《2016-2017学年高中物理第2章磁及其应用第3节电生磁的探索及价值第4节磁的应用及其意义教师用书鲁科版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理第2章磁及其应用第3节电生磁的探索及价值第4节磁的应用及其意义教师用书鲁科版选修（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节电生磁的探索及价值第4节磁的应用及其意义课标解读重点难点1.了解奥斯特发现电流磁效应的历程2.知道安培定则，能用安培定则判定电流周围磁场的磁感线方向3.了解分子电流假说，能解释生活中磁化和去磁的有关现象4.了解指南针的发展历程和对航海事业的推动作用5.了解磁记录技术的应用及其意义6.知道磁悬浮列车的基本原理，了解它作为理想交通工具所具有的优势.1.电流的磁效应，安培定则的应用磁现象的电本质，磁的应用(重点)2.磁现象电本质的理解(难点)奥斯特的伟大发现及其科学价值1.基本知识(1)哲学思想的魅力：丹麦物理学家奥斯特深受康德哲学思想的影响，坚信自然力统一，电与磁一定存在着某种联系，电一定能
2、够转化为磁(2)电生磁的探究：1820年首次实验成功：通过实验的方式得出了通电导线的周围存在着磁场，从而揭示了电与磁的内在联系2思考判断(1)法国物理学家安培深受启发，研究提出了安培定律，奠定了电动力学的基础()(2)奥斯特的发现“打开了黑暗领域的大门”()电流的磁效应1.基本知识电流的周围存在着磁场，电流磁场的方向可用安培定则来判定(1)直线电流的磁场安培定则：用右手握住通电直导线，使伸直拇指的方向与电流的方向一致，则四指弯曲的方向就是电流周围磁感线的环绕方向，如图231所示图231(2)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，伸直的拇指所指的方向就是环形载流导线中心轴
3、线上磁感线的方向，如图232所示图232(3)通电螺线管的磁场安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指的方向跟电流的方向一致，则拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向也就是说，拇指指向通电螺线管的北极如图233所示图2332思考判断(1)通电螺线管内部的磁感线的方向从N极指向S极()(2)磁感线总是由N极出发指向S极()3探究交流通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向，那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？【提示】不相同在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方向在判定通电螺线管磁感线时，四指指向电流的环绕方向，大拇指
4、指向代表螺线管内部磁感线的方向.探索磁效应产生的秘密1.基本知识(1)安培分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的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，分子的两侧相当于两个磁极如图234所示图234(2)磁现象的解释：没有磁性的物体，分子电流的取向杂乱无章，分子电流的磁性彼此抵消，总体对外不显磁性本来没有磁性的铁钉在外磁场的作用下，内部分子电流取向大致相同，内部的磁性相互抵消，两端显示出较强的磁性来形成磁极，使没有磁性的物体具有磁性的过程叫做磁化使磁体失去磁性的过程叫做消磁或去磁2思考判断(1)安培环流假说揭示了磁现象的电本质()(2)振动、高温都能使
5、得分子电流取向变得杂乱无章，使有磁性的物体消磁()磁的应用及其意义1.基本知识(1)指南针：司南是世界上最早的指南工具在司南的基础上人们进行创新，又先后制成了一些新的指南工具，如指南鱼、指南针等(2)利用磁可以记忆声音、图像和数据等信息，随着技术的发展，人们所熟知的磁记录从磁带到磁鼓、磁盘、记忆棒、磁卡等(3)磁悬浮列车主要有两种形式：常规磁铁吸引式悬浮和超导排斥式悬浮2思考判断(1)指南针自南宋开始用于航海()(2)被广泛应用的磁卡是一种磁记录介质片()安培定则与电流的磁场【问题导思】1应用什么法则判定不同电流的磁场方向？【提示】安培定则2通电螺线管内部的磁感线分布有什么特点？【提示】是匀强
6、磁场三种电流磁场的判断比较见下表直线电流磁场环形电流磁场通电螺线管的磁场特点无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱环形电流两侧分别是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，磁场最强，管外为非匀强磁场安培定则图示立体图横截面图纵截面图1图中的“”号表示磁场方向垂直纸面向里，“”号表示磁场方向垂直纸面向外2图中只是表示出了磁感线的方向，对磁感线的疏密没有具体表示3应用安培定则判定电流周围磁场的方向时，直线电流是判定导线之外磁场的方向，环形电流和通电螺线管判定的是线圈轴线上磁场的方向两根非常靠近且互相垂直的长直导线如图所示，当通以如图所示方向的
7、电流时，导线平面内两电流所产生的磁场，在哪些区域内是一致的？图235【审题指导】利用安培定则来判断【解析】通电长直导线周围的磁感线是一系列不等距同心圆，其方向由安培定则确定：如图所示：I1产生的磁场方向在其上方指向纸外，下方指向纸内；I2产生的磁场方向在其左方指向纸内，右方指向纸外，这样可以确定A、C区域两电流产生的磁场方向是一致的【答案】A、C区域中的两电流产生的磁场方向一致通电直导线周围磁场可以通过安培定则进行描述，在某些空间内如果同时存在着多个磁场，则在该区域内的磁场应该是多个磁场的矢量和，即磁场可以进行叠加1通电直导线周围的磁场，其磁场线分布和方向用图中哪个图表示最合适()【解析】由安
8、培定则可知通电直导线形成的磁场的磁感线是围绕直导线的逆时针方向的同心圆，且向外逐渐变稀，所以选项A正确【答案】A磁现象的电本质【问题导思】1磁现象的电本质是什么？【提示】一切磁场都是运动电荷产生的2磁化和退磁现象的原因是什么？【提示】分子电流的排列规律发生变化1安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流分子电流分子电流使每个物质粒子都成为微小的磁体，它的两侧是极性不同的两个磁极2利用安培分子电流假说解释磁现象(1)磁化：一般情况下物质内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的作用互相抵消，对外不显磁性，在有外加磁场的作用时，某些物质内部各分子电流的取向变得大致相同，各分子电
9、流的磁场互相叠加，对外显示较强的磁作用，在两端形成两极(2)退磁：永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的分子电流本来就排列整齐，当永磁体受到高温或猛烈的敲击时会失去磁性，这是因为激烈的热作用(或振动)使分子电流的排列又杂乱无章了对外不显磁性关于磁现象的电本质，下列说法正确的是()A磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性【审题指导】本题考查对磁现象电本质的理解【解析】安培分子电流假说从微观的角度揭示了磁铁磁性的本质，它使人们认识到，磁
10、铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的故B正确【答案】B2一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下()A软铁棒中产生了分子电流B软铁棒中分子电流消失了C软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章D软铁棒中分子电流的取向变得大致相同【解析】软铁棒中的分子电流一直存在，并不因为外界的影响而产生或消失，只是未被磁化时，内部分子电流杂乱无章，对外不显磁性，被磁化时各分子电流的取向变得大致相同，两端显示较强的磁性，故D正确【答案】D【备课资源】(教师用书独具)电磁继电器 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际
11、上是用较小的电流、较低的电压去控制较大的电流、较高的电压的一种“自动开关”故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，衔铁就会在电磁铁吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合，当线圈断电后，电磁铁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电
12、器线圈未通电 时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”.1下列说法中正确的是()A一切磁现象都源于电流或运动电荷B静止的电荷也能产生磁场C永磁体的磁场是固有的，与运动电荷或电流无关D在外磁场作用下物体内分子电流取向大致相同时物体就被磁化【解析】磁体的磁场起源于内部的分子电流，电流周围的磁场起源于运动电荷的定向移动磁体的磁场和电流的磁场一样，都源于电荷的运动故A、D选项正确【答案】AD2下列说法正确的是()A指南针S极可指正南方向B指南针N极可指正南方向C指南针最早是我国发明的D指南针是哥伦布发明的【解析】指南针的S极可以指南，但并不能指正南，与正南方向有一
13、定的磁偏角，所以选项A、B错指南针最早是由我国古代人民发明的，它的出现为哥伦布“发现新大陆”创造了必要条件，所以选项C对，选项D错【答案】C3下列应用中应该使用硬磁材料的是()A变压器的铁芯B磁带录音机的磁带C电脑软盘 D扬声器用的磁铁【解析】硬磁材料是指不容易去掉磁性的物质而变压器铁芯、磁带、软盘需要反复磁化，要用软磁性材料，故只有D正确【答案】D4如图236所示，甲图是直线电流的磁场，乙图是环形电流的磁场，丙图是通电螺线管，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向甲乙丙图236【解析】根据安培定则，可以确定甲中电流方向垂直纸面向里；乙中电流方向是逆时针；丙中磁感线方向螺线管内部向左，螺线管外部
14、由左向右【答案】见解析学业达标测评(七)(建议用时：45分钟)1如图237所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是()图237A发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质B指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础C发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础D发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来【解析】奥斯特实验，发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来【答案】D2以下情况中能比较正确地反映奥斯特实验结果的是() 【导学号：31870018】A电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向东边B电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向南边C电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边D电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向北边【解析】电流沿南北方向时，其下方小磁针才沿东西方向，没有电流或电流沿东西方向时其下方小磁针都沿南北方向，由安培定则可判定B、C项正确【答案】BC3.如图238所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当亥姆霍兹线圈
