联系。2．通过学习能说出电流周围存在磁场。
3．通过探究实验，了解通电螺线管对外相当于一条形磁铁。
4．通过学习会用右手螺旋定则安培定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
5．在认识通电螺线管特性的基础上了解电磁铁的构造。
【学习重难点】
会用右手螺旋定则安培定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
【学习过程】
一、释疑解难
1．怎样理解奥斯特实验？
（1）丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现电流具有效应，即通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，而且电流的磁场与通电导线中的电流方向有关。
（2）奥斯特实验的物理意义在于揭示了电现象和磁现象不是彼此孤立的，而是有密切联系的。这一重大发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，有力的推动了电磁学的深入研究。
2．怎样判断通电螺线管的磁极或电流？
运用右手螺旋定则判定通电螺线管的磁极或电流，运用右手螺旋定则判定时注意：
（1）要用右手，手用错则判断的结果恰好相反。
（2）要把四个手指并拢且弯曲成环状，弯曲的手指尖所指的方向是电流的方向。可以把书或本子卷成纸状，在纸筒上画出导线的绕法和电流的方向，要用右手握住筒练习。
（3）大拇指要挺起，大拇指尖所指的那端是螺线管的N极。
3．正确理解通电螺线管的磁场
通电螺线管的周围也存在着磁场，其外部磁场的形状与条形磁体的磁场一样，两端相当于条形磁体的N、S两个极，其内部也存在磁场，且内部磁感线的方向由S极指向N极，也就是说：放在通电螺线管内静止的小磁针N极所指的那一端，就是通电螺线管的N极，通电螺线管内部的磁感线与外部从N极到S极的磁感线组成闭合的曲线。
4．电磁铁
（1）电磁铁的工作原理
电磁铁是内部插有铁芯的螺线管，当通电螺线管插入铁芯后，由于铁芯被磁化产生了与原螺线管方向一致的磁场，因而它的磁性比原来强得多，因此电磁铁就是利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁性大大增强的原理工作的。
（2）电磁铁的铁芯用软铁而不用钢
电磁铁要求其磁性随着通入电流的大小而发生明显变化，而且还要求可以通过电流的通断来控制磁性的有无。软铁容易被磁化，磁性也很容易消失，而钢具有保持磁性的性质，钢被磁化后磁性不消失而成为永磁体，所以电磁铁的铁芯用软铁而不用钢。
【达标检测】
1．通电螺线管磁性的有无是由 来决定的，磁极的极性是由 来决定的。
2．奥斯特实验表明，通电导线和磁体一样，周围存在着 。在磁场的某一点，小磁针静止时其 （选填“南”或“北”）极所指的方向就是该点的磁场方向。
3．利用电源、开关、滑动变阻器及电磁铁等元件，设计一个磁性可调的电磁铁，画出电路图。




a

b

B