新人教版高中物理选修3-1同步教案 第3章 3-1 磁现象和磁场

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]
第三章磁场
全章概述
本章的内容，特别是对磁场性质的定量描述，是以后学习电磁学的基础。

本章的内容按照这样的线索展开。

磁场的性质——磁场性质的定性和定量描述——磁场对电流和运动电荷的作用——安培力和洛伦兹力的应用。

本章的重点内容是磁感应强度、磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。

磁感应强度描述了磁场的性质，它比较抽象，同时也是学习中的一个难点。

掌握左手定则，熟练掌握安培力和洛伦兹力方向的判断以及安培力和洛伦兹力的计算，这是学好后续课程的基础。

由于高中阶段有关磁场的知识大都是通过分析、逻辑推理和理论推导得出的结论，抽象思维上的难度比较大；而电流（运动电荷）方向，磁感应强度方向及磁场对电流（运动电荷）作用力的方向分布在三维空间，这就要求大家要具备较强的空间想象能力。

因此，除了掌握重点知识，突破难点知识，还要在学习的过程中自觉地提高自己的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。

新课标要求
1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。

关注与磁相关的现代技术发展。

例1 观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

2、了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。

会用磁感线描述磁场。

例2 了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。

3、会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

4、通过实验，认识安培力。

会判断安培力的方向。

会计算匀强磁场中安培力的大小。

例3 利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

例4 了解磁电式电表的结构和工作原理。

5、通过实验，认识洛仑兹力。

会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。

了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。

例5 观察阴极射线在磁场中的偏转。

例6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

6、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。

新课程学习
3.1 磁现象和磁场
★新课标要求
（一）知识与技能
1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。

关注与磁相关的现代技术发展。

2、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.
3、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。

（二）过程与方法
利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力。

（三）情感、态度与价值观
在教学中渗透物质的客观性原理。

★教学重点
磁场的物质性和基本特性。

★教学难点
磁场的物质性和基本性质。

★教学方法
类比法、实验法、比较法
★教学用具：
条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、导线和开关、电源、铁架台、投影片，多媒体辅助教学设备
★教学过程
（一）引入新课
教师：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，我们首先认识磁场。

（二）进行新课
1．磁现象
教师：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？
学生：阅读教材，思考问题。

教师：请同学们判断以下说法是否正确，说明原因。

A. 物体能够吸引轻小物体的性质叫磁性。

B. 磁铁的两端部分就是磁铁的磁极。

学生：思考，选出代表回答问题。

分析与解答：A错，带电物体也能吸引轻小物体；永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性。

B错，如果是一个球形磁体，找不到两端，但也有N、S极；磁性最强的区域就是磁极。

点评：通过是非判断，提高学生对概念的理解能力。

2、电流的磁效应
教师：电现象和磁现象之间存在着许多相似，请你举例说明。

学生：讨论，交流，发表见解：电荷存在正负、磁体存在两极；电荷间有力的作用，且同号电荷相斥，异号电荷相吸；磁体间同样有力的作用，且同名磁极相斥，异名磁极相吸。

教师：电现象和磁现象间的相似是偶然的吗？如果你是一位物理学家，你会怎样认为呢？
点评：创设问题情境，激发学生的求知欲望，引起探究的冲动。

教师：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。

教师：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“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？谈谈你的想法。

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？
学生：阅读教材。

讨论，交流，发表见解。

点评：进一步创设问题情境，激发学生的求知欲望，引起探究的冲动。

教师要让学生畅所欲言，勇于发表见解。

可能有的学生的认识比较肤浅，教师要注意保护学生的积极性。

3、磁场
教师：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？
学生：是通过磁场产生的。

教师：你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。

学生：奥斯特的电流磁效应实验说明电和磁是相互联系的。

电荷的周围存在电场，电荷间通过电场产生相互作用，那么，磁体和电流的周围必然会存在磁场，磁体间、电流和磁体间则通过磁场产生相互作用。

教师：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？
学生：有。

因为力是相互的。

演示：如图所示，通电导线与磁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。

教师指出：磁场是存在于磁体或电流周围空间的一种特殊物质。

磁体和电流的周围存在磁场，磁体间、电流和磁体间、电流和电流间的相互作用，都是通过磁场产生的。

教师：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？
学生：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。

与电场的基本性质是相似的。

（电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用）
点评：电荷之间存在相互作用的力，它不是电荷之间直接发生的，而是通过电场发生的（这一结论是从电荷间相互作用的现象结合“力是物体间的相互作用”推理得出的）。

通过类比，可以推断出“磁极间的相互作用也是通过磁场而发生的。

”磁场也具有物质性。

教师：请大家思考，悬吊着的磁针为什么会指示南北呢？
学生：说明地球的周围有磁场，地磁场对磁针产生了磁场力。

4、磁性的地球
教师：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。

（投影）图3.1-4（如图所示）
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。

教师指出：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。

（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

★课余作业
完成P86“问题与练习”的题目。

★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花，水中月。