磁現(xiàn)象和磁場課件.ppt

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1、§3.1磁現(xiàn)象和磁場教學目標知識與技能過程與方法情感態(tài)度價值觀1．了解磁現(xiàn)象，知道磁性、磁極的概念。知道電流的磁效應(yīng)、磁極間的相互作用。知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的。知道地球具有磁性。2．利用類比法、實驗法、比較法使學生通過對磁場的客觀認識去理解磁場的客觀實在性。通過類比的學習方法，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，體現(xiàn)磁現(xiàn)象的廣泛性。二．重點與難點：電流的磁效應(yīng)和磁場概念的形成；磁現(xiàn)象的應(yīng)用。教具：多媒體投影儀、條形U形磁鐵、直導(dǎo)線、小磁針。一、磁現(xiàn)象古代人們

2、就發(fā)現(xiàn)了天然磁石吸引鐵器的現(xiàn)象。我國春秋戰(zhàn)國時期已有關(guān)于磁石的記載和描述，東漢學者王充在《論衡》書中描述的“司南”，是人們公認的最早的磁性定向工具。指南針是我國古代四大發(fā)明之一。12世紀初，我國已將指南針用于航?！，F(xiàn)代磁現(xiàn)象與日常生活科技密切相關(guān)。導(dǎo)入人們最早發(fā)現(xiàn)的天然磁石的主要成分是Fe3O4?，F(xiàn)在使用的磁體，多是用鐵、鈷、鎳等金屬或用某些氧化物制成的。天然磁石和人造磁體都叫做永磁體，它們都具有吸引鐵、鈷、鎳等金屬物體的性質(zhì)——磁性magnetism。磁體（具有磁性的物體）的各部分磁性強弱不同，磁

3、性最強的區(qū)域叫做磁極magnetiepole。能夠自由轉(zhuǎn)動的磁體，例如懸吊著的磁針，靜止時指南的磁極叫做南極（S極），指北的磁極叫做北極（N極）。磁極間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。變無磁性物體為有磁性物體叫磁化；變有磁性物體為無磁性物體叫退磁。電磁爐采用磁場感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱原理，通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場、當用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能

4、使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物。上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機場,列車加速到平穩(wěn)運行之后，速度是430公里/小時。這個速度超過了F1賽事的最高時速。磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進。列車頭的電磁體（N極）被軌道上靠前一點的電磁體（S極）所吸引，同時被軌道上稍后一點的電

5、磁體（N極）所排斥。托卡馬克磁約束裝置一類控制熱核聚變的裝置。用特殊形態(tài)的磁場把氘、氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)狀態(tài)的超高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受控制地發(fā)生大量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所蘊藏的能量。磁約束熱核聚變是當前開發(fā)聚變能源中最有希望的途徑，是等離子體物理學的一項重大應(yīng)用。二、電流的磁效應(yīng)【提出問題】電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似？電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別？為什么丹麥物理學家奧斯特相信電和磁之間存在關(guān)系？為什么之前的實驗都失敗了？奧斯特1820年4月發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)?？v

6、向力橫向作用電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似使我們猜想，兩者之間可能存在某種聯(lián)系。自然界中的磁體總存在著兩個磁極，自然界中同樣存在著兩種電荷。不僅如此，磁極之間的相互作用，與電荷之間的相互作用具有相似的特征：同名磁極或同種電荷相互排斥，異名磁極或異種電荷相互吸引。二、電流的磁效應(yīng)1731年，一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱刀叉竟然有了磁性。1751年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)萊頓瓶放電能使縫衣針磁化。也許是由于磁極不可能單獨存在，也許是磁體不會對帶電體產(chǎn)生直接影響……也許是由于其他原因，直到19世紀初，庫侖、托馬斯.楊

7、和安培等著名物理學家，都認為電與磁是互不相關(guān)的兩回事。不過，在18世紀和19世紀之交，隨著對摩擦生熱及熱機做功等現(xiàn)象認識的深化，自然界各種運動形式之間存在著相互聯(lián)系并相互轉(zhuǎn)化的思想，在哲學界和科學界逐漸形成。深受康德哲學思想影響的丹麥物理學家奧斯特相信，就像電和熱、電和光之間存在聯(lián)系一樣，電和磁之間也應(yīng)該存在聯(lián)系。奧斯特的實驗研究并非一帆風順。當時人們見到的力都沿著物體連線方向，即都是所謂“縱向力”。受到這個觀念的局限，奧斯特總是把磁針放在導(dǎo)線的延長線上，實驗均以失敗告終。1820年4月，在一次講課

8、中，他偶然地把導(dǎo)線沿南北方向放置在一個帶玻璃罩的指南針上方，通電時磁針轉(zhuǎn)動了。這個現(xiàn)象可能沒有引起聽眾的注意，但卻是奧斯特盼望已久的。他連續(xù)進行了大量的研究，同年7月發(fā)表論文，宣布發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系。為此，安培寫到：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠把他的名字和一個新紀元聯(lián)系在一起了?！狈ɡ趧t評論說：“他突然打開了科學中一個黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明”。奧斯特實驗的實驗裝置、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論：當給沿南北方向水平放置的導(dǎo)線通電時，與導(dǎo)線平行放置的小磁