第一篇：§3.3 幾種常見的磁場(教案)

第三節 幾種常見的磁場

教學目標

知識與技能

1、知道什么是磁感線。知道5種典型磁場的磁感線分布情況。

2、會用安培定則判斷直線電流、環形電流和通電螺線管的磁場方向。

3、知道安培分子電流假說是如何提出的，會利用安培假說解釋有關的現象。

4、理解磁現象的電本質。

5、知道磁通量定義，知道Φ =BS的適用條件，會用這一公式進行計算。過程與方法

1、通過模擬實驗體會磁感線的形狀，培養學生的空間想象能力。

2、由電流和磁鐵都能產生磁場，提出安培分子電流假說，最后都歸結為磁現象的電本質。

3、通過引入磁通量概念，使學生體會描述磁場規律的另一重要方法。情感、態度與價值觀

1、通過討論與交流，培養對物理探索的情感。

教學重點

會用安培定則判斷磁感線方向，理解安培分子電流假說。

教學難點

安培定則的靈活應用即磁通量的計算。

教學方法

類比法、實驗法、比較法

教具

條形磁鐵、直導線、環形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源

教學過程

（一）引入新課

電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？

那么什么是磁感線？又有哪些特點呢？這節課我們就來學習有關磁感線的知識。

（二）進行新課

1、磁感線

磁感線是在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向表示該點的磁場方向。

［演示］在磁場中放一塊玻璃板，在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，細鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”，輕敲玻

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璃板使鐵屑能在磁場作用下轉動。

［現象］鐵屑靜止時有規則地排列起來，顯示出磁感線的形狀。如圖3.3-1所示： ［用投影片出示條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布情況］

如圖所示：

（1）磁鐵周圍的磁感線

磁鐵外部的磁感線是從磁鐵的北極出來，進入磁鐵的南極。

磁感線是閉合曲線：磁鐵外部從北極到南極，內部是從南極到北極。［用投影片出示通電直導線周圍的磁感線分布情況］如圖3.3-2所示：

（2）通電直導線周圍的磁感線

直線電流磁場的磁感線是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上。

問題：直線電流的方向跟電的磁感線方向之間的關系如何判斷呢？

［出示投影片］直線電流的方向和電的磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。

［出示投影片］環形電流的磁場。如圖3.3-3所示：

（3）環形電流的磁感線

環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓

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右手彎曲的四指和和環形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向。

（4）通電螺線管的磁場

如圖3.3-4所示：［出示投影片］

外部的磁場：與條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極。

內部的磁場：通電螺線管內部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環繞電流的閉合曲線。

如何判斷通電螺線管的極性？

［學生回憶得］通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向。

問題：磁感線和電場線有何區別？

［教師引導學生分析得］（1）電場線是電場的形象描述，而磁感線是磁場的形象描述（2）電場線不是閉合曲線，而磁感線是閉合曲線（3）切線方向均表示方向（4）疏密程度均表示大小

電流的磁場用途很廣泛，如電磁起重機、電話、電動機、發電機以及在自動控制中得到普遍應用的電磁繼電器。

2、安培分子電流假說

磁鐵和電流都能產生磁場。通電螺線管和條形磁鐵的磁場分布十分相似，安培由此受到啟發，提出了著名的分子電流假說。

分子電流假說的內容：在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環形電流——分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極，這就是分子電流假說。

［投影片出示課本圖3.3-6］以進一步理解安培分子電流假說。

用安培假說可以解釋磁現象

讓學生閱讀課文，回答以下問題。（1）一根鐵棒在未被磁化時為什么對外界不顯磁性？（2）什么是磁化？如何去理解磁化和磁極？

（3）永磁體為什么具有磁性？為什么有時會失去磁性？（4）為什么無論把磁棒折成多小的一段，它總有兩個磁極？（5）分子電流是如何形成的？

3、勻強磁場

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實物投影課本圖3.3-

7、圖3.3-8 ①定義：如果磁場的某一區域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場。

②產生方法：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場，通電螺線管內部的磁場（除邊緣部分外）都可認為是勻強磁場。

③磁感線的特點：勻強磁場的磁感線是間距相等的平行直線。

4、磁通量

研究電磁現象時，有時需要研究穿過某一面積的磁場和它的變化，為此，物理學上引入了一個新的物理量——磁通量。（1）定義：一個面積為S的平面垂直一個磁感應強度為B的勻強磁場放置，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。（2）公式：Ф=B·S

（3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1T·1m2=1V·s（4）物理意義：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數。

注意：當平面跟磁場方向不垂直時，穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積．即Ф=B·Ssinθ，（θ為平面與磁場方向之間的夾角）（如圖所示）

將磁通量的定義式Ф=B·S變形得：B=

?，B為垂直磁場方向單位面積上的磁通量，S?反映磁場的強弱。又叫磁通密度。單位Wb/m2 課堂訓練

1、一細長的小磁針，放在一螺線管的軸線上，N極在管內，S極在管外。若此小磁針可左右自由移動，則當螺線管通以圖所示電流時，小磁針將怎樣移動？

SNSNIababII2、如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉向讀者，那么這束帶電粒子可能是_______ A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束 C.向右飛行的負離子束

D.向左飛行的負離子束

3、關于磁現象的電本質，下列說法中正確的是_______ A.磁與電緊密聯系，有磁必有電，有電必有磁

B.不管是磁體的磁場還是電流的磁場都起源于電荷的運動 C.永久磁鐵的磁性不是由運動電荷產生的

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D.根據安培假說可知，磁體內分子電流總是存在的，因此，任何磁體都不會失去磁性

作業

1、課下閱讀課本第94頁科學漫步《有趣的右螺旋》

2、完成P95“問題與練習”第1、2、3題。書面完成第4題。

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第二篇：3.3幾種常見的磁場教案

3.3、幾種常見的磁場（1.5課時）

一、教學目標

（一）知識與技能

1．知道什么叫磁感線。

2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況

3．會用安培定則判斷直線電流、環形電流和通電螺線管的磁場方向。4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現象 5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場 6．理解磁通量的概念并能進行有關計算

（二）過程與方法

通過實驗和學生動手（運用安培定則）、類比的方法加深對本節基礎知識的認識。

（三）情感態度與價值觀

1.進一步培養學生的實驗觀察、分析的能力.2.培養學生的空間想象能力.二、重點與難點：

1．會用安培定則判定直線電流、環形電流及通電螺線管的磁場方向.2．正確理解磁通量的概念并能進行有關計算

三、教具：多媒體、條形磁鐵、直導線、環形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源

四、教學過程：

（一）復習引入

要點：磁感應強度B的大小和方向。

［啟發學生思考］電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？ ［學生答］磁場可以用磁感線形象地描述.-----引入新課

（老師）類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向

（二）新課講解 【板書】1．磁感線

（1）磁感線的定義

在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。

（2）特點：

A、磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內部是從南極到北極.B、每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交。C、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小

【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們為了研究問題的方便而假想的。②區別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。2．幾種常見的磁場 【演示】

①用鐵屑模擬磁感線的演示實驗，使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。

②用投影片逐一展示:條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導線（圖3）、通電環形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)（圖5）、※輻向磁場（圖6）、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場。

（1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖

1、圖2）（2）電流的磁場與安培定則

①直線電流周圍的磁場

在引導學生分析歸納的基礎上得出

○直線電流周圍的磁感線：是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.（圖3）

○直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向.②環形電流的磁場

○環形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環形導線的閉合曲線，在環形導線的中心軸線上，磁感線和環形導線的平面垂直（圖4）。

［教師引導學生得］

○環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向.③通電螺線管的磁場.○通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極；內部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環繞電流的閉合曲線（圖5）

○通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（螺線管內部磁感線的方向）.③電流磁場（和天然磁鐵相比）的特點：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以由電流方向變換；磁場的強弱可由電流的大小來控制。

【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非常基本的內容，不掌握好，對后面的學習有很大影響。3．安培分子電流假說

（1）安培分子電流假說（P92）

對分子電流，結合環形電流產生的磁場的知識及安培定則，以便學生更容易理解“它的兩側相當于兩個磁極”，這句話；并應強調“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。（2）安培假說能夠解釋的一些問題

可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗，加深學生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。

【說明】“假說”，是用來說明某種現象但未經實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發下，經過思維發展而產生出來的。（3）磁現象的電本質：磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的．

4．勻強磁場

（1）勻強磁場：如果磁場的某一區域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。

（2）兩種情形的勻強磁場：即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場；相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時，其中間區域的磁場P92圖3.3-7，圖3.3-8。

5.磁通量

（1）定義： 磁感應強度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個面的磁通量（是重要的基本概念）。

（2）表達式：φ=BS 【注意】①對于磁通量的計算要注意條件，即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。②磁通量是標量，但有正、負之分，可舉特例說明。（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb 1Wb = 1T·m（4）磁感應強度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S

2上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m做單位（磁感應強度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m= 1N/A·m

（三）小結：對本節各知識點做簡要的小結。并要求學生課外按P93【做一做】

鞏固練習

1.如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內部磁感線方向由a→b，根據安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極.注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內、外部磁感線的分布.2.如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.電流方向為逆時針方向.（四）鞏固新課（1）復習本節內容（2）閱讀“科學漫步”

（3）指導學生完成“問題與練習”1--4

第三篇：高中物理新課標版人教版選修3-1優秀教案：3.3 幾種常見的磁場

教學設計

整體設計

教學目標

1．知識與技能

(1)知道什么是磁感線；

(2)知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環形電流和通電螺線管的磁感線分布情況；(3)利用安培定則判斷直線電流、環形電流和通電螺線管的磁場方向；(4)知道安培分子電流假說，并能解釋有關現象；(5)利用安培假說解釋有關的現象；

(6)理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場；

(7)知道磁通量的定義，知道Φ＝BS的適用條件，利用公式進行簡單計算。2．過程與方法

(1)通過模擬實驗和學生動手(運用安培定則)、類比的方法體會磁感線的形狀，培養空間想象能力；

(2)由電流和磁鐵都能產生磁場，提出安培分子電流假說，最后都歸結為磁現象的電本質；

(3)通過引入磁通量概念，使學生體會描述磁場規律的另一重要方法。3．情感、態度與價值觀

(1)通過討論與交流，培養對物理探索的情感；(2)領悟物理探索的基本思路，培養科學的價值觀。教學重點

利用安培定則判斷直線電流、環形電流及通電螺線管的磁場分布，理解安培分子電流假說。

教學難點

安培定則的靈活應用及磁通量的計算。教學方法

類比法、實驗法、比較法。教學用具

條形磁鐵、直導線、環形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源。

教學過程 導入新課

要點：磁感應強度B的大小和方向。

[啟發學生思考]電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？ 類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向。

教師：那么什么是磁感線？又有哪些特點呢？這節課我們就來學習有關磁感線的知識。推進新課

1．磁感線

問題：什么是磁感線呢？ 答：所謂磁感線是在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。

演示：在磁場中放一塊玻璃板，在玻璃板上均勻地撒一層細鐵屑，細鐵屑在磁場里被磁化成“小磁針”，輕敲玻璃板，使鐵屑能在磁場作用下轉動。

現象：鐵屑靜止時有規則地排列起來，顯示出磁感線的形狀。(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布情況，如圖所示：

條形磁鐵

蹄形磁鐵

問題：磁鐵周圍的磁感線方向如何？

答：磁鐵外部的磁感線是從磁鐵的北極出來，進入磁鐵的南極，磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內部是從南極到北極。

(2)電流的磁場與安培定則

引導學生在分析歸納的基礎上得出通電直導線周圍的磁感線分布情況，如圖所示：

直線電流的磁場

問題1：通電直導線周圍的磁感線如何分布？

問題2：直線電流周圍的磁感線分布和什么因素有關系？

問題3：直線電流的方向跟磁感線方向之間的關系如何判斷呢？ ●直線電流周圍的磁感線：是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上。(上圖甲)●直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。(上圖乙)(3)環形電流的磁場，如圖所示：

環形電流的磁場 ●環形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環形導線的閉合曲線，在環形導線的中心軸線上，磁感線和環形導線的平面垂直。(上圖甲)[教師引導學生得] ●環形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環形導線中心軸線上磁感線的方向。(上圖乙)(4)通電螺線管的磁場，如圖所示：

問題1：通電螺線管外部的磁場和什么相似？ 問題2：通電螺線管內部的磁場如何？

問題3：通電螺線管的磁感線方向和什么因素有關系？ 問題4：如何判斷通電螺線管的極性？

●通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極；內部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環繞電流的閉合曲線。(如下圖)

通電螺線管的磁場

●通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內部磁感線的方向)。

【說明】 由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非常基本的內容，不掌握好，對后面的學習有很大影響。

2．磁感線和電場線有何區別

(1)電場線是電場的形象描述，而磁感線是磁場的形象描述。(2)電場線不是閉合曲線，而磁感線是閉合曲線。

(3)電場線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁感應強度方向一致。

(4)電場線的疏密程度表示電場強度的大小。磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小。3．電流磁場和天然磁鐵相比有何特點(1)電流磁場的有無可由通斷電來控制。(2)電流磁場的極性可以由電流方向變換。(3)電流磁場的強弱可由電流的大小來控制。問題：電流的磁場有何用途？

答：電流的磁場用途很廣泛，如電磁起重機、電話、電動機、發電機以及在自動控制中得到普遍應用的電磁繼電器。

4．安培分子電流假說

磁鐵和電流都能產生磁場。它們的磁場有什么關系呢？我們已經知道，通電螺線管和條形磁鐵的磁場分布十分相似，安培由此受到啟發，提出了著名的分子電流假說。

分子電流假說的內容：在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環形電流——分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極，這就是分子電流假說。課本圖3.3－6，理解安培分子電流假說，用安培假說可以解釋磁現象。

分子電流的取向是否有規律，決定了物體對外是否顯磁性

閱讀課文，回答以下問題。

問題1：一根鐵棒在未被磁化時為什么對外界不顯磁性？

答：鐵棒未被磁化時，內部各分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外界不顯磁性。

問題2：什么是磁化？如何去理解磁化和磁極？

答：使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫磁化。在有外界磁場的作用時，某些物質內部各分子電流的取向會變得大致相同，這個過程就是磁化，這些物質被磁化后，各分子電流的磁場互相疊加，對外界顯示出較強的磁作用，在兩端形成磁極。

問題3：永磁體為什么具有磁性？

答：永磁體之所以具有磁性，是因為它內部的環形分子電流本來就排列整齊。問題4：永磁體如何失去磁性？ 答：永磁體受到高溫或猛烈的敲擊會失去磁性，這是因為在激烈的熱運動或機械振動的影響下，分子電流的取向又變得雜亂無章了。

問題5：為什么無論把磁棒折成多小的一段，它總有兩個磁極？

答：每個環形分子電流的兩個側面必定同時出現，一面相當于N極，另一面相當于S極。

總結：安培分子電流假說揭示了磁現象的電本質。問題6：分子電流是如何形成的？

答：分子電流是由原子內部電子的運動形成的。

結論：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產生的。5．勻強磁場 問題1：什么是勻強電場？勻強電場的產生條件是什么？勻強電場的電場線有何特點？ 答：在電場的某一區域，如果場強的大小和方向都相同，這個區域的電場叫做勻強電場；兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對，分別帶有等量的正負電荷，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強電場；勻強電場的電場線是距離相等的平行直線。

問題2：什么是勻強磁場？它的產生條件是什么？勻強磁場的磁感線又有什么特點？觀察課本圖3.3－

7、圖3.3－8。

甲 永磁鐵兩個平行的乙 螺線管兩部分中

異名磁極間的勻強磁場

間的磁場是勻強磁場

(1)勻強磁場的定義：如果磁場的某一區域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區域的磁場叫勻強磁場。(2)產生方法：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場、通電螺線管內部的磁場(除邊緣部分外)可認為是勻強磁場。

(3)磁感線的特點：勻強磁場的磁感線是間距相等的平行直線。6．磁通量

研究電磁現象時，有時需要研究穿過某一面積的磁場和它的變化。為此，物理學引入了一個新的物理量——磁通量。閱讀教材，說出磁通量的定義、公式、單位以及物理意義。

(1)定義：一個面積為S的平面垂直于一個磁感應強度為B的勻強磁場，則B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量。

(2)定義式：Ф＝B·S(3)單位：韋伯(Wb)，1 Wb＝1 T·1 m2

(4)物理意義：磁通量表示穿過這個面的磁感線條數。對于同一個平面，當它跟磁場方向垂直時，磁場越強，穿過它的磁感線條數越多，磁通量就越大。當它跟磁場方向平行時，沒有磁感線穿過它，則磁通量為零。注意：當平面跟磁場方向不垂直時，穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積，即Ф＝B·Ssinθ(θ為平面與磁場方向之間的夾角，如圖所示)。

Φ教師：將磁通量的定義式Ф＝B·S變形得：B＝，這個比值反映了什么意義？單位是

S⊥什么？

學生：B為垂直磁場方向單位面積上的磁通量，反映磁場的強弱。又叫磁通密度。單位Wb/m2。

7．課堂小結 8．實例探究 安培定則的應用

例1一細長的小磁針，放在一螺線管的軸線上，N極在管內，S極在管外。若此小磁針可左右自由移動，則當螺線管通以圖所示電流時，小磁針將怎樣移動？

解析：正確解題思路是：當螺線管通電后，根據右手螺旋定則判定出管內、外磁感線方向如圖所示，管內外a、b兩處磁場方向向右，管內b處磁感線分布較密，管外a處磁感線分布較稀。根據磁場力的性質知：小磁針N極在b處受力方向向右，且作用力較大；小磁針S極在a處受力向左，且作用力較小，因而小磁針所受的磁場力的合力方向向右。“同名磁極相斥、異名磁極相吸”只適合于磁體間外部相互作用的情形，適用情形存在局限性；而磁場力的性質：“磁體N極受力方向與所在處磁場方向相同”對于磁極間內部或外部作用總是普遍適用的。

答案：見解析

例2如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，并與磁針指向平行，能使小磁針的N極轉向讀者，那么這束帶電粒子可能是 ?()

A．向右飛行的正離子束 B．向左飛行的正離子束 C．向右飛行的負離子束 D．向左飛行的負離子束

解析：小磁針的N極指向讀者，說明小磁針所在處的磁場方向是指向讀者，由安培定則可確定出帶電粒子形成的電流方向向左，這向左的電流可能是向左飛行的正離子形成，也可能是向右飛行的負離子形成，故答案為B、C。

答案：BC 對安培分子電流假說的理解

例3關于磁現象的電本質，下列說法中正確的是（）A．磁與電緊密聯系，有磁必有電，有電必有磁

B．不管是磁體的磁場還是電流的磁場都起源于電荷的運動 C．永久磁鐵的磁性不是由運動電荷產生的

D．根據安培假說可知，磁體內分子電流總是存在的，因此，任何磁體都不會失去磁性 解析：磁與電是緊密聯系的，但“磁生電”“電生磁”都有一定的條件，運動的電荷產生磁場，但一個靜止的點電荷的周圍就沒有磁場，分子電流假說揭示了磁現象的電本質，磁鐵的磁場和電流的磁場一樣都是由運動電荷產生的，磁體內部只有當分子電流取向大體一致時，就顯示出磁性，當分子電流取向不一致時，就沒有磁性，所以本題的正確答案為B。

答案：B 9．作業

(1)閱讀課本第90頁科學漫步《有趣的右螺旋》。(2)完成P90練習3、4。備課資料

磁現象的電本質

1．美國科學家羅蘭的實驗

羅蘭把大量的電荷加在一個橡膠圓盤上，然后使圓盤繞中心高速轉動，在盤的附近用小磁針來檢驗運動電荷產生的磁場，結果發現小磁針果然發生了偏轉，而且改變盤的轉動方向或改變電荷的正負時，小磁針的偏轉方向也改變，磁針偏轉方向跟運動電荷所形成的電流方向間的關系同樣符合安培定則。

這個實驗證明了運動電荷確實產生磁場。2．安培分子電流假說

磁鐵的磁場是否也是由運動電荷產生的呢？法國科學家安培根據環形電流的磁場和磁鐵相似提出了著名的分子電流假說。

用安培分子電流假說解釋以下幾種現象：(1)軟鐵棒被磁化。演示：夾在鐵架臺上的軟鐵棒被條形磁鐵磁化后可以吸起大頭針。(2)磁鐵受到高溫或猛烈的敲擊為什么會失去磁性？ 讓學生自己歸納出磁現象的電本質。3．磁現象的電本質

運動的電荷(電流)產生磁場，磁場對運動的電荷(電流)產生磁場力的作用，所有的磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間通過磁場而發生的相互作用。

物質磁性的分類

1．抗磁性

當磁化強度M為負時，固體表現為抗磁性。Bi、Cu、Ag、Au等金屬具有這種性質。在外磁場中，這類磁化了的介質內部的磁感應強度小于真空中的磁感應強度M。抗磁性物質的原子(離子)的磁矩應為零，即不存在永久磁矩。當抗磁性物質放入外磁場中，外磁場使電子軌道改變，感生一個與外磁場方向相反的磁矩，表現為抗磁性。所以抗磁性來源于原子中電子軌道狀態的變化。抗磁性物質的抗磁性一般很微弱。

2．順磁性

順磁性物質的主要特征是，不論外加磁場是否存在，原子內部存在永久磁矩。但在無外加磁場時，由于順磁物質的原子做無規則的熱振動，宏觀看來，沒有磁性；在外加磁場作用下，每個原子磁矩比較規則地取向，物質顯示極弱的磁性。磁化強度與外磁場方向一致，而且嚴格地與外磁場H成正比。

順磁性物質的磁性除了與H有關外，還依賴于溫度。其磁化率H與絕對溫度T成反比。順磁性物質的磁化率一般也很小。一般含有奇數個電子的原子或分子，電子未填滿殼層的原子或離子，如過渡元素、稀土元素、鋼系元素，還有鋁鉑等金屬，都屬于順磁物質。

3．鐵磁性

－對諸如Fe、Co、Ni等物質，在室溫下磁化率可達103數量級，稱這類物質的磁性為鐵磁性。

鐵磁性物質即使在較弱的磁場內，也可得到極高的磁化強度，而且當外磁場移去后，仍可保留極強的磁性。其磁化率為正值，但當外場增大時，由于磁化強度迅速達到飽和，其H變小。

鐵磁性物質具有很強的磁性，主要起因于它們具有很強的內部交換場。鐵磁物質的交換能為正值，而且較大，使得相鄰原子的磁矩平行取向(相應于穩定狀態)，在物質內部形成許多小區域——磁疇。每個磁疇大約有1015個原子。這些原子的磁矩沿同一方向排列，假設晶體內部存在很強的稱為“分子場”的內場，“分子場”足以使每個磁疇自動磁化達飽和狀態。這種自生的磁化強度叫自發磁化強度。由于它的存在，鐵磁物質能在弱磁場下強烈地磁化。因此自發磁化是鐵磁物質的基本特征，也是鐵磁物質和順磁物質的區別所在。

鐵磁體的鐵磁性只在某一溫度以下才表現出來，超過這一溫度，由于物質內部熱騷動破壞電子自旋磁矩的平行取向，因而自發磁化強度變為0，鐵磁性消失。這一溫度稱為居里點。在居里點以上，材料表現為強順磁性，其磁化率與溫度的關系服從居里—外斯定律。

4．反鐵磁性

反鐵磁性是指由于電子自旋反向平行排列。在同一子晶格中有自發磁化強度，電子磁矩是同向排列的；在不同子晶格中，電子磁矩反向排列。兩個相鄰子晶格中自發磁化強度大小相同，方向相反，整個晶體磁化強度幾乎為0。反鐵磁性物質大都是非金屬化合物，如MnO。

不論在什么溫度下，都不能觀察到反鐵磁性物質的任何自發磁化現象，因此其宏觀特性是順磁性的，M與H處于同一方向，磁化率為正值。溫度很高時，極小；溫度降低，逐漸增大，在一定溫度時，達最大值，稱為反鐵磁性物質的居里點或尼爾點。對尼爾點存在的解釋是：在極低溫度下，由于相鄰原子的自旋完全反向，其磁矩幾乎完全抵消，故磁化率幾乎接近于0。當溫度上升時，使自旋反向的作用減弱。當溫度升至尼爾點以上時，熱騷動的影響較大，此時反鐵磁體與順磁體有相同的磁化行為。

第四篇：磁場教案

磁場教案

通過上節課的研究，我們已經對磁現象有了一定的了解，下面，請利用你們手中的小磁針辨別教室里的南北方向。看看哪面是北，哪面是南？ 指定學生回答

問題：你是怎么判斷的？

在上節課里，我們已經知道，磁體具有指向性，根據磁體的指向性，我們可以來辨別方向，指南針就是利用這個原理來工作的。

現在，我把手放在小磁針的旁邊，注意，小磁針還繼續指示南北方向嗎？放這只呢？ 問：這是為什么呢？

學生詫異，教師緩緩把手伸開，問：大家發現了什么？ 學生：發現手里有一個磁體。

教師：原來啊，就是這個磁體在作怪。

提出問題：小磁針在剛才的那個空間里能夠指示南北，但到了磁體周圍的空間里就不再指示南北了，這一現象說明磁體周圍的空間與其他的空間有所不同，那么，有什么不同呢？帶著這個問題，我們來學習今天的課程，《磁場》。板書：二 磁場

大家閱讀課本第一自然段，找出磁體周圍的空間與其他空間的不同之處！

原來啊，在磁體周圍的空間里存在著一種我們看不見，也摸不到的物質，我們叫它磁場。磁極間的相互作用，就是通過磁場施加的。磁場是真實存在，那么我們怎么就知道它是真實存在呢？請同學們思考這樣一個問題：在現實生活中風也是看不見、摸不到的，大家請看！（拿出吹風機，插上電源，吹風。）我們怎么證實有風存在呢？

（學生把一個紙條放在風口上，紙條被吹動了。）這就說明了有風存在。

由這個現象，我們可以想到：磁場雖然看不見、摸不到，但我們可以像認識風一樣借助其它物體來證實它的存在，借助什么呢？ 小磁針

是我們可以把小磁針放在磁場中，通過觀察小磁針的運動情況，來證實磁體周圍存在磁場。接下來大家做一個實驗：將條形磁體的一端靠近小磁針，觀察小磁針的運動情況.問：你們有什么發現？（詢問不同組的情況）

教師總結：有的組出現了吸引現象，有的組出現了排斥現象，總之，小磁針受到了力的作用，這就說明在磁體周圍有磁場存在.教師：那為什么是借助小磁針這種具有磁性的物體而不是其他物體呢？ 原來啊，磁場有一種基本性質

磁場的性質：磁場對放入其中的磁體有力的作用。

所以我們可以把小磁針放在磁場中，通過觀察小磁針的運動情況，來認識磁體周圍的磁場。像這種借助其它物體認識磁場的方法叫轉換法。

老師：接下來，同學們，請跟我一起用轉換法來研究磁場。請看實驗要求：（1）把不同的小磁針放在磁場中的同一個點上，仔細觀察； 老師：請同學們把你觀察到的現象說出來。

生：把不同的小磁針放在磁場中同一個點上的時候，小磁針的指向是一樣的。（2）把同一個小磁針放在磁場中不同的點，仔細觀察。

生：把同一個小磁針放在磁場中不同的點上的時候，小磁針的指向是不一樣的。

老師：同學們觀察得很認真，以上實驗說明了磁場是有方向的，物理學中把小磁針靜止時北極所指的方向定為那點的磁場方向。

通過以上研究，誰能給老師總結一下磁場方向的特點呢 學生總結結論：磁場中，同一位置磁場的方向相同

磁場中，不同位置磁場的方向相一般不同

老師：好，總結得很好，給點掌聲，接下來，同學們請思考這樣一個問題：既然磁場中各點的方向不一樣，那么我們如何把磁場中各點的方向都能很好地描繪出來呢？

生：如果在磁場中的各點都放上小磁針，那么磁場中各點的磁場方向都能很好地描繪出來。教師：很好，在磁場中的各點都放上小磁針，那么磁場中各點的磁場方向都能很好地描繪出來了。

教師：磁場是看不見，摸不到的物質，那么磁體周圍的磁場是如何分布的呢？下面，來看一個實驗。

邊說邊做：在桌面上放上一張紙，在紙的上面放上一塊條形磁鐵，在磁鐵的上面放上一塊玻璃板，在玻璃板上面，撒上一些鐵粉。輕敲玻璃板，觀察鐵粉形狀的變化）老師：同學們，你們看，這些鐵粉的形狀是不是發生了變化？ 老師：那為什么鐵粉會形成這樣的形狀呢？

學生：放在磁場中的鐵粉，它們被磁化后成了一個個的小磁體，這些小磁體之間由于同名磁極相互排斥，異名磁極之間相互吸引。所以就形成了這些美麗的圖案。

這個圖案就是條形磁體周圍磁場分布的一個平面圖，以上我們看到的是條形磁體的磁場分布，接下來，我們換用蹄形磁鐵重做實驗。（學生動手做實驗,教師展現）

師：同學們，由以上這樣的圖案大家想一想，我們怎么樣就能把這些圖案展現在書面上，用來體現磁場分布呢？

生：我們可以把圖中的這些線畫下來，用來描繪磁場。

師：這描繪出來的僅僅是磁場的形狀，可是磁場是有方向的，那又該怎么辦呢？

生：我們給這些線，畫上方向。

師：怎么畫？

學生：給這些線上標上箭頭，表示方向 教師：那這個方向該怎么標呢？

生：在這些線上，我們放上小磁針，觀察一下小磁針的指向。標出N極指向，教師：哎，那這些線就形成了一條條帶有箭頭的曲線，箭頭指向磁針N極指向，這樣就可以形象地描繪磁場了，物理學中把這樣的曲線叫做磁感線。接下來，大家試著畫出條形磁體和蹄形磁體的磁感線分布情況。課件顯示條形磁體、蹄形磁鐵的磁感線分布情況

那同名磁極、異名磁極間的磁感線分布又是怎樣的呢？大家試著把它畫一下。

教師：磁感線是為了研究磁場的方便，人為引進的一種物理模型，實際上它并不存在。大家回憶一下，在前面的學習過程中，我們曾今也學習過一種人為引進的物理模型，那它是什么呢？ 生：光線

教師：好，很好，就是光線，它也是人為引進的一種物理模型，實際上，光線并不存在。好接下來，大家縱觀磁體的磁感線分布，它有什么特點？？ 生：磁體兩極處的磁感線最密集，中間的最稀疏。生：磁性最強，中間最弱

教師：那也就是說，磁感線不僅僅可以表示磁場分布，磁場方向，還可以表示磁場強弱。除此之外，你還發現了什么？

生：磁體的磁感線總是從N極出發，回到S極。生：磁感線永不相交，生：磁感線布滿磁體周圍的整個空間,是立體的

教師：對，任何磁體的磁感線都是從N極出發，回到S極的。教師總結磁感線的特點：

教師：通過以上研究，我們發現，磁針在磁場中受力轉動是磁場的作用，那么，磁針在世界

各地都能指示南北方向又是誰的磁場在施加作用呢？ 生：地球

教師：對，就是地球，地球是一個巨大的磁體，在它周圍就有磁場，地球的磁場我們把它叫做地磁場。板書：地磁場

閱讀課本地磁場，回答以下問題 1地磁場的形狀與生命相似？

2、地磁場的方向與地理的南北極位置有什么關系？

地理的南極是地磁場的北極，地理的北極是地磁的南極，地理的南北極與地磁的南北極不重合，他們之間有偏差。

3、我國最早提出地磁場存在的科學家是誰？

第五篇：幾種常見磁場教學案例

第三節

幾種常見的磁場

☆教學目標

（一）知識與技能

1．知道什么叫磁感線。

2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況

3．會用安培定則判斷直線電流、環形電流和通電螺線管的磁場方向。4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現象 5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場 6．理解磁通量的概念并能進行有關計算

（二）過程與方法

通過實驗和學生動手（運用安培定則）、類比的方法加深對本節基礎知識的認識。

（三）情感態度與價值觀

1.進一步培養學生的實驗觀察、分析的能力.2.培養學生的空間想象能力.☆、重點與難點：

1．會用安培定則判定直線電流、環形電流及通電螺線管的磁場方向.2．正確理解磁通量的概念并能進行有關計算

☆、教具：多媒體、條形磁鐵、直導線、環形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源 ☆、教學過程：

（一）復習引入

要點：磁感應強度B的大小和方向。

1、電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？ 類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向

（二）新課講解 1．磁感線

（1）磁感線的定義 2）特點：

①引入磁感線的目的：

②磁感線是閉合曲線，其方向 ③任意兩條磁感線不相交。

④可以表示磁場的方向。⑤可以表示磁感應強度的大小。

演示：用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。注意：①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們為了研究問題的方便而假想的。

②區別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。2．幾種常見的磁場

B A

C

2、幾種常見的磁場：

1）條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線：

2）直線電流的磁場的磁感線：安培定則

Ｉ

3）環形電流的磁場的磁感線：安培定則

4）通電螺線管的磁場的磁感線

I

3、磁感線的特點

①用鐵屑模擬磁感線的演示實驗，使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。

②展示:條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導線（圖3）、通電環形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)（圖5）、※輻向磁場（圖6）。

（1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖

1、圖2）（2）電流的磁場與安培定則 總結：

①直線電流周圍的磁場及特點，方向的判定 ②環形電流的磁場及特點，方向的判定 ③通電螺線管的磁場及特點，方向的判定

④電流磁場（和天然磁鐵相比）的特點：可由通斷電來控制；極性由電流方向變換；磁場的強弱可由電流的大小來控制。

3．例題分析

例1．如圖所示，放在通電螺線內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右，試判斷電源的正負極。

例2．如圖所示，若一束電子沿y軸正方向移動，則在z軸上某點A的磁場方應該是[

] A．沿x軸的正向

B．沿x軸的負向 C．沿z軸的正向

D．沿z軸的負向

例3．在同一平面內，如圖放置六根通電導線，同以相同的電流；方向如圖，則在abcd四個面積相等的正方形區域中，指向紙外且磁感應強度最大的區域是。

例4．如果地磁場是由于地球表面帶有電荷而產生的，試問：地球表面帶何種電荷？

3．安培分子電流假說

（1）安培分子電流假說（P92）

對分子電流，結合環形電流產生的磁場的知識及安培定則，理解“它的兩側相當于兩個磁極”； “這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯系在一起”，這就是不存在磁單極的真正原因。（2）安培假說能夠解釋的一些問題

如回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗。再如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。

（3）磁現象的電本質：磁鐵和電流的磁場本質上都是電流產生的． 4．勻強磁場

（1）勻強磁場：

（2）兩種情形的勻強磁場：教材P92圖3.3-7，圖3.3-8。5.磁通量

（1）定義：

（2）表達式：φ=BS 注意①對于磁通量的計算要注意條件。

②磁通量是標量，但有正、負之分，可用磁感線來說明

③在某一面積中存在完全相反的磁場時，磁通量的計算方法。（舉例說明）（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb

1Wb = 1T·m

2（4）磁感應強度的另一種定義（磁通密度）:即B =φ/S 上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應強度的另一種單位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/A·m 6．例題分析：

試求出下圖（1--5）中的磁通量（大圓的半徑為R，小圓的半徑為r），圖6在線圈下落過程中通過線圈的磁通量如何變化

（1）φ=

（2）φ=

（3）φ=

（4）φ=

（5）φ=

（6）φ的變化情況為

（三）鞏固練習

1、放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.注意：要分清螺線管內、外部磁感線的分布與方向.2、如圖，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.