几种常见的磁场教学设计

几种常见的磁场

袁会珍  鹿泉区第一中学

一．学习目标

1.通过设计实验和验证实验，描绘几种常见磁感线的分布情况，并能画出它的截面图
2．总结磁感线的特点，会用磁感线描述磁场分布
3．会依据安培定则判断电流的磁场，并指出小磁针的N极所指的方向

4.知道磁通量概念的公式表述

二．重点：根据安培定则判断电流的磁场

难点：电流磁场分布的空间特点

3．教学内容

课前环节

复习和预习：

1. 电场抽象、不可见，形象的描述电场的强弱引入了什么的图象?
2. 磁场抽象、不可见，为描述磁场强弱这个概念，能否引入图象描述磁场强弱。回顾初中知识，条形磁铁和U形磁铁周围的磁场分布是什么样的？在下方画出来.

3. 为了研究通电直导线周围的磁场分布，同学们自己设计电路，画出电路图。实验器材:电池组，导线，电键开关，长直导线，铁粉，小磁针，滑动变阻器等等。

课堂设计

（一）、电流周围的磁场

通过对比学生的设计实验：指出小磁针和铁粉的区别，另一个设疑：导线和铁粉的放置是否可以。通过看实验观察：电流的磁场是如何，用的是铁粉还是小磁针，放置是否与学生设想相同。

陈述：观察结果，指出磁场平面垂直电流平面，形成的磁场是同心圆，且中心密，边缘疏。指出磁感线的概念并板书内容。

1. 通电直导线的磁场。学生画出立体图。教师提示：铁粉板上移，是否观察到现象，指出磁场是立体分布的。

描述电流的方向和磁场方向的关系用右手螺旋定则（安培定则），内容陈述，

学生活动：伸出右手，握住电流（笔），拇指指向电流方向，四指指向磁场方向。

教师提示;空间的分布，从上向下看，能看到的情景，并在学案上展示，指出电流的指向内和向外的表示。（模具的演示）

教师提示：从前向后看，能看到的截面图.学生猜想并画出，与正确答案对比。

2.环形电流的磁场

教师提示：把直导线变弯曲，变成环形电流，请猜想电流的磁场是如何分布的？

学生猜想：仍然是同心圆，但是内侧变密，外侧疏。中心磁场应该向外。

教师给出猜测图。并提出实验验证，注意实验要求和提示。学生实验，陈述结果。

判定电流方向和磁场方向用安培定则，师生活动：用右手握住电流，四指指向电流方向，拇指指的是中心轴线上的磁场方向。

比对两个安培定则，只有两个方向，电流方向和磁场方向，利用象形的办法：导线是直线，则拇指指向电流方向；导线是曲线，则四指指向电流方向。

学生画出俯视截面图和正视截面图。

3.通电螺线管的磁场

该电流的磁场方向能判断吗？可以看成是多个环形电流的叠加。

用右手螺旋定则判断。

（1）磁极的判断

（2）周围小磁针的指向问题

并做一个练习，特别指明内部的磁针指向。

（二）、磁感线的特点

对比三种电流的磁感线总结特点。

1磁感线是假想的，不是真实的。

  2磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。

  3磁感线的疏密表示磁场的强弱

  4磁感线是闭合曲线。

  5磁感线不能相交或相切

磁感线是闭合曲线，对比初中磁铁的磁感线指出：磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极。观察蹄形磁铁的磁感线，指出匀强磁场的概念。

（三）、产生磁场的原因探究

思考和讨论：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？

提示：1.电流的周围会产生磁场，电流是怎样生成的？

2.条形磁铁内部的组成成分是什么？磁铁周围的磁场是怎样生成的呢？

3.电流和磁铁产生磁场有没有可能本质是同一种情况呢？

让学生说说自己的猜测结果，并给以肯定。提出物理学家安培的猜想。

安培分子电流假说：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

解释现象：磁化和消磁。教师解释磁化现象。学生解释消磁现象。

磁现象的电本质：磁场都是运动的电荷生成的。

引导学生体会电和磁的统一。“假说”是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的，是物理大师的直觉灵感和深入思考结合的产物，体现了物理学深刻而又简洁之美。

(四）、电流磁场的应用

学生阅读资料，体会磁场的作用

与天然磁体的磁场相比，电流磁场的强弱容易控制，因而在实际中有很多重要的应用。电磁起重机、电动机、发电机，以及在自动控制中普遍应用的电磁继电器等，都离不开电流的磁场。

近些年来，随着超导、新材料等技术的运用，人们可以较方便地获得大电流和强磁场。利用磁场与电流之间的相互作用，人们发明了磁浮列车、电磁弹射装置等。

教师活动：放一个磁悬浮赛车的视频,指出是磁场的应用，激发学生对新科技的探索欲望。或者放一个生活中能做的一些小实验，感受物理在身边。

（六）匀强磁场:

1. 定义：强弱，方向处处相同。
2. 磁感线特点：平行等距直线。学生活动：画出向下，向里的匀强磁场磁感线。
3. 产生

相隔很近的两个异名磁极之间的磁场

相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场。

（7）磁通量：

通过显示匀强磁场的模具，用一平面放置匀强磁场中，观察平面垂直磁场放入和平行磁场放入的区别。

物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。

1、定义：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，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母Φ表示磁通量。

2、在匀强磁场中，公式为

           Φ=BS⊥

       S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面

（8）拓展延伸：思考地磁场的产生原因

1. 如果把地球的磁场，想象成一个大磁铁，那么这个磁铁应该怎么放？
2. 如果把地球的磁场，想象成一个大电流，那么这个大电流应该怎么放？
3. 对地磁产生的原因至今未有定论，曾经有科学家指出，有可能是地球带电和地球自转引起的，如果这种说法成立的话，那么你认为地球赤道带什么电呢？

（九）课堂总结

学生陈述学到的内容：

教师出示PPT

1.磁感线.

2.用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向.

3.安培分子电流假说、磁化和去磁.

4.匀强磁场的概念.

(十）课堂训练

牛刀小试：在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向

4、教学反思

问题串设置不太合理。

没有学生讨论环节。没有评价环节。时间应该再节省一下。截面图说法的设置不太合理，学生理解有问题。没有学生做笔记的时间。习题没有时间练习。