高中物理 人教版选修3-1 3.1-2 磁现象和磁场、磁感应强度 教学设计、教案
〔情景切入〕
我们的祖先在磁现象的发现及应用方面写下了灿烂的一页。早在战国时期就有“慈石召铁”的记载，讲的是天然磁石对铁块的吸引。指南针是我国古代的四大发明之一，对世界文明有重大影响。
磁到底是什么？指南针为什么能指明方向？磁对人类有什么作用？这一章我们就来探究磁的奥秘。
〔知识导航〕
本章研究有关磁场的产生、描述及磁场对电流和运动电荷作用的知识，安培力、洛伦兹力是磁场性质的具体体现，磁电式电流表、质谱仪和回旋加速器是安培力和洛伦兹力的具体应用。
本章在知识结构上可以分为三个单元：1～3节是第一单元，这个单元主要学习磁场基本知识、描述磁场力的性质的物理量——磁感应强度、用磁感线对几种常见磁场进行描述；第4节是第二单元，主要学习电流在磁场中受到的安培力大小的表达，和安培力方向的判断方法——左手定则，同时还有与电流受力有关的电流表的组成和工作原理。5～6节是第三单元，主要讨论磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力的大小和方向，了解电视机显像管的工作原理。
本章学习的重点：磁感应强度的概念，
磁现象的电本质；磁场对电流的作用力—安
培力；磁场对运动电荷的作用力—洛伦兹
力。
本章难点：带电粒子在磁场中运动的基
本规律以及带电粒子在电场、磁场、重力场
中的运动规律的综合应用。
〔学法指导〕
1．本章的学习可以通过与前面学过的
电场类比从而更好地理解，例如磁场与电场
类比，磁感应强度与电场强度类比，磁感线
与电场线类比，安培力、洛伦兹力与电场力
类比等。
2．要注意培养空间想象能力。磁感应
强度、电流、安培力和洛伦兹力分布在一个
立体空间，在头脑中对它们的方向构成的立
体关系要清晰，层次分明，并且还要根据需
要转化为平面内的关系。
3．要分清左右手的用法。用左手判断
安培力的方向，洛伦兹力的方向，用右手判
断电流方向，还要注意研究正负粒子在磁场
中运动的问题时，四个手指指向的区别。
4．善于利用几何关系。带电粒子的圆
周运动，关键是确定圆周的圆心，再利用洛
伦兹力提供向心力这一条件，确定圆周运动
的半径和周期，再进一步确定运动时间、偏
转角度等物理量。
1磁现象和磁场
素养目标定位
※认识磁现象，知道磁场的概念
※知道磁场是客观存在的物质，了解电流的磁效应
※了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响
,
素养思维脉络
知识点1磁现象
1．磁性
物质具有__吸引铁、钴、镍__等物质的性质叫磁性。
2．磁体
__具有磁性__的物体叫磁体。
3．磁极
磁体的各部分磁性强弱不同，__磁性最强__的区域叫磁极。
(1)任何磁体都有两个磁极，一个叫__南极(又称S极)__，另一个叫__北极(又称N极)__。
(2)同名磁极相互__排斥__，异名磁极相互__吸引__。
知识点2电流的磁效应
1．奥斯特实验
把导线沿__南北__方向放置在指向南北的磁针上方，通电时磁针发生了__转动__。
2．实验意义
奥斯特实验发现了电流的__磁效应__，即电流可以产生磁场，首先揭示了__电与磁__的联系。
知识点3磁场
1．定义
磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、__磁体和电流__之间、__电流和电流__之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场。
2．磁场的基本性质
对放入其中的__磁极__或__电流__产生力的作用。
所有与磁现象有关的相互作用，都是通过磁场发生的，可与电荷间的相互作用相类比。
3．磁场的产生
①__永磁体__周围存在磁场；②__电流__周围存在磁场——电流的磁效应。
知识点4地球的磁场
1．地磁场
地球本身是一个磁体，其周围存在的磁场叫__地磁场__。地磁场的N极位于地理__南极__附近，S极位于地理__北极__附近。地磁场很弱，但自由转动的小磁针能显示出地磁场的作用，这是__指南针__的原理。
2．磁偏角
地球的地理两极与地磁两极并__不重合__，因此，磁针并非准确地__指南__或__指北__，其间有一个交角，这就是__地磁偏角__，简称磁偏角。(如图所示)
思考辨析
『判一判』
(1)磁场看不见，摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。(×)
(2)磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的，通电导线与通电导线之间的作用是通过电场发生的。(×)
(3)磁体中各部分的磁性都是相同的。(×)
(4)地球的磁场与条形磁体的磁场相似。(√)
(5)我国古代四大发明中，涉及磁现象应用的发明是指南针。(√)
『选一选』
(2019·浙江省绍兴一中高二上学期期中)磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，如图所示，其依据是(B)
A．磁体的吸铁性
B．磁极间的相互作用规律
C．电荷间的相互作用规律
D．磁场具有方向性
解析：磁性水雷中的小磁针静止时，一端指南，一端指北，水雷不会爆炸，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，由磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，就会使水雷中的小磁针发生转动，而触发水雷发生爆炸。故B正确，ACD错误。
『想一想』
如图是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器。当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管。
(1)你能说出这种仪器的原理吗？
(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？
(3)如果把活动永磁体换成电磁铁，你认为是不是更实用呢？
解析：(1)当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，其上的活动永磁铁使固铁磁化，磁化后吸引铁磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出。
(2)由于磁铁只能吸引铁磁性物体，而易拉罐环是铝合金材料的，不是铁磁性物质，因此不能取出；而回形针是铁磁性物体，可以用此仪器取出。
(3)电磁铁的磁性强弱可以随电流的变化而变化，如果是误吞了比较重的金属，可通过调节电流大小使磁性增强，把它取出来。故使用电磁铁应更实用一些。
探究一对磁场的理解
S
思考讨论
i kao tao lun 1
如图所示，磁体间、通电导线和磁体间都可以在不接触的情况下发生作用。
(1)甲图中两磁铁作用时，悬挂的磁铁两种情况下转动的方向不同，这说明了磁极间的作用有何特点？
(2)乙图中当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动，表明电流和磁场存在什么关系？
提示：(1)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
(2)电流周围产生磁场。,
G 归纳总结
ui na zong jie
1．磁场的性质
基本性质对放入其中的磁体或电流产生磁力作用
客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质
特殊性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在，而是以一种场的形式存在
磁场的方向性磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。
(1)电现象与磁现象的联系：
①磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。
②同种电荷相互排斥，同名磁极相互排斥；异种电荷相互吸引，异名磁极相互吸引。
(2)奥斯特的实验：
①实验装置如图所示。
②实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。
③注意事项：为了排除地磁场的影响，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。
④实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。
⑤实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。
特别提醒：自然界有两种基本的物质形态：实物和场。
(1)实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。
(2)场是物质的另一种存在形态，和实物一样也是一种客观存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。
D 典例剖析
ian li pou xi
典例1以下说法中正确的是(A)
A．磁体与磁体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共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
解题指导：磁体周围有磁场，电流周围也存在磁场，磁体与磁体之间、电流与电流之间、磁体与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。
解析：电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁体与磁体间，还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力。磁场是一种特殊物质，其最基本的性质是对放入其中的磁体或电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入其中的电荷有电场力的作用，它不会对放入其中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点，正确选项为A。
〔对点训练1〕下列关于磁场的说法中正确的是(A)
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的
C．磁极与磁极间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
解析：磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，所以B、D选项错误；磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间、运动电荷之间的作用都是通过磁场发生的，不是直接发生的，故C选项错误。
探究二地球的磁场
S
思考讨论
i kao tao lun 2
信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情。可为鸽子导航的“地图”在哪儿？为什么在没有阳光的暴风雨天气或者在出现日食的日子鸽子会迷路？
提示：地球是一个大磁体，信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向。,
G 归纳总结
ui na zong jie
1．地磁场的方向
地磁场的方向并不是正南正北方向，即地磁两极与地理两极并不重合。地磁场方向与正南正北方向间有一个夹角——磁偏角。虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大。因此，一般我们认为：
(1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。
(2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北。
(3)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方。
2．地磁场的影响
由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球，因此地磁场对地球生命有保护作用。
特别提醒：地球上不同的地点地磁场的方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上，在北半球竖直向下，因此当涉及地磁场的问题时，要注意明确在地球上的位置。
D 典例剖析
ian li pou xi
典例2(2019·江苏省扬州市高二上学期物理期末)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。结合上述材料，下列说法不正确的是(C)
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．信鸽可以借助地磁场来辨别方向
解题指导：求解该题应先明确地磁场的特点及地球表面各处地磁场的方向。
解析：由《梦溪笔谈》中的记载和题中磁感线分布示意图可知，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，在两极附近地球表面的地磁场方向不与地面平行，A、B正确，C错误；信鸽体内具有某种磁性物质，可以借助地磁场辨别方向，D正确。
〔对点训练2〕若把地球磁场等效为一个条形磁铁的磁场，那么下列城市中哪个城市的地磁场最强(A
)
A．莫斯科B．新加坡
C．广州D．东京
解析：将地球等效为一个条形磁铁，越靠近两极，磁场越强，故选A
。
电场与磁场的比较
比较项目电场磁场
不同点
产生电荷周围磁体、电流、运动电荷周围
基本
性质
对放入其中的电荷有电场力
的作用
对放入其中的磁体、电流有磁场力的
作用
作用
特点
对放入其中的磁体无力的作
用
对放入其中的静止电荷无力的作用相同点
磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，都具有能
量
正确的是(D)
A．两者都是电现象B．两者都是磁现象
C．前者是电现象，后者是磁现象D．前者是磁现象，后者是电现象
解析：磁铁是靠其周围的磁场作用于小铁钉，是磁现象，摩擦过的塑料尺带上电荷，靠其周围的电场作用于毛发纸屑等物体，是电现象，D对，A、B、C错。
2磁感应强度
素养目标定位
※知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
※※理解磁感应强度的定义。并会用定义式进行有关计算
※通过实验、类比和分析，体会实验探究的思路方法
,
素养思维脉络
知识点1磁感应强度
1．概念
用来描述磁场__强弱__和__方向__的物理量叫做磁感应强度，用符号B表示。
2．方向
物理学中规定，小磁针静止时，__N极__所指的方向为该点的磁感应强度方向，简称磁场的方向。
知识点2磁感应强度的大小
1．探究影响通电导线受力的因素
(1)将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁场的方向__垂直__。
(2)控制变量法
①保持磁场中直导线的长度不变，改变电流大小，通过观察直导线__摆动角度__大小来比较磁场力大小。
②保持电流不变，改变磁场中直导线长度，通过观察直导线__摆动角度__大小来比较磁场力大小。
(3)结论：通电直导线与磁场__垂直__时，它受力大小既与导线的__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IL__成正比。
2．磁感应强度的大小
在导线与磁场垂直的最简单情况下，B＝__F
IL__。式中F为电流元IL受到的磁场力。
3．磁感应强度的单位
磁感应强度B的单位由__F、I和L__的单位决定。在国际单位制中，磁感应强度的单
位是__特斯拉__，简称__特__，符号是_T__,1T＝1N
A·m。
思考辨析
『判一判』
(1)磁感应强度方向即小磁针静止时S极所指方向。(×)
(2)虽然公式B＝F
IL是根据导线在匀强磁场中受力推导出来的，但却适用于任何磁场。
(√)
(3)从B＝F
IL可以看出，磁场的磁感应强度与导线在磁场中受的磁场力F成正比，与IL 成反比。(×)
(4)在物理学中，把很短一段通电导线叫做电流元。(×)
(5)奥斯特实验中电流给小磁针作用力，同时也可以说明小磁针给导线作用力。(√)
『选一选』
(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各量间关系的是(BC)
解析：磁感应强度B与F、I、L无关，是由磁场本身的性质决定的，故B对，D错；由F＝BIL可知，在B一定时，F与IL成正比，故A错，C对。
『想一想』
电场强度是利用电荷在电场中会受到电场力的作用这一特性定义的。小磁体放在磁场中，它的两极也会受到磁场的力的作用，为什么没有利用磁极受力这一特性来定义磁感应强度呢？
解析：因为小磁体在磁场中N极和S极都受到磁场力的作用，最终小磁体所受合力为0而达到平衡，由于无法单独测量N极或S极的受力，所以不能从磁极受力这一特性来定义磁感应强度。
探究一对磁感应强度的理解
S
思考讨论
i kao tao lun 1
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示)。磁
体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分。那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？
提示：用磁感应强度来描述磁场的强弱。,
G 归纳总结
ui na zong jie
1．定义式B＝F
IL的理解
(1)适用条件：通电导线垂直磁场放置。
(2)定义式B＝F
IL适用于任何磁场，在非匀强磁场中IL为电流元，相当于电场中的“试探电荷”。
2．磁感应强度的决定因素
磁感应强度反映磁场本身的特性，其值决定于磁场。其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系。
3．磁感应强度的方向
①小磁针静止时N极指向——磁感应强度方向。②无论小磁针是否处于静止状态，其N极受力方向是确定的——即磁感应强度方向。
4．磁场的叠加
象电场一样，磁场也服从叠加原理。如果有几个磁场同时存在，则它们的磁场互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和。
D 典例剖析
ian li pou xi
典例1(多选)关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的是(ACD)
A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度大于或等于F
IL
B．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同
C．磁感应强度B的大小，与电流元IL在磁场中所受力F的大小无关
D．在磁场中，小磁针N极的受力方向就是小磁针所处位置的磁感应强度方向解题指导：解题时应把握以下几点：
(1)磁感应强度B由磁场本身决定。
(2)电流元垂直磁场放置时B＝F
IL。
(3)小磁针N极受力方向即磁感应强度的方向。
解析：当磁场与直导线不垂直时有F 〔对点训练1〕在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为(D) A．零 B．10 T，方向竖直向上 C．0.1 T，方向竖直向下 D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向 解析：B＝F IL＝ 1.0 0.2×0.5 T＝10 T，方向不沿力的方向。 探究二磁感应强度B与电场强度E的比较 S 思考讨论 i kao tao lun 2 试探电荷放在电场中的某点，若受静电力为零，则可判断该点的电场强度为零。若电流元放在磁场中的某处，所受磁场力为零，能判断该处的磁感应强度为零吗？ 提示：一个电流元在磁场中某处受磁场力的大小与电流元和磁场方向有关，若电流元平行磁场放置，电流元不受磁场力，不能判断该处磁感应强度为零。, G 归纳总结 ui na zong jie 1．电场和磁场中物体的受力情况： (1)在电场中某一确定的位置放置一个检验电荷，该电荷受到的电场力是唯一确定的。 (2)在磁场中某一确定的位置放入一段导线，该导线受到的磁场力还与导线放置的方向及电流方向有关。 2．电场强度和磁感应强度的区别和联系： 概念 比较内容 磁感应强度B 电场强度E 物理意义描述磁场的性质描述电场的性质 定义式共同点都是用比值的形式下定义 特点 B＝F/IL，通电导线与B垂直， B与F、I、L无关 E＝F/q E与F、q无关 方共同点矢量，都遵从矢量合成法则 向 不同点 小磁针N 极的受力方向，表 示磁场方向 放入该点正电荷的受力方向，表示电场方向 特别提醒：(1)将点电荷放入电场中，F ＝qE 不需要任何条件。 (2)磁感应强度的强弱由电流受力定义，且必须垂直放置，不垂直时受力将减小，且力的大小与夹角的大小有关。 D 典例剖析 ian li pou xi 典例2 (多选)下列说法中正确的是( AC ) A ．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零 B ．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，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点电场的强弱 D ．把一小段通电导线放在磁场中某处，它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 解题指导：正确理解电场强度与磁感应强度的物理意义是解题关键。 解析：电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零，选项A 正确；但一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度不一定为零，因为如果通电导线与磁场平行放置，则作用力为零，选项B 错误；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点电场的强弱，选项C 正确；把一小段通电导线垂直放在磁场中某处，它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，选项D 错误。 〔对点训练2〕 (2019·福州市八县(市)协作校高二上学期期末)下列关于电场强度E 、磁感应强度B 的叙述正确的是( A ) A ．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力 B ．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向 C ．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向 D ．根据定义式B ＝F IL ，磁场中某点的磁感应强度B 与F 成正比，与IL 成反比 解析：根据场强的定义式E ＝F q 可知场强在数值上等于单位电荷受到的电场力，故A 正 确；电场中某点的场强方向就是正检验电荷在该点所受电场力的方向，与负检验电荷在该点所受电场力的方向相反，B 错误；磁场中小磁针N 极的受力方向表示磁场的方向，C 错误。磁感应强度是描述磁场的强弱的物理量，是由磁场本身决定的，与试探电流的大小、长度以及试探电流受到的安培力的大小都无关，D 错误。 磁场的叠加 对磁场的叠加问题，应先确定有几个磁场，搞清楚每个磁场在该处的磁感应强度的方向，然后用平行四边形定则求矢量和，磁场的方向性比重力场、静电场的方向性复杂得多，要注意培养空间想象力。 案例在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(C) A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 T C．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T 解析：各个分磁场与合磁场的关系如图所示，根据三角函数关系得tan 30°＝B e B1，即有 B1＝B e tan 30°≈8.66×10 －5 T，故A、B、D错误，C正确。 ——教学资料参考参考范本——【高中教育】最新高中物理课时跟踪检测十四我们周围的磁 现象认识磁场粤教版选修3_1 ______年______月______日 ____________________部门 1．关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是( ) A．磁感线上每一点的切线方向 B．磁铁内部N极到S极的方向 C．小磁针静止时北极所指的方向 D．小磁针北极受力的方向 解析：选B 规定磁感线上每一点的切线方向与磁场的方向相同，故A正确；磁场的方向在磁铁的内部为S极到N极的方向，磁铁的外部是N极到S极的方向，故B错误；磁场的方向的规定：小磁针静止时北极所指的方向，或小磁针的北极受力的方向，故C、D正确。 2．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( ) A．磁感线只能形象地描述各点磁场的方向 B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 C．磁感线是磁场中客观存在的线 D．磁感线总是从磁体的北极出发、到南极终止 解析：选B 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，故A错误；磁极与磁极之间、电流与电流之间、磁极与电流之间的作用力是通过磁场发生作用的，故B 正确；磁感线是一种假象的曲线，可以形象地描述磁场，故C错误；磁感线是闭合曲线，在磁体外部从N极出发进入S极，内部从S极到N 极，故D错误。 3．下列关于磁感线的叙述，正确的说法是( ) A．磁感线是磁场中确实存在的一种曲线 B．磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线 C．磁感线总是从N极指向S极 D．磁感线是由磁场中的铁屑形成的 解析：选B 磁感线是人们为了方便研究磁场而假想出来的曲线，不是客观存在的，故A错误，B正确；磁感线在磁体外部是从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，形成一个闭合曲线，C错误；磁感线可以由磁场中的铁屑形成的曲线模拟，但模拟出来的曲线并不是磁感线，因为磁感线并不存在，故D错误。 4．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( ) A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律 C．电荷间的相互作用规律 D．磁场对电流的作用原理 解析：选B 同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。当军舰接近磁性水雷时，磁体间的相互作用引起小磁针的转动，从而接通电路，引起爆炸，故B对。 5．根据安培假设的思想，认为磁场是由运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，那么由此推断，地球应该( ) A．带负电B．带正电 C．不带电D．无法确定 第三章磁场 第1节磁现象和磁场 1．磁体吸引铁质物体的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体，磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极． 2．奥斯特实验是将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动．此实验说明电流周围存在磁场． 3．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的． 4．(1)地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近． (2)地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做磁偏角 5．发现电流周围存在磁场的物理学家是() A．奥斯特B．焦耳C．张衡D．安培 答案 A 6．下列关于磁场的说法正确的是() A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用 B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态 D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无 答案AC 解析磁场虽看不见、摸不着，但其是客观存在的，不随人的意志而转移，它是一种特殊的物质形态，最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用． 7．磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用的示意图，以下正确的是() A．磁体?磁场?磁体 B．磁体?磁场?电流 C．电流?电场?电流 D．电流?磁场?电流 答案ABD 解析磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场来传递的． 【概念规律练】 知识点一磁场 1．以下说法中正确的是() 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 解析电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点．所以只有A 正确． 一、 磁场 知识要点 1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特）。 安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。） ⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁感应强度 IL F B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2 ) 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。 在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BS sinα。 地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场 高中物理新课程磁现象和磁场教学设 计案例 高中物理新课程磁现象和磁场教学设计案例 发布者：李昌茂 内容:选修3-1第三章《磁现象和磁场》(普通高中课程标准实验教科书) 教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、 研究物理问题中应有的一种思想和观点。 学生分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。 教学目标 一、知识与技能 1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 《磁现象磁场》教学设计 江苏南京29中致远校区殷发金 一、教学目标 （一）知识与技能 1．结合实例了解简单的磁现象。 2．通过实验认识磁极，知道磁极间的相互作用。 3．通过实验认识磁场。 4．知道地磁场。 （二）过程与方法 知道利用磁感线可以用来形象地描述磁场，会用磁感线描述磁体周围磁场分布状况。 （三）情感态度和价值观 了解我国古代四大发明之一的指南针，我国古代对地磁场的认识，增强民族自豪感和使命感，进一步激发学习物理的兴趣。 二、教学重难点 本节中的磁体及磁场是后面建立电磁联系了解电磁现象的基础，通过实验知道磁体周围存在磁场，虽然看不见摸不着，但它是客观存在的，这个概念比较抽象，很难从直观的角度对磁场有感兴的认识。磁场在磁体周围是实际存在的，磁极间的相互作用就是靠磁场来发生的，磁场对放入其中的磁体有力的作用。我们借助于小磁针，来了解磁体周围磁场的分布，这是通过磁场对放入其中的磁体的作用来反映磁场的，物理中有很多是利用了这种方法来研究看不见摸不着的物理量的。为了形象的表示磁体周围的磁场，可以利用磁感线来描述磁场，磁感线的引入是给磁场建立了模型，磁感线只是磁场的模型，所以磁感线在实际中是不存在的。我们利用磁感线的疏密来表示磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示磁场方向。会用磁感线来描述磁体周围的磁场，在磁体的外部磁感线从磁体的N极指向S极，磁体的磁极处磁感线较密，并且磁感线不能相交，会出常见磁体周围的磁感线，如条形磁体、U形磁体等。 重点：知道磁体周围存在磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。 难点：认识磁场的存在，用磁感线来描述磁场。 三、教学策略 可以通过实例先了解生活中的磁现象，知道磁体对含铁、钴、镍等金属的物体有吸引力，古代的指南针、现代的各种磁卡磁带都是磁体的应用。利用条形磁体吸引铁粉实验，使学生认识到磁体的磁性分布是不均匀的，磁性较强的两端叫磁极，提出两个磁极是否相同的问题。通过实验发现，当磁体悬挂自由旋转时，磁体停留的方向都是相同的，提出磁体的N、S极，通过实验得出磁极间相互作用的规律。磁体间不接触，它们的相互作用是如何发生的呢？提出磁场的猜想，如何验证磁体周围存在磁场呢？可以通过磁场的性质来研究它，磁场对放入其中的磁体会有力的作用，在磁体的周围放一些小磁针，观察小磁针静止时的指向，磁体周围磁场的方向是有规律的，从磁体的N极指向S极。为了研究磁体周围磁场的分布情况，可以在磁体周围撒一些铁粉，这些铁粉被磁化成一个个小磁体，观察铁粉的分布，为了形象的表示出磁场的分布及方向，引入磁感线的概念，根据铁粉的分布画出磁体的磁感线。最后思考指南针为什么指南？得出地球就是一个大的磁体，它的周围存在磁场，即地磁场，根据指南针的指向，判断地磁场的磁极。 四、教学资源准备 各种形状的磁体（条形磁体、U形磁体、小磁针）、细线、铁架台、小磁针若干、地球仪、铁钉、回形针、铁粉、玻璃板、磁卡、磁带、多媒体课件整合网络、实物投影等。 五、教学过程 第三章磁场 全章教学设计 全章教学内容分析 我们生活在磁的世界里，但是磁对我们来说，依然相当神秘。本章从磁现象和电流磁效应导入磁场，首先介绍了磁场的性质及描述，进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。最后介绍带电粒子在磁场中的运动。全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手，从实验中发现本质，从本质中体会应用”这一思路。 磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用，它不仅是磁场性质的重要体现，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，还是电磁感应动态分析的重要组成部分。在洛伦兹力公式的处理上，教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发，提出磁场对运动电荷有作用力的设想，然后用实验来验证，在此基础上引入洛伦兹力概念，并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。一般情况下，带电粒子在磁场中的运动比较复杂，它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动，旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。 课标要求 1．内容标准 (1)列举磁现象在生活和生产中的应用。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，及其对人类生活的影响。 (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)通过实验认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理及其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。 2．活动建议 (1)用电磁继电器安装一个自动控制电路。 (2)观察电视显像管偏转线圈的结构，讨论控制电子束偏转的原理。 知识版块及知识结构 磁场的概念→磁场的描述→磁场对通电导线的作用力→磁场对运动电荷的作用力→带电粒子在匀强磁场中的运动 知识结构图 磁场 第一节我们周围的磁现象 知识点回顾： 1、地磁场 （1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。 （3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。 2、磁性材料 （1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。 （2）按材料所含化学成分划分可分为和。 （3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。 （4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。 知识点1：磁现象 一切与磁有关的现象都可称为磁现象。磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为： （1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力； （2）利用磁体对通电线圈的作用力； （3）利用磁化现象记录信息。 知识点2：地磁场（重点） 地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。 地磁场具有这样的特点： （1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近； （2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱； （3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）拓展： 地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。 并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性 知识点3：磁性材料 磁性材料一般指铁磁性物质。按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。 易忽略点：怎样区分磁性材料 如何判断给定的物体是采用硬磁性材料还是软磁性材料是学习中容易出错的地方。解决此类问题关键有两点： 1、明确所给物体的功能和原理； 2、熟悉这两种磁性材料的特点。 《磁现象 磁场》同步练习 1. 两枚大头针的针尖被条形磁铁的S 极吸住，大头针的针帽互相排斥，这是因为 A. 两个针帽这端都是S 极，同名磁极相互排斥 B. 两个针帽这端都是N 极，同名磁极相互排斥 C. 两个针帽这端都被磁铁的N 极排斥 D. 两个针帽这端都被磁铁的S 极排斥 2. 如图中磁体两极间磁感线的画法正确的是 A. B. C. D. 3. 如图是我国早期的指南针--司南，它是把天然磁石磨成勺子 的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的东汉学者王充在 论衡中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”“柢” 指的是司南长柄，下列说法中正确的是 司南指南北是由于它受到地磁场的作用 司南长柄指的是地磁场的北极 地磁场的南极在地球地理的南极附近 司南长柄一端是磁石的北极。 A. 只有正确 B. 只有正确 C. 只有正确 D. 只有正确 4. 关于地磁场，下列说法中正确的是 A. 地磁场的 N 极在地理的南极附近 B. 北京地区地磁场的方向是指向南方的 C. 地磁场的两极与地理的两极完全重合 D. 仅在地磁场的作用下，可自由转动的小磁针静止时，N 极指向地理的南极附近 5. 如图所示，磁悬浮地球仪是利用 ______ 名磁极相互排斥的原理制成 的；转动地球仪时，底座与地球仪之间的斥力将______选填 “变 大”、“变小”或“不变”。 6. 如图甲所示一个条形磁铁摔成两段，取右边的一段靠近小 磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这处裂纹 的磁极是______ 极如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起如图甲，这两段会相互______ 选填吸引、排斥。 第三章第一节磁现象和磁场 【课前预习纲要】 【预习导学】 1、在初中我们已接触了一些磁有关的知识，生活中有哪些与磁有关的现象和应 用？ 2、磁场的基本特性是什么？ 3、磁感线的作用是什么？磁感线的方向是怎样规定的？ 4、指南针的原理是什么？ 【基础自测】 1、一根条形磁铁从中间断开后，每半段磁铁磁极的个数是（） A．一个 B．两个 C．零 D．上述三种都可能 2、下列说法中错误的是（） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来回到磁体的南极 C．磁场虽然看不见，摸不到，在磁体周围确实存在着磁场 D．磁感线是一种假想曲线，是不存在的 3、条形磁铁周围存在着磁场，在右图中能正确表示所 在点磁感线方向的小磁针是（） A.小磁针A、B B.小磁针B、C C.小磁针C、D D.小磁针A、D 4、地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确的是( ) A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的 B.地磁场的方向是与地面平行的 C.地磁场的方向是从北向南方向的 D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的 【课内学习纲要】 【要点简析】 一．磁现象 1．磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁体的这种性质叫做磁性． 2．磁体：具有磁性的物质叫磁体． 3．磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极．每个磁体都有两个磁极 4．磁体的指向性：可以在水平面上自由转动的条形磁体或小磁针静止时，总是一端指南，另一端指北；指南的磁极叫南极，用“S”表示，指北的磁极叫北 极，用“N”表示． 5．磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 6．磁化：一些物体在或的作用下会获得这种现象叫做磁化．7.像软铁之类的物质获得磁性后磁性易消失，称之为软磁体；钢获得磁性后磁性不易消失，称之为硬磁体。实验室用的永磁体应该用磁体材料。 二．磁场 1.磁场：磁体或通电导体的周围存在的一种特殊物质，能够传递磁体 与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之 间的_________。 2.基本性质：对放入其中的_____或_________产生力的作用。 3.产生： (1)磁体周围。 (2)通电导体的周围——电流的磁效应。 三、地球的磁场 1.地磁场 地球本身是一个_____，在其周围产生的磁场叫做地磁场。 2.地磁两极和地理两极的关系 地磁南极(S极)在地理____附近，地磁北极(N极)在地理___附近，二者并不重合。 【典例精析】 一、磁现象和电流的磁效应 例1：物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是( ) A.该实验必须在地球赤道上进行 B.通电直导线应该竖直放置 C.通电直导线应该水平东西方向放置 D.通电直导线应该水平南北方向放置 练习1：实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象的解释正确的是( ) A.硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁 B.硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝 C.磁体的磁性越强，能够吸引的物质种类越多 D.硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引 二、探究磁场及磁场的基本性质 例2: 下列关于磁场的说法中正确的是( ) A.磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的 B.将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用 C.磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互 作用都是通过磁场发生的 D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失 练习2：关于磁场，下列说法中正确的是( ) A.磁场和电场一样，都是客观存在的特殊物质 B.磁场对处在其中的磁体有磁场力的作用 高中物理选修3-1磁场 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是() A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线所受安培力的大小和方向无关 2.在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成 瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为() A．正东B．正西 C．正南D．正北 3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同方向如图的电 流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，则a点处磁场方向为( ) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向里 C．沿纸面由a向d D．沿纸面由a向c 4.(2012·昆明一模)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置， 导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场， 可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是() 5. （多选）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接 的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加 速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子 射出时的动能，则下列说法中正确的是( ) A．增大电场的加速电压，其他保持不变 B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变 C．减小狭缝间的距离，其他保持不变 D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变 6. （多选）长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(不计重力)，从左边极板 间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用 的方法是( ) A．使粒子的速度v< BqL 4m B．使粒子的速度v> BqL 4m C．使粒子的速度v> 5BqL 4m D．使粒子的速度 BqL 4m 第三章第1节磁现象和磁场 一、磁现象 磁性、磁体、磁极：能吸引铁质物体的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体，磁体中磁性最强的区域叫磁极。 二、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.（与电荷类比） 三、磁场 1.磁体的周围有磁场 2.奥斯特实验的启示： ——电流能够产生磁场， 运动电荷周围空间有磁场 导线南北放置 3.安培的研究：磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用。 磁场的基本性质 ①磁场对处于场中的磁体有力的作用。 ②磁场对处于场中的电流有力的作用。 第三章第3节几种常见的磁场 一、磁场的方向 物理学规定： 在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 二、图示磁场 1.磁感线——在磁场中假想出的一系列曲线 ①磁感线上任意点的切线方向与该点的磁场方向一致； （小磁针静止时N极所指的方向） ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。 2.常见磁场的磁感线 永久性磁体的磁场：条形，蹄形 直线电流的磁场 剖面图（注意“”和“×”的意思） 箭头从纸里到纸外看到的是点 从纸外到纸里看到的是叉 环形电流的磁场（安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。） 螺线管电流的磁场（安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。） 常见的图示： 磁感线的特点： 1、磁感线的疏密表示磁场的强弱 2、磁感线上的切线方向为该点的磁场方向 3、在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极 4、磁感线是闭合的曲线（与电场线不同） 5、任意两条磁感线一定不相交 6、常见磁感线是立体空间分布的 7、磁场在客观存在的，磁感线是人为画出的，实际不存在。 四、安培分子环流假说 1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。 2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释： 未被磁化的铁棒，磁化后的铁棒 永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的环形分子电流本来就排列整齐. 永磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。 3.磁现象的电本质 高二物理一轮复习 31 3.1《磁现象和磁场》教学案 磁现象和磁场 一、教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 （2）通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 (3)通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象2、过程与方法 （1）、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。 （2）、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。 （3）、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。 3、情感态度价值观 （1）、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。 （2）、通过趣味实验的演示与参与激发学生的求知欲与创新欲。 （3）、让学生在实际生活的应用中体会科学知识的价值。 三、教学重点难点[ 教学重点： 1、让学生搜索日常生活中有关此现象的用品，及简单的应用原理 2、通过实验让学生进一步体会电流的磁效应及磁场概念 教学难点： 磁场的概念（磁场概念比较抽象） 四、学情分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学 20.1 磁现象磁场基本思路：学习目标： 知识与能力： 1、认识磁性、磁极、磁体、磁化。 2、知道磁体的类型、磁性材料的分类。 3、认识此现象的应用：记录信息、磁动力。 4、知道磁体周围存在磁场。 5、知道磁感线可用来形象描述磁场，知道磁感线方向的规定。 6、知道地球周围有磁场，知道地磁的南、北级。 过程与方法：培养学生解答电学问题的良好习惯。 情感态度与价值观：知道磁在日常生活、工业生产和科研中有着重要应用。 重点：熟练掌握磁性、磁极、磁体、磁化。 突破措施：磁感线可用来形象描述磁场，知道磁感线方向的规定。利用模型 难点：通过实验活动进行掌握。 突破措施：讲解典型例题 教法：实验探究法、分析归纳法 学法指导：实验探究法、讨论法. 教具: 多媒体电脑课件等。 教学过程： 预习导学： 1、磁体上的两端，叫做磁极。让磁体自由转动，静止下来后会一端指南，这个磁极叫，又叫；另一端会指北，叫。又叫。 2、磁极间相互作用特点是：。 3、，这种现象叫磁化。 深入探究: 1、磁现象 〔演示实验〕：拿一块磁铁，分别让它去接触铁片、钢片、铜片、硬币、塑料片、纸片，发现磁铁可以吸引铁片、钢片、硬币。介绍磁铁还可以吸引金属钴。 课后练习 1、甲、乙两根钢棒，若用甲棒的一端靠近乙棒的某一端时，有吸引作用；若用甲棒的一端靠近乙棒的中部时没有吸引作用。关于这两根钢棒，以下说法中正确的是 [ ] A．甲棒没有磁性，乙棒有磁性； B．甲棒有磁性，乙棒没有磁性(1)、叫磁性； 叫做磁体。 介绍不同形状的磁体。 〔演示实验〕：将一些大头针均匀撒在讲台上，用一块磁铁去接触或靠近大头针， 发现：磁体上吸引的大头针数目较多。 (2)、磁极：。磁体有个磁极。 〔演示实验〕：用一个支架支起一个小磁针，让小磁针在平面内自由转动，发现静 止后小磁针会。多做几次，也是如此。就是根 据这个原理制造出来的。 (3)、叫南极，又叫。 叫北极，又叫。 〔演示实验〕：将一根条形磁铁甲用细线悬挂起来，另一根条形磁铁乙的N极分别 去靠近甲的N极和S极，再用乙的S极分别去靠近甲的N极和S极，观察现象可得 去结论： (4)、、。 2、磁化 〔演示实验〕：拿一根铁棒去靠近或接触大头针，会发现铁棒不能吸引大头针，然 后在铁棒的上方放一根条磁铁，在让它去靠近或接触大头针，会发现大头针 被。 ，叫做磁化。介绍一些磁化方 法。 3、有两根大头针被磁铁一端吸起，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正 确反映实际情况的是 （） 4、如图所示，一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这 四根磁针静止时N极指向画错的是（磁针的黑端表示N极） （） 板书设计： 课后反思： 高二物理第三章《磁场》 3.1《磁现象和磁场》导学案 【教学目标】磁现象、磁场、地磁场。 【教学重点、难点】磁场 教学过程： 1、天然磁石的主要成分是，现使用的磁铁多是用、、等金属或用制成的。天然磁石和人造磁铁都叫做，它们能吸引的性质叫磁性。磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指的磁极叫做南极（S极），指的磁极叫做北极（N极）。 2、自然界中的磁体总存在着个磁极，同名磁极相互，异名磁极相互。 ★3、重做奥斯特实验： 该实验说明了 该实验成功的关键 奥斯特的贡献是发现了电流的。 4、磁体与磁体之间的相互作用是通过发生的。磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用也是通过发生的。 磁体周围、电流周围都存在着磁场、所有磁作用都是通过磁场发生的，磁场和电场一样都是一种客观物质，是客观存在的，虽然看不见摸不着，但是很多磁现象感知了它的存在。 在同一空间区域，可以有几个磁场共同占有，实物做不到。 结论：磁场的基本性质： 回顾：电场的基本性质： 5、（1）地球是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫地磁场，地磁场南极在地理 极附近，地磁北极在地 理 极附近。指南 针所指的南北（磁场的 南北极）与地理上的南 北极并不完全一致，两 者之间存在着偏角，即 磁偏角。 ⑵宇宙中许多天体都有磁场。 【典型例题】 例1、奥斯特实验说明了（ ） A 、磁场的存在 B 、磁场具有方向性 C 、通电导线周围存在磁场 D 、磁体间有相互作用 例2、下列关于磁场的说法中，正确的是 ( ) A 、只有磁铁周围才存在磁场 B 、磁场是假想的，不是客观存在的 C 、磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生 D ．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用 例3、地球是个大磁场.在地球上,指南针能指南北是因为受到 的作用。人类将在本世纪登上火星。目前,火星上的磁场情况不明,如果现在登上 火星.你认为在火星上的宇航员 依靠指南针来导向吗?(填“能”、“不能” 或“不知道”) 地理北极与地磁南极地理南极与地磁北极 （精心整理，诚意制作） 高中物理选修3-1模块质量检测 第三章磁场命题人：周新艳校对人：廖燕子 一、单项选择题（本题共10小题每小题4分，共40分， 每小题只有一个答案正确） 1、关于磁场，以下说法正确的是( ) A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 2、如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力作用的是( ) 3、 如图所示为一种利用电磁原理制成的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器。当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，下列选项中正确的是（） A．当电流从a流入时，电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 B．当电流从a流入时，电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 C．当电流从b流入时，电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 D．以上说法都是错的 10、如图所示，细线下悬一带负电的小球，在竖直面内和一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C 时，摆线拉力的大小为F 1，摆球加速度大小为a 1 ；由B摆到最低点C时，摆线 拉力的大小为F 2，摆球加速度大小为a 2 ，则 （） A、F1>F2,a1=a2 B、F1 基础知识一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质 二、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向· *熟记常用的几种磁场的磁感线： 三、磁感应强度 1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。 2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度． ①表示磁场强弱的物理量．是矢量． ②大小：B=F/Il（电流方向与磁感线垂直时的公式）． ③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．（根据实验得出的） ④单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T． ⑤点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值． ⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等． ⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则. 高中物理《磁现象和磁场》优秀教案 教学设计案例分析 高中物理《磁现象和磁场》优秀教案教学设计案例分析 发布者：陈一涵 内容:选修3-1第三章《磁现象和磁场》 教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。 学生分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。 教学目标 一、知识与技能 1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。 二、过程与方法 1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各 精心整理 选修3-1磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场， A．B．C．D． 2 该 3 4 A C 5I1与I2 且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则 （A）I2受到的磁场力水平向左 （B）I1与I2产生的磁场有可能相同 （C）b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下 6．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后， 8 的长为L A B C D 9 A B C．向下偏转 D．向纸外偏转 10．通电直导线A与圆形通电导线环B固定放在同一水平面上，通有如图所示的电流，则（） A．直导线A受到的安培力大小为零 B．直导线A受到的安培力大小不为零，方向水平向右 C．导线环B受到的安培力的合力大小不为零 D．导线环B受到的安培力的合力大小不为零，其方向水平向右 11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（） A B．d C．a D．b点的磁感应强度为T 12 （） A B C D 13b两粒子，分别从A、O两点沿x轴正方向同时射入磁场，两粒子同时到达C点，此时a粒子速度恰好沿y轴负方向，粒子间作用力、重力忽略不计，则a、b粒子 A．分别带正、负电 B．运动周期之比为2：3 C2 D．质量之比为2 第1节磁现象磁场 【学习目标】 1．通过阅读书本和讨论，从而了解磁现象和相关的概念，。 2．通过实验弄清楚磁极间的相互作用规律，能通过实验研究磁场的方向，进而会用磁感线描述磁场。 3．通过阅读和讨论了解地磁场，知道地磁的南极和北极。 【学习过程】 一、新课引入： 二、独立自主学习：请同学们快速阅读P119--P122的相关内容，然后独立完成以下学习任务。 （1）磁体能够吸引。一个磁体有个磁极，它们分别是。 （2）磁极间的作用规律。 （3）磁化指。 （4）磁场是一种的特殊物质，为了描述磁场我们引出了磁感线，它是 （选填“存在”或“不存在”）的。 （5）地球周围存在着磁场，我们叫它。 请结对相互更正，然后在组内展示质疑，如果还有不清楚的地方，请其他小组来帮忙解决。 三、合作互助学习： 1．设计实验一：条形磁铁两端磁性的强弱。 现象：。 你的结论：。 2．设计实验二：磁体间的作用规律 现象：。 你的结论：。 3．设计实验三（对照课本想想做做） （1）用磁针怎样确定包着布的磁体的N极呢？说出你们的办法。 （2）把几只小磁针放在条形磁体周围不同的地方，磁针所指方向相同吗？说说你们的发现。 现象：。 你的结论：。 4．演示实验四：条形磁体、蹄性磁体的磁场分布（轻敲玻璃板观察铁屑分布） （1）根据你看到的现象，画出条形磁体、蹄性磁体的磁感线。 （2）观察课本条形磁体、蹄形磁体的磁感线的分布情况，你能归纳出磁感线的一些特点吗？ 我的归 纳：。（3）磁感线是真实存在的线吗？引入磁感线是什么研究问题的方法？ 5．实验探究：为什么小磁针静止时能指南北呢？ 让一个小磁针在水平面内自由转动，发现静止后小磁针南极指南，北极指北；再施加一个力，让小磁针在东西方向静止后放手，发现小磁针转回南北方向。 探究归纳：地球周围存在着。地球是一个巨大的磁体，所以它有两个磁极，称为和。地磁的两极与地理的两极并不重合，地磁的南极在地理的附近，地磁的北极在地理的附近；因此小磁针所指的南北方向与正南、正北有一个偏差角度，称之为，世界上最早准确记述这一现象的是我国宋代学者。 四、展示引导学习： 1．请结对子展示以上各题，然后小组长要求组员在小组内站起来讨论交流。 2．小组长派代表给大家展示，其他小组对展示的解答直接进行质疑，并分享自己的见解。3．老师对学习情况进行评价或者对内容做强调讲解。 五、评价提升学习：（请快速独立完成以下各题，然后更正打分）【高中教育】最新高中物理课时跟踪检测十四我们周围的磁现象认识磁场粤教版选修3_1
第三章磁场第1节磁现象和磁场(详细答案)
高中物理选修3-1磁场知识点及习题知识讲解
高中物理新课程磁现象和磁场教学设计案例
九年级物理《磁现象 磁场》教学设计
高中物理新课标版人教版1优秀教案磁现象和磁场
高二物理选修3-1磁场讲义汇总
九年级物理全册20.1《磁现象磁场》练习(新版)新人教版
高中物理磁现象和磁场导学案
高中物理选修3-1磁场
高中物理磁现象和磁场知识点总结
高二物理一轮复习 31 3.1《磁现象和磁场》教学案
人教版九年级物理全册20.1磁现象磁场优质教案
高中物理《磁现象和磁场》导学案
人教版高中物理选修3-13磁场
高中物理选修3-1物理磁场
高中物理磁现象和磁场优秀教案教学设计案例分析
高中物理选修磁场安培力洛伦兹力
优质九年级物理下册《第1节磁现象 磁场》教案