3.3 几种常见的磁场
三维目标
（一）知识与技能
1、知道什么是磁感线。2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况。 3、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
4、知道安培分子电流假说是如何提出的。 5、会利用安培假说解释有关的现象。
6、理解磁现象的电本质。7、知道磁通量定义，知道Φ =BS的适用条件，会用这一公式进行计算。
（二）过程与方法
1、通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力。
2、由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现象的电本质。
3、通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。
（三）情感、态度与价值观
1、通过讨论与交流，培养对物理探索的情感。2、领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值感。
教学重点
会用安培定则判断磁感线方向，理解安培分子电流假说。
教学难点
安培定则的灵活应用即磁通量的计算。
教学方法
类比法、实验法、比较法
教学用具：
条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源
教学过程
（一）引入新课
电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？
（磁感线）那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识。
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（二）进行新课
1、磁感线
什么是磁感线呢？学生阅读教材，回答：所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
［演示］在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。［现象］铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。如图3.3-1所示：［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况］
总结：磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极。
2．几种常见的磁场
（1）．通电直导线产生的磁场
过渡:前面我们做过通电直导线可以使小磁针发生偏转的实验，该实验说明通电直导线也可以产生磁场，那通电直导线产生的磁场怎样呢？［用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3-2所示：
总结：直线电流的方向和电流的磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
（2）环行电流的产生的磁场方向
［出示投影片］环形电流的磁场。如图课本图3.3-3所示：
总结：环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和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。
（3）通电螺线管产生的磁场方向
［出示投影片］通电螺线管的磁场。如图课本图3.3-4所示：
总结通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
磁感线和电场线的区别
（1）电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述。
（2）电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线。
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（3）电场线上每一点的切线方向都是跟该点的场强方向一致，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度方向一致。
（4）电场线的疏密程度表示电场强度的大小。磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
通电直导线、环行电流的立体图、俯视图及纵截面图见世纪金榜81页
电流磁场和天然磁铁相比有何特点？（1）电流磁场的有无可由通断电来控制。（2）电流磁场的极性可以由电流方向变换。（3）电流磁场的强弱可由电流的大小来控制。
电流的磁场用途很广泛，如电磁起重机、电话、电动机、发电机以及在自动控制中得到普遍应用的电磁继电器。
2、安培分子电流假说
过渡：磁铁和电流都能产生磁场。它们的磁场是否有什么关系呢？我么已经知道，通电螺线管和条形磁铁的磁场分布十分相似，安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。
在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，这就是分子电流假说。
［投影片出示课本图3.3-6］以进一步理解安培分子电流假说。
用安培假说可以解释磁化现象
如铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性。什么是磁化以及如何去理解磁化和磁极？使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。在有外界磁场的作用时，某些物质内部各分子电流的取向会变得大致相同，这个过程就是磁化，这些物质被磁化后，各分子电流的磁场互相叠加，对外界显示出较强的磁作用，在两端形成磁极。
解释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。
解释为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现，一面相当于N极，另一面相当于S极。
安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质
分子电流是由原子内部电子的运动形成的。
结论：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
3、匀强磁场
类比匀强电场总结匀强磁场及特点
匀强磁场
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①定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
②产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。
③磁感线的特点：匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线。
4、磁通量
过渡：研究电磁现象时，有时需要研究穿过某一面积的磁场和它的变化，为此，物理学上引入了一个新的物理量——磁通量。
阅读教材，说出磁通量的定义、公式、单位以及物理意义。
总结：
（1）定义：一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
（2）公式：Ф=B·S
（3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T·1m2=1V·s
（4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。
注意：当平面跟磁场方向不垂直时，穿过该平面的磁通量等于B与它在磁场垂直方向上的投影面积的乘积．即Ф=B·Ssinθ，（θ为平面与磁场方向之间的夹角）（如图所示）
教师：将磁通量的定义式Ф=B·S变形得：，这个比值反映了什么意义？单位是什么？ B为垂直磁场方向单位面积上的磁通量，反映磁场的强弱。又叫磁通密度。单位Wb/m2
（三）课堂总结、点评
我们这节课主要学习了磁感线、几种常见磁场以及如何判断、匀强磁场及磁通量的相关知识。
课后作业
1、课下阅读课本第94页科学漫步《有趣的右螺旋》
2、完成P95“问题与练习”第1、2、3题。书面完成第4题。
教后反思
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