（选修1-1）（文科）第二章 磁 场.docVIP

第二章 磁 场 Ⅰ 学习目标 知识与技能 1．了解条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线分布情况。会用磁感线、磁感应强度描述磁场。 2．知道电流周围存在磁场。知道直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线形状，会用安培定则确定磁感线的方向。 3．认识影响通电导线所受安培力大小和方向的因素。会用公式F＝BIL求安培力的大小，会用左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向。 过程与方法 1．通过收集和阅读有关电磁领域重大技术发明的资料，从历史角度体会这些技术发明对人类生活方式、社会发展所起的重要作用。例如：阐述我国古代有关磁现象的研究与发明及其对社会发展的影响。 2．通过“磁场对电流的作用”的演示实验，使学生进一步体会控制变量的科学方法。 3．对比热机和电动机的工作原理，讨论从热机到电动机的技术变革对工业发展所起的作用。 情感、态度和价值观 通过介绍奥斯特、安培、洛伦兹几位物理学家取得的成就，让学生感受物理学家们的人格美、情操美。通过“磁场对运动电荷的作用”一节的教学，让学生体会“推理—假设、—实验验证”的科学研究方法。 Ⅱ 学习指导 一、本章知识结构 二、本章重难点分析 1．地磁场 地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场称为地磁场。地磁场的北极(N极)在地理的南极附近，地磁场的南极(S极)在地理的北极附近，但两者并不完全重合，所以小磁针并非准确地指南或是指北，它们之间有个夹角称为磁偏角，参见右图。 我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“以磁石摩针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”这是世界上关于磁偏角的最早记载。由于地磁极不断变动，不同地点的磁偏角大小并不不同，同一个地点的磁偏角的大小、也随着时间的推移而不断变化。根据天文日历和北京地区的磁偏角年变率推算，开始修建元大都城的1267年的磁偏角为北偏西2.06°，今天呈现在世人面前的北京城的中轴线正是北偏西2.06°。 2．确定磁场方向的方法 将不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。 例题：右图，把小磁针放在磁场中，小磁针最终停止在哪个方向？ 解答：小磁针停在N极向上的位置。 3．电流磁场的方向 通电导线周围的磁场分布可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判断。 (1)直线电流的磁场：以导线上各点为圆心的、与导线垂直的同心圆(越靠近导线，磁感线越密)。 说明：大拇指指向电流方向，弯曲的四指指向磁感线的环绕方向。 (2)通电螺线管(环形电流)的磁场：在某种程度上，可以等效为条形磁铁周围的磁场分布。 说明：弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向螺线管内部磁感线的方向(或N极)。 例题：把一条导线(南北方向)平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。将会发生什么现象？ 分析：当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。导线下方的小磁针发生转动，说明电流周围的周围也有磁场。 答案：小磁针N极向里转，S极向外转。 例题：如图所示，在通有恒定电流的螺线管内有点P，过P点的磁感线方向是( ) A．从螺线管的N极指向S极 B．从螺线管的S极指向N极 C．静止在P点的小磁针N极指的方向 D．静止在P点的小磁针S极指的方向 分析：由安培定则判断出螺线管磁场左边是S极，边是N极，在其内部磁感线由S极指向N极，是静止在P点的小磁针N极指的方向。 答案：BC 4．安培力 在奥斯特发现电流产生磁场的两年后，安培通过实验发现磁场对电流确实有力的作用，人们把这种力称为安培力。 猜想：安培力的大小与哪些因素有关？ 演示：在实验中，电流方向与磁场方向垂直 (1)在同一位置，保持导线L不变，导体中I增大。 现象：导线摆角增大。说明：受到的安培力变大。 (2)在同一位置，保持I不变，导线L变长(多块磁铁并排放置) 现象：导线摆角增大。说明：受到的安培力变大。 精确的实验表明：F∝I、F∝L，即F∝IL。安培力的大小：F＝BIL(B⊥I时)。 例题：在下面的四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是( ) 分析：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。图A中安培力方向向上；图B中通电导线电流方向和磁场方向平行，不受安力；图C中安培力方向向下；图D中安培力的方向垂直纸面向外。 答案：A 5．洛伦兹力 电子射线管原理：从阴极发射出来的电子，在阴、阳两极的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。 观察：(1)在未加外磁场时，电子