【学案导学设计】2014-2015学年高中物理沪科版选修3-1 学案：第五章 磁场与回旋加速器（7份打包）

学案1　磁与人类文明　怎样描述磁场 [学习目标定位] 1.知道地磁场的特点，了解磁性材料.2.理解磁感线的概念并熟悉几种典型磁场的磁感线分布规律.3.理解磁通量和磁感应强度的概念，并会用磁通量和磁感应强度描述磁场． 一、我们生活在天然磁场———地磁场中 1．地球本身是一个磁体，其周围存在着磁场，地磁场的磁南极(S极)在地球的北端，磁北极(N极)在地球的南端．地磁场很弱，自由转动的小磁针能显示出地磁场的作用，这也是指南针的原理． 2．磁偏角：地磁的两极跟地理的两极并不重合，地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°，因而水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角． 二、形形色色的磁性材料 1．通过人工方法使磁性材料获得磁性，这个过程叫做磁化．磁性材料被磁化后，在一定条件下会失去磁性，这个过程叫做退磁或去磁． 2．磁化后容易退掉磁性的物质叫做软磁性材料，不容易退掉磁性的物质叫做硬磁性材料．软磁性材料适用于需要反复磁化的场合，硬磁性材料适合制造永磁铁． 三、磁场的形象描述 1．磁感线：在磁场中人为地画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点磁场方向相间．磁感线越密的地方，表示磁场越强；磁感线稀疏的地方，表示磁场弱． 2．匀强磁场： 磁感线的间距相等、相互平行且指向相同的磁场． 四、磁场的定量描述 1．磁通量 (1)定义：磁场中穿过平面的磁感线的条数叫穿过这个平面的磁通量，用字母Φ表示． (2)单位：国际制单位为韦伯，简称韦，符号是Wb. 1 Wb＝1 T·m2. 2．磁感应强度：垂直穿过某单位面积上的磁通量叫做磁感应强度．用公式表示为B＝.磁感应强度的方向与该点处磁感线的切线方向一致. 一、地磁场 [问题设计] 指南针是我国古代四大发明之一，它对人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道为什么吗？ 答案　因为地球是个大磁体，它对指南针有影响． 图1 [要点提炼] 1．地磁场 地球是一个大磁体，其周围存在的磁场叫地磁场．如图1所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近． 2．磁偏角 地磁的两极跟地理的两极并不重合，水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角． [延伸思考]　宇宙中的其他天体是否有磁场？ 答案　有些有磁场，有些没有磁场． 二、磁场的形象描述 [问题设计] 在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？ 答案　见要点提炼． [要点提炼] 1．磁感线的特点 (1)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．磁感线的疏密程度表示磁场的强弱． (2)磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线；在磁体外部，其方向从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．(3)磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在，不可认为有磁感线的地方有磁场，没有磁感线的地方没有磁场． 2．匀强磁场 磁感线的间距相等、相互平行且指向相同的磁场叫匀强磁场． 距离很近的两个异名磁极的中间区域的磁场为匀强磁场． 3．磁感线和电场线的比较 相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交． 不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线． 三、磁场的定量描述 [问题设计] 若在磁场中垂直于磁场方向有一个面积为S＝1 m2的平面，在磁场强弱不同的情况下，穿过这个平面的磁感线的条数是否相同？该结论说明了什么问题？ 答案　不相同．磁场强时磁感线密，穿过的磁感线的条数 ... ...