人教版物理选修1-1全册教案

高二物理教案

选修1-1

（2016-2017学年度 第1学期）

任教学科：高二物理

编写时间：2016年9月

第一章 电场 电流

第一节 电荷 库仑定律

教学目标

（一）知识与技能

1．知道两种电荷及其相互作用．知道点电荷量的概念． 2．了解静电现象及其产生原因；知道原子结构,掌握电荷守恒定律 3．知道什么是元电荷．

4．掌握库仑定律，要求知道知道点电荷模型，知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行有关的计算． （二）过程与方法

2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。 3、类比质点理解点电荷，通过实验探究库仑定律并能灵活运用

（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质，认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养，认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用 重点：电荷守恒定律，库仑定律和库仑力 难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题，库仑定律的理解与应用。

课时安排 2课时

教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，多媒体课

件

教学过程：

第1节 电荷 库仑定律

（一）引入新课：

多媒体展示：闪电撕裂天空，雷霆震撼着大地。

师：在这惊心动魄的自然现象背后，蕴藏着许多物理原理，吸引了不少科学家进行探究。在科学史上，从最早发现电现象，到认识闪电本质，经历了漫长的岁月，一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节，了解我们人类对闪电的研究历史，并完成下述填空：

电闪雷鸣是自然界常见的现象，蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，直到1752年，伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。

师强调：以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电，证实了闪电与实验室中的电是相同的。

雷电是怎样形成的？（大气中冷暖气流上下急剧翻滚，相互摩擦，云层就会积聚电荷，当电荷积累到一定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电）物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应该怎样利用这些规律？这些问题正是本章要探究并做出解答的。

师：本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因，电荷守恒定律 （二）新课教学

1

复习初中知识：

师：根据初中自然的学习，用摩擦的方法可使物体带电，请举例说明。

生：用摩擦的方法。如：用丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，橡胶棒带负电。

演示实验１：先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？让学生分析两次实验现象的异同；并分析原因。

教师总结：摩擦过的物体性质有了变化，带电了或者说带了电荷。带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，能够吸引轻小物体，我们说此时物体带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。

人类从很早就认识了摩擦起电的现象，例如公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中就写下了“顿牟掇芥”一语，指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。

后来人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种：用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 一、电荷：

1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名） ①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷． ②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷．

2、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C “做一做” 验电器与静电计

为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18世纪起，人们经常使用一种叫验电器的简单装置：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一条导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出（图甲）。如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计（图乙）

问：是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔片才开始张开？解释看到的现象？ 1、摩擦起电

摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．特别是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。

实质：电子的转移．

结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．得到电子：带负电；失去电子：带正电问：摩擦起电有没有创造了电荷？

生：没有，摩擦起电是带电粒子（如电子）从一个物体转移到另一个物体。

师：很多物质都会由于摩擦而带电，是否还存在其它的使物体起电的方式？在学习新的起电方式之前，我们先来学习金属导体模型。

金属导体模型也是一个物理模型P3（动画演示） 自由电子：脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。

带正电的离子：失去电子的原子，都在自己的平衡位置上振动而不移动。 2、感应起电

2

【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，帖在下部的金属箔是闭合的。

①把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．金属箔有什么变化？

实验现象：可以看到A，B上的金属箔都张开了，表

示A，B都带上了电荷． 提出静电感应概念：

（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。

规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷（2）利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．

（3）提出问题：静电感应的原因？

带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中，导体A和B带上了等量的异种电荷．

【演示】

②如果先把C移走，金属箔又有什么变化？ 实验现象：A和B上的金属箔就会闭合．

③如果先把A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？ 实验现象：可以看到金属箔仍张开，表明A和B仍带有电荷； ④如果再让A和B接触，金属箔又有什么变化？

实验现象：金属箔就会闭合，表明他们就不再带电．这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．

问：感应起电有没有创造了电荷？

生：没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创造了电荷。

师：无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.

得出电荷守恒定律．

三、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．

师：电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。 四、元电荷

师：迄今为止，科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同，但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。

元电荷：电子所带的电荷量，用e表示。e =1.60×10电荷量是不能连续变化的物理量。

第2课时 库仑定律

提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

【演示】如图2，先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处，然后把铝箔包好的草球系在丝线下，分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正

－19

C

注意：迄今为止，发现所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，

3

电，把草球先后挂在P1、P2、P3的位置，带电小球受到A 的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。观察实验发现带电小球在P1、P2、P3 各点受到的A的作用力依次减小；再增大丝线下端带电小球的电量，观察实验发现，在同一位置小球受到的A的作用力增大了。

提问四：电荷间作用力大小跟什么有关？

答：与电荷间距离及电量多少有关，电荷的作用力随着距离的增大而减小，随着电量的增大而增大。带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向． 【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量．

师：电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想：电荷间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？也就是说，带电体间的相互作用力，会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们间距离的二次方成反比？

事实上，电荷间的作用力与引力的相似性早已此起当年一些研究者的注意，卡文迪许和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。

然而，他们也发现，引力与电荷间的力并非完全一样，而且我们上面的实验也仅仅是定性的，并不能证实我们的猜想。这一科学问题的解决是由法国学者库仑完成的。 【板书】2、库仑定律（1785年，法国物理学家．库仑）

启发与设问： 18世纪法国物理学家库仑也研究了这个问题， 1F?Q,F?2他的猜想是 r库仑在前人研究的基础上，先后克服了，困难一：电荷量的测量问题和困难二：作用力的测量问题，用实验研究了电荷之间的作用力，证实了这个猜测，并提出了以下的规律：

库仑定律：（库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认） （1）内容表述：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的方向在两个点电荷的连线上

（2）公式：F?kq1q2 2r静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理

想化模型

（3）电荷间这种相互作用叫做静电力或库仑力 【教学后记】

4

2、静电吸引轻小物体的性质应用 [1]静电除尘； [2]静电喷漆； [3]静电除尘；

（三）小结：对本节内容要点进行概括。 1.生活中常见的放电方式有： 接地放电 、 火花放电 。

2.避雷针是利用 火花放电 的原理工作的； 而验电器和静电计的上端之所以做成球形是 为了防止这一现象。

3.静电利用的三个典型事例是： 静电除尘 、 静电喷漆 、 静电复印 。

课堂后记：

避雷针在避雷

静电除尘原理

除尘后的烟囱排出水气

静电复印的原理和工作图

静电喷漆原理

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第四节 电容器

教学三维目标

（一）知识与技能

1、知道什么是电容器及常见的电容器；

2、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；

3、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关；掌握平行板电容器的结构。 （二）过程与方法

结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。 （三）情感态度与价值观

体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。 重点：掌握电容器的概念、定义式及电容器的构成。 难点：电容器的电容的简单计算 教学过程：

（一）复习前面相关知识

要点：库仑定律、电场强度、电源和电流。 （二）新课教学：

展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容 1、电容器

（1）定义：电容器是储存电荷的装置。

（2）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体作为极板，加上两极板间的电介质就构成了一个电容器。

（2）电容器的充电、放电

操作1：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。

操作2：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电. 2、电容器的应用实例

闪光灯，高压圈、交流电路的支流整流等等。 3、电容

与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U。

定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。 公式：C?Q U单位：法拉（F）还有微法（?F）和皮法（pF） 1F=10-6?F=10-12pF

（4）电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关.

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3、常用电容器（结合课本介绍）

（三）课堂练习

1、下列关于电容器的说法正确的是：

A、电容器就是一种能够储存电荷的电学装置

B、电容器是由两个相互平行的极板和加在极板中间的电介质构成的

C、电容器工作时有充电和放电两个过程，电容器的应用主要是利用这两个过程来实现 D、电容的常见单位是微法和皮法，符号是μF和pF 2、电容器常见的应用，说法正确的是：

A、照相机的闪光灯主要是利用电容器发电时产生的瞬间高压来工作的 B、除了应用在照相机上以外，电容器一般不会有什么用处 C、在交流整流电路中，电容器也有它特殊的作用

D、电容器根据电容值可以分为可变电容器和固定电容器 3、关于电容，下列说法错误的是：

A、电容就是描述电容器储存电荷本领大小的物理量 B、电容器的单位是法拉，简称法，符号是F

C、实际上法拉在生活中很难用到，主要是实际的电容太大，而法拉这个单位太小 D、电容器的电容和储存不储存电荷无关，只与自身的因素有关

课堂后记：

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第五节、电源和电流

一、教学目标

（一）知识与技能

1．让学生明确电源在直流电路中的作用，知道描述电流强弱程度的物理量---电流 2．知道电流的计算公式并会做简单的分析和计算。 （二）过程与方法

通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。 （三）情感态度与价值观

通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 三、重点与难点：

重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：电源作用的道理，电流的计算。 四、教学过程 1．电源：

【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源） 类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。 教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢? 让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B

中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。 归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置） 2．导线中的电场：

结合课本图1.5-4分析导线中的电场的分布情况。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。 3．电流（标量）

（1）概念：电荷的定向移动形成电流。

（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。

（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：I?3

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Q t（4）单位：安培（A），1 A =10mA = 10μA （5）电流的种类

① 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。

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② 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。 分析课本例题（详见课本，这里略） 4、电动势:

电源将其他形式的能量转化成电能本领大小（或叫做搬运电荷的能力的大小）就叫做电动势，符号是E，单位是伏特，符号是V. 5、课堂作业：

[1]你能说说他们的电动势么？

A、电子手表的铅锌电池； B、电子玩具的5号干电池； C、电视遥控器中的7号干电池； D、手机中的锂离子电池； E、电动车上的电源； F、摩托车打火器电源； [2]电流是怎样形成的？（叙述其过程）

[3]各种各样的电源：

6、预习下一节：电流的热效应

课堂后记：

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第二节、电流的磁场

教学目标

知识与技能： 1.知道电流周围存在磁场

2.知道通电螺线管对外相当于一个磁体

3.会用安培定则确定相应磁体的磁极和螺线管的电流方向 过程与方法： 通过探究性实验的方法培养学生比较、分析、归纳的能力 情感、态度价值观： 培养学生的学习热情和实事求是的科学态度 教学重点： 1.奥斯特实验

2.通电螺线管的磁场 3.安培定则 教学难点： 安培定则的使用

教具： 实物投影仪、奥斯特实验器材、通电螺线管 教学过程

一、电流的磁效应

说明：人类很早就留意到了电流的磁效应。例如：①一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀竟然带上了磁性②富兰克林也在实验中发现，在莱顿瓶放电后，附近的缝衣针被磁化了

说明：那么电流和磁场之间有什么关系吗？19 世纪，随着对摩擦生热等现象认识的深人，人们逐步相信自然界各种运动之间存在着广泛联系。除了表面上的一些相似性之外，电和磁之间是否还存在着更深刻的联系？一些科学家相信．答案是肯定的，在实验中寻找这种联系，就成为他们的探索目标。后来，丹麦物理学家奥斯特首先获得成功。1820 年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，就好像磁针受到磁铁的作用一样。这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应

问：既然电流能够产生磁场，那么电流的方向和磁场的方向之间是否存在什么关系呢？演示实验

实验仪器：直导线、硬纸板、细铁屑、直流电源 实验过程：①使直导线穿过一块硬纸板 ②给导线通电

③在硬纸板上均匀地撒一层细铁屑

④轻敲硬纸板

⑤观察细铁屑的排列情况，以得到电流的方向和磁场的方向之间的关系

说明：以安培为代表的法国科学家经过长期实验，总结了直线电流和磁场方向之间的关系，得出了安培定则，具体内容是：右手握住导线，伸直的拇指的方向代表电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向

问：直线电流的磁场可以用什么图形表示？（一系列的同心圆） 问：这些同心圆有何特征？（内紧外松） 演示实验

实验仪器：环形导线、硬纸板、直流电源、细铁屑 实验过程：①把环形导线穿过硬纸板 ②给导线通电

③在硬纸板上均匀地撒一层细铁屑

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④轻敲硬纸板

⑤观察细铁屑的排列情况，以得到电流的方向和磁场的方向之间的关系

说明：以安培为代表的法国科学家经过长期实验，总结了环形电流和磁场方向之间的关系，右手握住环形导线．弯曲的四指所指的方向代表电流的方向，拇指所指的方向就是圆环中心周线上的磁感线的方向

问：螺线管可以看成由多个环形导线组成，那通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间有怎样的关系呢？（右手握住螺线管．弯曲的四指所指的方向代表电流的方向，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向

说明：通电螺线管外部的磁场与条形磁体十分相似，如果把它看做一个条形磁体，那如何判断螺线管的N极？（拇指的指向是条形磁体的N 极） 第二节、电流的磁场 一、电流的磁效应 直线电流

安培定则：右手握住导线，伸直的拇指的方向代表电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 环形电流

右手握住环形导线,弯曲的四指所指的方向代表电流的方向，拇指所指的方向就是圆环中心周线上的磁感线的方向 螺线管

右手握住螺线管，弯曲的四指所指的方向代表电流的方向，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向

课堂后记：

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第三节 磁场对通电导线的作用

教学目标： (一)知识与技能

1、知道什么是安培力，掌握分析安培力的方法

2、理解磁感应强度B的定义式物理意义，知道磁感应强度的单位是特斯拉。知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小。 3、会用Ｆ＝ＢＩＬ进行安培力的简单计算。

4、了解电动机的工作原理。知道电动机在生产、生活中的应用。 （二）过程与方法

1、 通过演示磁场对电流的作用的实验，使学生进一步掌握控制变量法

2、 通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生

空间想象能力 （三）情感与价值

通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志，让学生感受物理学家们的人格没、情操美

教学重点：磁感应强度的理解、安培力公式应用、左手定则的应用 教学难点：磁感应强度的理解、左手定则的应用 教具：电磁现象演示仪 教学过程：

〔引入新课〕

磁场不仅具有方向，而且也具有强弱，为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。怎样的物理量能够起到这样的作用呢？

我们联想一下描述电场强度和方向的物理量——电场强度是怎样定义的。它是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受电场力与检验电荷电量的比值来定义的。 〔新课教学〕

用类似的方法可以定义描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。 一、 磁感应强度Ｂ

在奥斯特发现电流产生磁场的二年后，安培通过实验发现磁场对电流确有力的作用，我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：受到的安培力越大

２）在同一位置，保持Ｉ不变，导线

Ｌ变长（用多匝线圈代替） 现象：导线摆角增大 说明：受到的安培力越大

精确的实验表明：Ｆ∝Ｌ、Ｆ∝Ｉ，即Ｆ∝ＩＬ 安培力的大小：Ｆ＝ＢＩＬ（Ｂ⊥Ｉ）B?FIL

１．磁感应强度：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力Ｆ跟电流Ｉ和导线长

度Ｌ的乘积ＩＬ的比值。

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２．定义式：B?FILN 单位：Ｔ 1T?1A· m在不同蹄形磁铁的磁场中，将会发现：在同一磁场中，不管Ｉ、Ｌ怎样改变，比值Ｂ总

是确定的。但在不同的磁场中，Ｂ值一般是不同的。如同电场强度的定义式，Ｅ的大小由电场本身决定，与检验电荷无关；Ｂ也是由磁场本身决定，与放入的导线无关。 在蹄形磁铁中，磁铁两极的磁场强度可以看作处处相同，但并不是所有的磁场都是均匀分布的，一般离磁体越近，磁场的强度会增大。我们在研究非均匀分布的磁场时，可以想像把导线变得很短，Ｂ就是导线所在处的磁感应强度。 ３．B是矢量，某点磁场的方向就定义为该点的磁感应强度方向。

在磁场中用磁感线可以表示磁感应强度的大小和方向。 切线方向为Ｂ的方向，疏密程度反映Ｂ的大小。 4. 匀强磁场: Ｂ的大小和方向处处相同。

产生方法：相距很近的两异名磁极间的磁场、通电螺线管内部的磁场。（边缘除外） 二、安培力

１．大小：Ｆ＝ＢＩＬ

２．适用条件：１）通电导线与磁场方向垂直，即Ｂ⊥Ｉ

２）匀强磁场或非匀强磁场中很短的通电导线

说明：１）安培力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该

点的电场力方向要么相同，要么相反。电流在磁场受到的安培力与电流在磁场中放置的位置有关。

２）公式中的Ｌ可以理解为有效的长度。（与Ｂ垂直为有效） 当Ｂ∥Ｉ，Ｌ＝０，Ｆ＝０ 当Ｂ⊥Ｉ，Ｆｍａｘ＝ＢＩＬ

当Ｂ与Ｉ成θ，Ｌ在与Ｂ垂直方向的投影为Ｌsinθ，Ｆ＝ＢＩＬsinθ

例：磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度为2.5Ａ，导线长1ｃｍ，它

受到的安培力为5×10-2Ｎ，则这个位置的磁感应强度是多大？

思考：若把通电导线中的电流增大到5Ａ时，该点的磁感应强度是多大？安培力Ｆ是多大？

思考：如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场？ ３．安培力的方向： Ｆ⊥Ｉ同时Ｆ⊥Ｂ，Ｆ垂直Ｂ、Ｉ所在的平面。

演示：将上面的实验中，磁极方向改变，则导线运动的方向改变；将电流的方向改变，导线

运动的方向也改变。

说明：安培力的方向与磁场的方向、电流的方向有关。

实验表明：安培力的方向既跟磁场方向垂直，也跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向

总是垂直磁感线和通电导线所在的平面。

左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把

手放入磁场中，让磁感线垂直手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

例：判断下列各图中安培力的方向。

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思考：同向电流间的安培力方向怎样用左手定则判断？

思考：两个通电的环形电流平行放置时，它们之间的安培力是否有更好的方法来判断呢？ 小结：电流在磁场中的安培力可以用两种方法判断：

１）通电直导线的受力一般用左手定则；

２）环形电流、螺线管等效为小磁针，用磁针的Ｎ极指向为磁场方向来判断。 三、电动机

在磁场中，通电线圈受到安培力的作用，发生扭转。如果给线圈通以方向合适的电流，就可以使线圈转动起来。我们使用的电动机就是利用安培力来工作的。现在，电动机广泛应用在工厂、办公室、家庭里。

各种电动机都有定子和转子。定子是电动机中固定不动的部分，可以是线圈，也可以是磁体；转子是电动机中转动的部分；线圈嵌在硅钢片的槽中。直流电动机中还有电刷和整流子，可以将电流持续地提供给线圈，并适时地改变流入线圈的电流方向，它们能使转子按一个方向持续地旋转。直流电动机广泛地使用在电动剃须刀、录音机、录像机、计算机、电动玩具、电力机车、电子钟表上，大功率的直流电动机使用在电车、高速电梯上。 作业：问题与练习1--4

课堂后记：

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第四节 磁场对运动电荷的作用

教学目标：

(一)知识与技能

1、 道什么是洛仑兹力。知道影响洛仑兹力方向的因素。

2、 会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的问题。 3、 了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。 （二）过程与方法

由通过电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛伦兹力的过程，培养学生的迁移能力 （三）情感与价值

通过本节教学，培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育 教学重点：左手定则的应用 教学难点：左手定则的应用

教具：电子射线管、电源、磁铁。 教学过程：

〔引入新课〕

例：如图所示，AB导体杆的两端用细线悬挂于竖直向下的匀强磁场中。已知磁感应强度Ｂ

＝0.04T，导线长Ｌ＝0.1ｍ，问： １） 当开关断开时，导体杆处于什么状态？ ２） 若开关闭合，且电流Ｉ＝１Ａ，则通电直

导线受到安培力多大？方向如何？

思考：安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开

关系到导体杆是否受到安培力。开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？ 开关闭合后，AB中有电流，电流的本质是定向移动的电荷。

猜想：是不是运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用，安培力是大量运动电荷所受到的磁场

力的宏观体现呢？

证明的方法：实验。实验目的是检验我们的猜测。因此，必须先提供运动电荷和磁场。此外，

如何显示带电粒子的运动也是需要认真考虑的问题。

介绍电子射线管原理：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。

演示：１）在没有外磁场时，电子束沿直线运动。

２）将蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 结论：磁场对运动电荷有力的作用。

〔新课教学〕

磁场对运动电荷有力的作用，这个力叫做洛仑兹力。 一、 洛仑兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力。

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通电导线在磁场中受到的安培力是洛仑兹力的宏观表现。 二、 洛仑兹力的方向

思考：１）判定图中导线受到的安培力方向？（向下）

２）电流方向与电荷运动方向的关系？

（正电荷运动方向与Ｉ一致，负电荷运动方 向与Ｉ相反）

３）安培力的方向与洛仑兹力方向的关系？（一致）

４）电荷运动方向、磁场运动方向、洛仑兹力方向的关系？

左手定则：磁感线穿过手掌心；

四指指向：与正电荷运动方向一致，与负电荷运动方向相反 大拇指指向：洛仑兹力的方向。

练习：判定图中带电粒子所受洛仑兹力的方向。

三、 电子束的偏转 四、显像管的工作原理 练习：

７

１． 已知一质子以５×10m/s的速度垂直射人B＝2T的匀强磁场中，求质子受

到的洛仑兹力为多大？

2． 依运动轨迹，判定图中带电粒子的电性。

小结：安培力是洛仑兹力的宏观表现，所以两者在大小和方向上很大的联系，洛仑兹力的大

小和方向都可以通过安培力来推导。但两者在受力物体上是有区别的。要注意洛仑兹力对微观的粒子不做功，并不表示安培力对宏观的导线不做功。 作业：问题与练习1--3

课堂后记：

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第五节、磁性材料

教学目标：

1、了解磁化与退磁的概念。 2、了解磁性材料及其应用 教学重点：磁化和退磁的概念 教学难点：磁化和退磁的概念 教具：多媒体 教学过程： 一、磁化和退磁

说明：缝衣针、螺丝刀等钢铁物体，与磁铁接触后就会显示出磁性，我们把钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象称之为磁化

说明：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会失去磁性，这种现象叫做退磁

说明：铁、钴、镍以及它们的合金．还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质，也叫强磁性物质

问：为什么铁磁性物质磁化后能有很强的磁性？（铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，物质是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成，电子绕核旋转，这就相当于一个小磁体，称之为磁畴，磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，各个磁畴的作用在宏观上互相抵消，物体对外不显磁性。磁化过程中，由于外磁场的影响，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强。这个过程就是磁化的过程，高温下，磁性材料的磁畴会被破坏．在受到剧烈震动时，磁畴的排列会被打乱，这些悄况下材料都会产生退磁现象。有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁．这样的材料叫做硬磁性材料。有的铁磁性材料，外磁场撤去以后，磁畴的磁化的方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料。永磁体要有很强的剩磁，所以要用硬磁性材料制造．电磁铁要在通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造。） 二、磁性材料的发展 阅读 三、磁记录 阅读

四、地球磁场留下的记录 阅读

第五节、磁性材料 一、磁化和退磁

1、磁化：钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象

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2、退磁：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会失去磁性

3、铁磁性物质（强磁性物质）：铁、钴、镍以及它们的合金．还有一些氧化物，磁化后的磁性比较强

4、磁化和退磁解释：物质是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成，电子绕核旋转，这就相当于一个小磁体，称之为磁畴，磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，各个磁畴的作用在宏观上互相抵消，物体对外不显磁性。磁化过程中，由于外磁场的影响，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强。这个过程就是磁化的过程，高温下，磁性材料的磁畴会被破坏．在受到剧烈震动时，磁畴的排列会被打乱，这些悄况下材料都会产生退磁现象

5、硬磁性材料：磁化后撤去外磁场，物体具有很强的剩磁

软磁性材料：磁化后磁畴的磁化的方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁 二、磁性材料的发展 三、磁记录

四、地球磁场留下的记录 作业：问题与练习1、2

课堂后记：

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第三章 电磁感应

第一节、电磁感应现象

教学目标： 知识与技能

1、收集有关物理学史资料，了解电磁感应现象发现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神

2、知道磁通量，会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小 3、通过实验，了解感应电流的产生条件 过程与方法

通过试验的观察和分析，培养学生运用所学知识，分析问题、解决问题的能力。 情感态度与价值观

使学生认识：“从个性中发现共性，再从共性中理解个性，从现象认识本质以及事物有普遍联系”的辩证唯物主义观点。 教学重点：感应电流的产生条件 教学难点：磁通量的理解

教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B

教学过程： 一、划时代的发现

说明：1820 年奥斯特发现了电流磁效应，说明电流能够产生磁场，人们很自然地思考，能不能根据磁来产生电呢，为此很多科学家做出了很多的尝试，其中最著名的科学家就是法拉第，他进行了长达10 年的艰苦探索。最初，法拉第认为．很强的磁铁或很强的电流可能会在邻近的闭合导线中感应出电流。他做了多次尝试，经历了一次次失败，都没有得到预想的结果。但是，法拉第坚信：电与磁有联系，电流能产生磁场，磁场也就一定能产生电流。在这些信念的支持下，1 831 年他终于发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。 二、电磁感应现象

问：什么是电磁感应现象？（闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流）

三、电磁感应的产生条件

说明：在什么条件下能够产生电磁感应？要产生感应电流的前提条件线圈当然要是闭合线圈，

那还有什么条件呢？请看下面的实验

说明：为了说明产生电磁感应的条件．要用到一个物理盘－－磁通量。什么是磁通量？我们可以

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用“穿过一个闭合电路的磁感线的多少”来形象地理解：“穿过这个闭合电路的磁通量” 思考与讨论：P47、思考与讨论 磁通量发生变化 演示实脸

实验仪器：磁铁、螺线管、电流表 实验过程：①将螺线管和电流表连接

②N极插入线圈的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？ N极停在线圈中，观察指针有没有偏转？如何偏转？

N极从线圈中抽出的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？ S极插入线圈的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？ S极停在线圈中，观察指针有没有偏转？如何偏转？

S极从线圈中抽出的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？ 问：N极在插入线圈的过程中，磁通量是否发生变化？（变化） N极停在线圈中，磁通量是否发生变化？（不变化） N极从线圈中抽出的过程中，磁通量是否发生变化？（变化） S极在插入线圈的过程中，磁通量是否发生变化？（变化） S极停在线圈中，磁通量是否发生变化？（不变化） S极从线圈中抽出的过程中，磁通量是否发生变化？（变化） 演示实脸

实验仪器：学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B、电流表

实验过程：①将小螺线管A套在大螺线管B中；将大螺线管B和电流表连接；将学生电源、 电键、滑动变阻器、小螺线管A连接

②开关闭合的瞬间，观察指针有没有偏转？如何偏转？ 开关断开的瞬间，观察指针有没有偏转？如何偏转？

开关总是闭合的，滑动变限器也不动，观察指针有没有偏转？如何偏转？ 开关总是闭含的，但迅速移动滑动变阻器的滑片，观察指针有没有偏转？如何偏转？

问：归纳以上的实验，你能得出什么结论？

（产生感应电流的条件是①闭合线圈②磁通量发生 变化。大量 实验事实表明：只要穿过闭合电路的磁通，发生变化．闭合电路中就有感应电流产生） 作业：问题与练习1-4 课堂后记：

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第二节、法拉第电磁感应定律

教学目标： 知识与技能

1、知道什么是感应电动势。

2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。

3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。

4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 过程与方法

通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E?n的方法

情感态度与价值观

从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想

了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神

教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：磁通量的理解

??，掌握运用理论知识探究问题?t教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B

教学过程： 一、感应电动势

说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验

演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程：

在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程：

在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大

说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大

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说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢，它是磁通量的变化量 跟产生这个变化所用时间的比值。 问：如果时刻t1的磁通量是Φ1，时刻t2的磁通量 变为Φ2。 在这段时间里磁通量的变化量是什么？(△Φ ＝Φ2－Φ1）；磁通量的变化率应该表示为什么？【△Φ/t=(Φ2－Φ1)/t】 二、法拉第电磁感应定律

说明：精确的实验表明：电路中感应电动势的大小．跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律

问：该定律的数学表达式是什么？（E＝△Φ/△t）

问：E的单位是什么？（伏特） 磁通量的变化量的单位是什么？ （韦伯）和秒（s ) 说明：现在我们来探究一下多匝线圈的感应电动势，首先想一想．线圈的匝数与感应电动势可能有什么关系。一个闭合电路可以看做由1 个线圈组成。如果线圈是多匝的，由于每一匝线圈中都会产生感应电功势，在多匝线圈上产生的感应电动势要比l匝线圈产生的感应电动势大。我们仍然用前面的实脸装置 来研究．但这次选用匝数不同的两个线圈。 演示实验

实验装置：图3.1-3的装置，螺线管要准备10匝和100匝的两个

实验过程：实验时把条形磁铁插入一个10匝的线圈和从这个线圈中抽出，然后以相同的速度插入另一个匝数为100的线圈和从这个线圈抽出，比较电流表指针的偏转情况。 实验结论：匝数越多，感应电动势越大

说明：精确的实验告诉我们，在n 匝线圈组成的电路上，产生的感应电动势是E=n△Φ/△t 说明：在实际工作中，为了获得较大的感应电动势，常常采用几百匝甚至几千匝的线圈。 问：导体切割磁感线和磁铁插人线圈或从线圈中抽出过程中，能量转化情况如何？（机械能转化为电能）电池能量转化情况如何？（化学能转变成了电能）

说明：法拉第电磁感应定律进一步揭示了电与磁的相互联系，同时也告诉我们：电能的产生一定是以消耗其他形式的能量为代价的。今天，我们使用的电能从各种形式的能转化而来：风力发电，是把空气流动的动能转化为电能．水力发电，是利用水的机械能带动发电机来发电．火力发电，是利用石油、天然气或煤嫩烧时的内能，推动蒸汽轮机再带动发电机来发电，一随着社会对电力需求的不断增大，人们一直在探索获取电能的更好方法。但是到目前为止，各种获得大规模电能的实用方案，都是以法拉第电磁感应定律为理论基础的，不同的只是如何来推动发电机而已。 板书设计：

第二节、法拉第电磁感应定律 一、感应电动势

1、感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势

2、实验表明：感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。 3、时刻t1的磁通量是Φ1，时刻t2的磁通量 变为Φ2

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磁通量的变化量：△Φ ＝Φ2－Φ1

磁通量的变化率：△Φ/t=(Φ2－Φ1)/(t2－t1) 二、法拉第电磁感应定律

1、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小．跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比

2、单匝：E＝△Φ/△t n匝： E=n△Φ/△t 3、发电：其他形式的能转化为电能 原理：法拉第电磁感应定律 作业：问题与练习1—5 课堂后记：

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第三节、交变电流

教学目标： 知识与技能

1、理解交变电流是怎样产生的。

2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。

3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。

4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。

过程和方法

1、培养学生阅读、理解及自学能力．

2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．

3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力． 4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力． 5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力． 情感、态度、价值观

1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．

2、让学生体会对称美．

教学重点：交变电流的产生和变化规律． 教学难点：表征的物理量和交流电有效值.

教具：交流发电机、电灯、电流表、示波器、小灯泡、导线、学生电源

教学过程： 一、交流发电机

说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。

问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化) 演示实验

实验仪器：交流发电机、电灯、电流表

实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电机，观察电灯的亮度有什么变化？电流表的示数有什么变化？

实验结果：电灯的亮度忽明忽暗，电流表的指针忽左忽右

实验结论：发电机发出的电流大小和方向都在不断变化，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流 ，简称交流。各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流 二、交流的变化规律 演示实验：

实验仪器：示波器、小灯泡、导线、学生电源

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