幼兒園母親節(jié)的教案

第三節(jié)幾種常見的磁場。

第三節(jié)幾種常見的磁場

一、教學目標

（一）知識與技能

1．知道什么叫磁感線。

2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況

3．會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。

4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現(xiàn)象

5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場

6．理解磁通量的概念并能進行有關計算

（二）過程與方法

通過實驗和學生動手（運用安培定則）、類比的方法加深對本節(jié)基礎知識的認識。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1.進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力.

2.培養(yǎng)學生的空間想象能力.

二、重點與難點：

1．會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.

2．正確理解磁通量的概念并能進行有關計算

三、教具：多媒體、條形磁鐵、直導線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學生電源

四、教學過程：

（一）復習引入

要點：磁感應強度B的大小和方向。［啟發(fā)學生思考］電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？［學生答］磁場可以用磁感線形象地描述.-----引入新課（老師）類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向

（二）新課講解

【板書】1．磁感線

（1）磁感線的定義

在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。（2）特點：

A、磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內(nèi)部是從南極到北極.

B、每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交。

C、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。

D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小

【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。

【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。

②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。

2．幾種常見的磁場

【演示】

①用鐵屑模擬磁感線的演示實驗，使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。

②用投影片逐一展示:條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導線（圖3）、通電環(huán)形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)（圖5）、※輻向磁場（圖6）、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場。

（1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖1、圖2）

（2）電流的磁場與安培定則

①直線電流周圍的磁場

在引導學生分析歸納的基礎上得出○直線電流周圍的磁感線：是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.（圖3）○直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.

②環(huán)形電流的磁場

○環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線，在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導線的平面垂直（圖4）。［教師引導學生得］○環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向.

③通電螺線管的磁場.

○通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極；內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線（圖5）○通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（螺線管內(nèi)部磁感線的方向）.③電流磁場（和天然磁鐵相比）的特點：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以由電流方向變換；磁場的強弱可由電流的大小來控制。

【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非?；镜膬?nèi)容，不掌握好，對后面的學習有很大影響。

3．安培分子電流假說

（1）安培分子電流假說（P92）

對分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則，以便學生更容易理解“它的兩側(cè)相當于兩個磁極”，這句話；并應強調(diào)“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。

（2）安培假說能夠解釋的一些問題

可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗，加深學生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。

【說明】“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下，經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。

（3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的．

4．勻強磁場

（1）勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。

（2）兩種情形的勻強磁場：即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場；相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時，其中間區(qū)域的磁場P92圖3.3-7，圖3.3-8。

5.磁通量

（1）定義：磁感應強度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個面的磁通量（是重要的基本概念）。

（2）表達式：φ=BS

【注意】①對于磁通量的計算要注意條件，即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。

②磁通量是標量，但有正、負之分，可舉特例說明。

（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb1Wb=1T·m2

（4）磁感應強度的另一種定義（磁通密度）:即B=φ/S

上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應強度的另一種單位）。所以：1T=1Wb/m2=1N/A·m（三）小結(jié)：對本節(jié)各知識點做簡要的小結(jié)。并要求學生課外按P93【做一做】鞏固練習1.如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b，根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極.注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.2.如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.電流方向為逆時針方向.（四）鞏固新課（1）復習本節(jié)內(nèi)容（2）閱讀“科學漫步”（3）指導學生完成“問題與練習”1--4

相關知識

幾種常見的磁場

經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。高中教師要準備好教案，這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，減輕高中教師們在教學時的教學壓力。您知道高中教案應該要怎么下筆嗎？以下是小編為大家收集的“幾種常見的磁場”歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

選修3-1
第三章
3.3幾種常見的磁場
一、教材分析
磁場的概念比較抽象，應對幾種常見的磁場使學生加以了解認識，學好本節(jié)內(nèi)容對后面的磁場力的分析至關重要。
二、教學目標
（一）知識與技能
1．知道什么叫磁感線。
2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況
3．會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
4．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現(xiàn)象
5．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場
6．理解磁通量的概念并能進行有關計算
（二）過程與方法
通過實驗和學生動手（運用安培定則）、類比的方法加深對本節(jié)基礎知識的認識。
（三）情感態(tài)度與價值觀
1.進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學生的空間想象能力.
三、教學重點難點
1．會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2．正確理解磁通量的概念并能進行有關計算
四、學情分析
磁場概念比較抽象，學生對此難以理解，但前面已經(jīng)學習過了電場，可采用類比的方法引導學生學習。
五、教學方法
實驗演示法，講授法
六、課前準備：
演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片
七、課時安排：1課時
八、教學過程：
（一）預習檢查、總結(jié)疑惑
（二）情景引入、展示目標
要點：磁感應強度B的大小和方向。
［啟發(fā)學生思考］電場可以用電場線形象地描述，磁場可以用什么來描述呢？
［學生答］磁場可以用磁感線形象地描述.-----引入新課
（老師）類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向，同樣，也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向
（三）合作探究、精講點播
【板書】1．磁感線
（1）磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致，這樣的曲線叫做磁感線。
（2）特點：
A、磁感線是閉合曲線，磁鐵外部的磁感線是從北極出來，回到磁鐵的南極，內(nèi)部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線，任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀，加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在，而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處：電場線是不閉合的，而磁感線則是閉合曲線。
2．幾種常見的磁場
【演示】
①用鐵屑模擬磁感線的演示實驗，使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:條形磁鐵（圖1）、蹄形磁鐵（圖2）、通電直導線（圖3）、通電環(huán)形電流（圖4）、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)（圖5）、

（1）條形、蹄形磁鐵，同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況（圖1、圖2）
（2）電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導學生分析歸納的基礎上得出
a直線電流周圍的磁感線：是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.（圖3）
b直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則（也叫右手螺旋定則）來判定：用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
②環(huán)形電流的磁場
a環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線，在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導線的平面垂直（圖4）。
［教師引導學生得］
b環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向.
③通電螺線管的磁場.
a通電螺線管磁場的磁感線：和條形磁鐵外部的磁感線相似，一端相當于南極，一端相當于北極；內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行，方向由南極指向北極，并和外部的磁感線連接，形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線（圖5）
b通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系，也可用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管的北極（螺線管內(nèi)部磁感線的方向）.
③電流磁場（和天然磁鐵相比）的特點：磁場的有無可由通斷電來控制；磁場的極性可以由電流方向變換；磁場的強弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關，幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非?；镜膬?nèi)容，不掌握好，對后面的學習有很大影響。
3．安培分子電流假說
（1）安培分子電流假說
對分子電流，結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則，以便學生更容易理解“它的兩側(cè)相當于兩個磁極”，這句話；并應強調(diào)“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”，以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。
（2）安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗，加深學生的印象。舉生活中的例子說明，比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】“假說”，是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中，“假說”，常常起著很重要的作用，它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下，經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。
（3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運動電荷產(chǎn)生的．
4．勻強磁場
（1）勻強磁場：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
（2）兩種情形的勻強磁場：即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場；相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時，其中間區(qū)域的磁場P87圖3.3-7，圖3.3-8。
5.磁通量
（1）定義：磁感應強度B與線圈面積S的乘積，叫穿過這個面的磁通量（是重要的基本概念）。
（2）表達式：φ=BS
【注意】①對于磁通量的計算要注意條件，即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度，S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
②磁通量是標量，但有正、負之分，可舉特例說明。
（3）單位：韋伯，簡稱韋，符號Wb1Wb=1Tm2
（4）磁感應強度的另一種定義（磁通密度）:即B=φ/S
上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量，并且用Wb/m2做單位（磁感應強度的另一種單位）。所以：1T=1Wb/m2=1N/Am
（三）小結(jié)：對本節(jié)各知識點做簡要的小結(jié)。
（四）反思總結(jié)、當堂檢測
1.如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.
解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由a→b，根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極.
注意：不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極，從而判定b端相當于條形磁鐵的南極，關鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.
2.如圖所示，當線圈中通以電流時，小磁針的北極指向讀者.學生確定電流方向.
答案：電流方向為逆時針方向.
（五）發(fā)導學案、布置作業(yè)
九、板書設計
磁感線：人為畫出，可形象描述磁場
幾種常見的磁場：安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。
勻強磁場：磁場中各處電場強度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。
磁通量：B與S的乘積，單位是韋伯，也叫磁通密度。
十、教學反思
本節(jié)內(nèi)容與本章第一節(jié)內(nèi)容聯(lián)系較大可先復習第一節(jié)知識后進入新課的學習，并在學習過程中加入對應習題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑，演示用幻燈片等使學生具有形象感。
選修3-1第三章
3.3幾種常見的磁場學案
課前預習學案
一、預習目標
1．知道什么叫磁感線。
2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況
3．會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
二、預習內(nèi)容
1、磁感線
所謂磁感線，是在磁場中畫出的一些有方向的，在這些上，每一點的磁場方向都在該點的切線方向上。磁感線的基本特性：（1）磁感線的疏密表示磁場的。（2）磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線；在磁體外部，從指向；在磁體內(nèi)部，由指向。（3）磁感線是為了形象描述磁場而假想的物理模型，在磁場中并不真實存在，不可認為有磁感線的地方才有磁場，沒有磁感線的地方?jīng)]有磁場。
2、安培定則
判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關系時，安培定則表述為：用握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是的環(huán)繞方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向和磁感線方向之間的關系時要統(tǒng)一表述為：讓彎曲的四指所指方向跟方向一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流或通電螺線管磁感線的方向（這里把環(huán)形電流看作是一匝的線圈）。
三、提出疑惑

課內(nèi)探究學案
一、學習目標
1．知道安培分子電流假說，并能解釋有關現(xiàn)象
2．理解勻強磁場的概念，明確兩種情形的勻強磁場
3．理解磁通量的概念并能進行有關計算
二、學習過程
1、安培分子電流假說
（1）安培分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的，它的兩側(cè)相當于兩個。
（2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由產(chǎn)生的。
（3）磁性材料按磁化后去磁的難易可分為材料和材料。
2、勻強磁場
磁感應強度、處處相同的磁場叫勻強磁場（uniformmagneticfield）。勻強磁場的磁感線是一些直線。
3、磁通量
（1）定義：設在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為S，則B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量（magneticflux），簡稱磁通。
（2）定義式：
（3）單位：簡稱，符號。1Wb=1Tm2
（4）磁通量是標量
（5）磁通密度即磁感應強度B=1T=1
課內(nèi)探究學案
例1、有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向成角，
如圖所示。設磁感應強度為B，線圈面積為S，則穿過
線圈的磁通量為多大？

例2、如圖所示，兩塊軟鐵放在螺線管軸線上，
當螺線管通電后，兩軟鐵將（填“吸引”、
“排斥”或“無作用力”），A端將感應出極。
例3、磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是（）
A、分子電流消失B、分子電流的取向變得大致相同
C、分子電流的取向變得雜亂D、分子電流的強度減弱

三、反思總結(jié)

四、當堂檢測
課后練習與提高
1、磁感線上每點的切線方向表示該點。磁感線的定性地表示磁場強弱。
2、磁感線，在磁體（螺線管）外部由極到極，內(nèi)部由S極到極。該點與電場線不同。磁感線。
3、若某個區(qū)域里磁感應強度大小、方向，則該區(qū)域的磁場叫做勻強磁場。它的磁感線是的直線。
4、對于通電直導線，右手大拇指代表方向，四個彎曲的手指方向代表方向。
對于環(huán)形電流和通電螺線管，右手大拇指代表方向，四個彎曲的手指方向代表方向。
課后練習與提高
1、根據(jù)安培假設的思想，認為磁場是由于運動電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對地球定向移動的電荷，那么由此判斷，地球應該（）
A、帶負電B、帶正電C、不帶電D、無法確定
2、關于磁通量，下列敘述正確的是（）
A、在勻強磁場中，穿過一個面的磁通量等于磁感應強度與該面面積的乘積
B、在勻強磁場中，a線圈的面積比b線圈大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的磁通量大
C、把一個線圈放在M、N兩處，若放在M處時穿過線圈的磁通量比放在N處時大，則M處的磁感應強度一定比N處大
D、同一線圈放在磁感應強度大處，穿過線圈的磁通量不一定大
3、把一個面積為5.0×10-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應強度為2.0×10-2T的勻強磁場中，當線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量是多大？
4、如圖所示，在條形磁鐵外面套一圓環(huán)，當圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量如何變化（）
A、逐漸增加
B、逐漸減少
C、先逐漸增加，后逐漸減少
D、先逐漸減少，后逐漸增大

參考答案：
課內(nèi)探究學案：
例1、BSsin例2、吸引S
例3、C
針對訓練：1、磁場方向疏密
2、閉合N極S極N極3、相等相同間隔相等的平行
4、電流磁感線環(huán)繞磁場電流
課后練習與提高：
1、A2、D3、10-3Wb4、C

第三節(jié)　常見天氣系統(tǒng)

俗話說，凡事預則立，不預則廢。作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容，幫助授課經(jīng)驗少的教師教學。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？急您所急，小編為朋友們了收集和編輯了“第三節(jié)　常見天氣系統(tǒng)”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

第三節(jié)　常見天氣系統(tǒng)
目標定位
1．正確理解氣團、鋒面、低壓、高壓等天氣系統(tǒng)的概念。2.運用簡易天氣圖或天氣系統(tǒng)結(jié)構圖，簡要分析鋒面、低壓、高壓等天氣系統(tǒng)的特點。3.用案例說明氣象災害發(fā)生的原因和危害。4.結(jié)合我國常見的天氣系統(tǒng)，說明其對人們生產(chǎn)和生活的影響。

核心點一三種鋒面類型及其主要天氣特征

比較項目冷　鋒暖　鋒準靜止鋒
氣團勢力冷氣團強，暖氣團弱暖氣團強，冷氣團弱勢力相當
移動方向冷氣團的移動方向暖氣團的移動方向來回擺動
鋒前鋒后暖氣團在前，冷氣團在后冷氣團在前，暖氣團在后
鋒面剖面示意圖

鋒面符號

氣團位置冷氣團在鋒下，暖氣團在鋒上(因冷氣團密度大，暖氣團密度小)
鋒面坡度較大居中很小
降水區(qū)的位置鋒前、鋒后均有，主要在鋒后暖鋒前部
延伸到鋒后很大范圍
天氣特征過境時暖氣團被冷氣團抬升，常出現(xiàn)云、雨、雪、強風等天氣現(xiàn)象暖氣團沿冷氣團徐徐爬升，冷卻凝結(jié)產(chǎn)生云、雨，多為連續(xù)性降水或霧降水強度小，陰雨連綿的天氣
過境后冷氣團替代了原來暖氣團位置，氣壓升高，氣溫和濕度驟降，天氣轉(zhuǎn)好暖氣團占據(jù)了原來冷氣團的位置，氣溫上升、氣壓下降、天氣轉(zhuǎn)晴
我國典型的
鋒面天氣北方夏季的暴雨；北方冬春季節(jié)的大風或沙塵暴天氣；冬季爆發(fā)的寒潮華南地區(qū)：春暖多晴，春寒雨起夏初，長江中下游地區(qū)的梅雨天氣；冬半年的昆明準靜止鋒

方法技巧　鋒面兩側(cè)氣團性質(zhì)的判讀
(1)根據(jù)鋒面傾斜方向進行判斷，鋒面總是傾向冷氣團一側(cè)；
(2)根據(jù)雨區(qū)的分布來判斷，雨區(qū)主要出現(xiàn)在冷氣團一側(cè)。

核心點二低壓、高壓系統(tǒng)與天氣

思維拓展
鋒面氣旋
近地面氣旋一般與鋒面聯(lián)系在一起，形成鋒面氣旋。鋒面氣旋是一種常見的天氣系統(tǒng)。它主要活動在中高緯度，更多見于溫帶地區(qū)，因而也稱溫帶氣旋。
(1)鋒面氣旋結(jié)構(以北半球為例)
鋒面氣旋是一個逆時針方向旋轉(zhuǎn)的渦旋，中心氣壓很低，自中心向前方伸出一條暖鋒，向后方伸出一條冷鋒，冷暖鋒以南是暖空氣，冷暖鋒以北是冷空氣。從垂直方向看，氣旋低層有氣流輻合，氣旋中心有上升氣流，氣旋高層是氣流輻散區(qū)。
(2)鋒面氣旋天氣
一般氣旋是氣流輻合上升系統(tǒng)，尤其鋒面上氣流上升更為強烈，往往產(chǎn)生云、雨，甚至造成暴雨、大風天氣。一個成熟的鋒面氣旋的天氣模式是：氣旋前方是寬闊的暖鋒云系及相伴隨的連續(xù)性降水天氣，氣旋后方是比較狹窄的冷鋒云系和降水天氣，氣旋中部(兩鋒之間)
是暖氣團控制下的晴暖天氣。

類型1鋒的形成與天氣

　用實驗模擬某一天氣系統(tǒng)：在塑料盒中間插一隔板，兩側(cè)分別注入同體積紅色暖水(代表暖空氣)與藍色冷鹽水(代表冷空氣)。據(jù)此回答(1)～(3)題。
(1)在向上抽出隔板后的數(shù)秒內(nèi)，冷暖水之間()
A．出現(xiàn)水平交界面，藍色水在上B．出現(xiàn)水平交界面，紅色水在上
C．出現(xiàn)傾斜交界面，藍色水在上D．出現(xiàn)傾斜交界面，紅色水在上
(2)該實驗模擬的天氣系統(tǒng)是()
A．氣旋　B．鋒　C．高氣壓　D．低氣壓
(3)該模擬實驗存在的主要不足是()
①沒能模擬出主導氣流的運動方向?、跊]能模擬出成云致雨的天氣現(xiàn)象?、蹧]能模擬出冷鋒與暖鋒?、軟]能模擬出冷暖空氣的密度差異
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④
答案　(1)D　(2)B　(3)A
解析　(1)暖水(紅色水)輕，所以浮在上，冷鹽水重，所以在下面，在冷暖水交界處形成傾斜面。(2)該實驗模擬冷暖空氣相遇形成鋒面的狀況。(3)該實驗雖模擬鋒面，僅僅表示了冷鹽水和暖水密度差異的情況，從鋒面系統(tǒng)來講，相當于冷暖空氣密度差異，但冷暖空氣因密度差異相遇后出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象及冷暖空氣勢力差異沒有表現(xiàn)出來。
冷暖鋒的判別

(1)①在等壓線圖中，根據(jù)符號來判斷冷暖鋒。冷鋒用線條加(黑)三角形表示，三角形加在暖氣團一側(cè)，如PM；暖鋒用線條加(黑)半圓表示，半圓標在冷氣團一側(cè)，如PN。②根據(jù)冷暖氣團的移動方向判斷。冷氣團移動的箭頭A指向鋒面PM，而暖氣團B則背離鋒面，此為冷鋒；反之為暖鋒PN。③根據(jù)雨區(qū)的位置判斷。雨區(qū)在鋒后(A側(cè))的為冷鋒，雨區(qū)在鋒前(C側(cè))的為暖鋒。
(2)在鋒面天氣側(cè)視圖中，根據(jù)以下幾點來判斷：
①鋒面坡度。冷鋒面坡度比暖鋒面陡。
②冷氣團移動方向。冷鋒一側(cè)的冷氣團移動箭頭直指鋒面，而暖鋒一側(cè)的冷氣團移動箭頭在鋒面附近形成一個環(huán)流。
③雨區(qū)的位置。雨區(qū)大部分在鋒后的為冷鋒，雨區(qū)全部在鋒前的為暖鋒。
變式練習1　1月17日，我國北方2009年的第一場降雪，伴著寒風，小雪很快灑滿了我國北方大地。閱讀材料完成下列問題。
(1)形成本次降雪的天氣系統(tǒng)是下列選項中的()

(2)下列關于該種天氣系統(tǒng)過境時的天氣狀況描述正確的是()
A．連續(xù)性降水B．容易產(chǎn)生霧
C．雨雪天氣D．風力較弱
(3)下列選項中正確表示該天氣系統(tǒng)過境時氣溫變化的是()

答案　(1)B　(2)C　(3)A
解析　一般而言，降雪伴隨著氣溫下降，應為冷鋒天氣。冷、暖鋒過境時產(chǎn)生不同的降水特點：冷鋒移動速度快，降水強度大而歷時短，伴隨大風、降溫天氣；暖鋒移動慢，降水強度小而歷時較長，多連續(xù)性降水或霧。第(1)題，由材料“降雪”“寒風”可知，該天氣系統(tǒng)為冷鋒。第(2)題，冷鋒過境時，如果前方暖氣團含水汽較多，可形成雨雪天氣，風力較強勁；暖鋒過境時多連續(xù)性降水或霧，風力較弱。第(3)題，冷鋒過境過程氣溫不斷降低。
類型2低壓(氣旋)、高壓(反氣旋)與天氣
　判斷下列地理現(xiàn)象各是下圖中哪種大氣運動形式影響的結(jié)果，請將受其影響的大氣運動形式的順序號填在現(xiàn)象后的括號內(nèi)。
(1)北美洲南部的颶風()　(2)江淮流域的伏旱()
(3)南極大陸的極地東風()
答案　(1)C　(2)B　(3)A
解析　解答本題，首先要分析A、B、C各圖氣壓分布和大氣運動的情況。A圖，氣流按逆時針方向從中心向四周輻散旋轉(zhuǎn)，由此可判斷是南半球的反氣旋(高氣壓區(qū))；B圖，氣流按順時針方向從中心向四周輻散旋轉(zhuǎn)。由此可以判斷是北半
球的反氣旋(高氣壓區(qū))；C圖，氣流按逆時針方向從四周向中心輻合旋轉(zhuǎn)，由此可判斷是北半球的氣旋(低氣壓區(qū))。然后再與題目中的自然現(xiàn)象所處的地理位置及形成原因相對應。
(1)發(fā)生地區(qū)為北美洲的南部，屬于北半球，颶風是大西洋上的強烈風暴，因此，(1)是屬于C圖大氣運動形式影響的結(jié)果。(2)發(fā)生在我國，位置在北半球，產(chǎn)生的原因是該地區(qū)此時只受到單一的海洋濕潤氣流的影響，缺乏產(chǎn)生降水的足夠條件，氣溫高，蒸發(fā)量大，這種氣流是來自太平洋高壓西部邊緣的東南風，因此，(2)屬于B圖大氣運動形式影響的結(jié)果。(3)出現(xiàn)在南半球，極地東風是極地高氣壓的氣流運動形式；因此，(3)是屬于A圖大氣運動形式影響的結(jié)果。
本題的關鍵是從圖中所給的信息判斷氣流運動狀況，其次是了解一些天氣現(xiàn)象所對應的天氣系統(tǒng)的特點，具有很強的綜合性。
變式練習2　讀圖，回答下列問題。

(1)該天氣系統(tǒng)從氣流狀況來看是，其氣壓狀況據(jù)推測為氣壓。
(2)該系統(tǒng)若在西北太平洋強烈發(fā)生，中心附近的風力大于12級，則稱為。
(3)該系統(tǒng)若在溫帶大陸發(fā)育，則A、B兩點中能形成暖鋒的是地。
(4)如果夏季亞歐大陸形成該系統(tǒng)，則我國東部地區(qū)盛行季風，印度盛行季風。
答案　(1)氣旋　低　(2)臺風　(3)B　(4)東南　西南
　

1．下列天氣現(xiàn)象，不是由準靜止鋒造成的是()
A．南嶺以南的地區(qū)“清明時節(jié)雨紛紛”B．江淮地區(qū)“黃梅時節(jié)家家雨”
C．貴陽地區(qū)冬半年“天無三日晴”D．華北地區(qū)“一場秋雨一場寒”
答案　D
解析　華北地區(qū)“一場秋雨一場寒”是冷鋒天氣；南嶺以南地區(qū)“清明時節(jié)雨紛紛”是華南準靜止鋒形成的；江淮的“黃梅時節(jié)家家雨”是江淮準靜止鋒形成的；貴陽地區(qū)冬半年“天無三日晴”是昆明準靜止鋒形成的。
讀“我國部分地區(qū)春季某時天氣系統(tǒng)圖”，完成2～4題。

2．圖中甲、乙、丙、丁四條線中，能形成暖鋒的是()
A.甲、丙B．乙、丁C．丙D．丁
答案　D
解析　圖中M處是冷高壓(即反氣旋)，N處是一鋒面氣旋，所以丁處應為暖鋒。
3．圖中甲、乙、丙、丁四線所在地區(qū)，反映晴朗天氣的是()
A．丙、丁B．甲、乙C．甲、丙D．乙、丁
答案　B
解析　高壓脊上氣流下沉，天氣晴朗。
4．一股來自內(nèi)蒙古地區(qū)的冷空氣由西北向東南推進，給華北地區(qū)帶來沙塵暴天氣，該天氣系統(tǒng)是()
A.甲線B．乙線C．丙線D．丁線
答案　C
解析　由第2題可知，丙處低壓槽應是冷鋒，結(jié)合春季時間，容易暴發(fā)沙塵暴。
5．冷鋒和暖鋒的共同特點是()
A．冷空氣在鋒面以下B．過境時氣壓升高
C．過境時天氣轉(zhuǎn)晴D．降水多發(fā)生在鋒后
答案　A
解析　冷鋒和暖鋒是一對對立性的天氣系統(tǒng)，過境時、過境后的天氣特征各不相同，但形成時的共同特點是冷空氣都在鋒面之下，因為冷氣團密度較暖氣團大。
6．與鋒面活動無關的天氣是()
①東南沿海的臺風天氣?、谖覈狈酱杭镜纳硥m暴天氣
③我國長江中下游的梅雨天氣?、芪覈戏较募疚绾蟮睦钻囉晏鞖?br> A．①②B．②③C.③④D．①④
答案　D
解析　我國北方春季的沙塵暴天氣是冷鋒南下所致；長江中下游的梅雨則是江淮準靜止鋒所致。北方夏季午后暴雨為冷鋒所致。所以只有①和④符合題意。
7．2008年第一號臺風于5月18日凌晨在我國廣東沿海登陸。以下能反映臺風氣流運動特征的示意圖是()
答案　D
解析　臺風屬于氣旋，其氣流在北半球應為逆時針輻合上升。
8．讀圖，回答下列問題。

(1)該鋒的性質(zhì)是　。
(2)該鋒過境時多產(chǎn)生　性降水。鋒面過后，氣壓，氣溫。
(3)自然界中，除這種鋒面天氣外，還有　鋒和　鋒兩種。
(4)準靜止鋒的成因是　或　，我國長江中下游地區(qū)直至日本南部的天氣，就是在準靜止鋒控制下形成的。
答案　(1)暖鋒　(2)連續(xù)　降低　升高　(3)冷　準靜止　(4)冷暖氣團勢均力敵　遇地形阻擋　梅雨
解析　回答此題的關鍵在于讀圖。從圖上看，鋒面坡度較小，雨區(qū)范圍較廣，且降水均發(fā)生在鋒前，暖氣團主動向冷氣團方向移動，冷氣團被迫退卻，由此可斷定該鋒面為暖鋒。根據(jù)鋒面兩側(cè)冷暖氣團的移動方向，可把鋒面分成冷鋒、暖鋒和準靜止鋒。
9．下圖為“某日海平面等壓線分布圖”。讀圖回答問題。

(1)從氣壓分布狀況看，甲處為；從氣流狀況看，乙處為。圖中甲、乙兩處最大氣壓差可能為百帕(選擇填空)。
A．39P40B．40P41C．44P45D．30P31
(2)此時，北京與東京相比，__________的風力較大，其原因是
________________________________________________________________________。
(3)試比較鄭州、西安兩地在氣溫、氣壓方面的不同點及產(chǎn)生的原因。
(4)請在圖中畫出西安的風向。
答案　(1)高壓中心　氣旋中心　A
(2)北京　圖中北京的等壓線比東京密集，說明北京的水平氣壓梯度力大于東京，所以北京的風力較大
(3)不同點：鄭州氣溫較高，氣壓較低；西安氣溫較低，氣壓較高。
原因：鄭州處于冷鋒過境前，受鋒前暖氣團控制；西安處于冷鋒過境后，受鋒后冷氣團控制。
(4)西北風(畫圖略)。
解析　圖中顯示甲處為高壓中心，乙處為低壓中心，甲處的氣壓值在1035～1040百帕之間，乙處的氣壓值在1000～1005百帕之間，由此可推知兩地之間的氣壓差值；從等壓線分布的疏密分析北京與東京的風力大??；圖中顯示出了冷鋒氣旋系統(tǒng)，鄭州與西安分別位于冷鋒鋒面的兩側(cè)，分別受不同性質(zhì)的氣團控制。

讀“某日某時海平面天氣圖”(單位：百帕)，回答1～2題。

1．上圖中，此時可能出現(xiàn)降水天氣的地區(qū)是()
A．山東半島B．長江三角洲C．云貴高原D．臺灣島
答案　A
解析　由海平面天氣圖可知，山東半島正處在冷鋒的鋒后，而冷鋒降水受暖濕氣流抬升影響多發(fā)生在鋒后，故此時可能出現(xiàn)降水天氣的地區(qū)是山東半島至黃淮西部、四川盆地以北地帶。而長江中下游及其以南受副高西伸影響出現(xiàn)晴朗少雨天氣。故選A。
2．下列城市中，月平均氣溫和相應月降水量符合上圖所示季節(jié)的是()
A．巴黎——3℃，35mmB．舊金山——14℃，51mm
C．莫斯科——20℃，75mmD．孟買——28℃，6mm
答案　C
解析　從圖中氣壓形勢，特別是北太平洋副高強盛判斷此季節(jié)為北半球夏季，這個關鍵問題解決了，此題便不難判斷：巴黎、舊金山夏季應氣溫較高，孟買為熱帶季風氣候夏季應高溫多雨，故選C。
下圖是“北半球某地區(qū)近地面天氣模式示意圖”。讀圖，回答3～5題。

3．m地的風向是()
A．西南風B．西北風C．東南風D．東北風
答案　A
解析　由圖可以看出，這是北半球近地面的鋒面氣旋圖，根據(jù)水平氣壓梯度力由高壓指向低壓，北半球地轉(zhuǎn)偏向力右偏，推出m地的風向是西南風。
4．此時，m、n兩地的天氣狀況是()
A．m、n兩地都睛B．m、n兩地都有雨
C．m地有雨、n地睛D．m地睛、n地有雨
答案　D
解析　由圖可以看出，圖示鋒面是暖鋒(暖氣團主動向冷氣團移動)，根據(jù)暖鋒降水區(qū)在鋒前可以知道m(xù)地是晴天，n地有雨。
5．下圖中，正確反映該天氣系統(tǒng)過境期間，n地溫度變化過程的是()

A．a(chǎn)圖B．b圖C．c圖D．d圖
答案　B
解析　據(jù)上題解析可以知道，n地處于冷氣團控制之下，即將經(jīng)歷暖鋒天氣，變?yōu)榕瘹鈭F控制，因此溫度變化是隨著時間推移而升高的。
分析某地5月5日前后幾天的“天氣變化資料統(tǒng)計圖”，完成6～8題。

6．這次天氣變化過程最有可能是由()
A．反氣旋造成B．氣旋造成C．冷鋒造成D．暖鋒造成
7．這次降水形成過程是()
A．氣流下沉形成B．氣流對流上升造成
C．暖氣團主動沿鋒面爬升造成D．暖氣團被迫抬升造成
8．此系統(tǒng)易造成()
A．長江中下游地區(qū)的梅雨天氣B．東北、華北地區(qū)的夏季暴雨
C．東南沿海的臺風天氣D．長江中下游地區(qū)的伏旱天氣
答案　6.C　7.D　8.B
解析　本題組主要考查學生的讀圖分析能力，解題的關鍵是根據(jù)圖示信息——氣溫、氣壓、降水的時間變化，推導出是何種天氣系統(tǒng)過境。分析坐標系中各要素的變化特點，可以看出，氣溫持續(xù)下降，而氣壓持續(xù)上升，天氣呈現(xiàn)晴轉(zhuǎn)陰雨再轉(zhuǎn)晴的變化。由此變化，可確認為冷鋒過境，由于冷氣團取代暖氣團所致。其降水形成過程是暖氣團被迫沿鋒面抬升所致。此系統(tǒng)易造成東北、華北地區(qū)夏季的暴雨，長江中下游地區(qū)的梅雨天氣是由準靜止鋒造成的，伏旱是由反氣旋造成的，臺風屬于氣旋。
9．假設下圖所示的冬季天氣系統(tǒng)以120千米/日的速度向東移動。讀圖簡要說明A地在未來30小時內(nèi)風向、風力及氣溫的變化趨勢及其原因(不考慮地形的影響)。

答案　A地未來30小時內(nèi)因高壓脊(或天氣系統(tǒng))東移，風向?qū)⒂善鞭D(zhuǎn)為東北，再轉(zhuǎn)為東和東南。同時隨著等壓線間距縮小(或氣壓梯度力加大)，風力略有增加。隨著風向由偏北轉(zhuǎn)為偏南，A地氣溫也會略有上升。
解析　依據(jù)等壓線可以判斷，影響該地區(qū)的天氣系統(tǒng)為某高壓系統(tǒng)。因天氣系統(tǒng)是向東移動的，從圖中等壓線的疏密情況可看出，該天氣系統(tǒng)經(jīng)過A地時，等壓線先是表現(xiàn)為較稀疏，后變密——等壓線疏密反映水平氣壓梯度力的大小，即等壓線稀疏，水平氣壓梯度力小，風力小；等壓線密，水平氣壓梯度力大，風力大。在高壓系統(tǒng)的不同部位，風向是不同的，隨著天氣系統(tǒng)的東移，A地位于高壓系統(tǒng)的不同部位，其風向也會發(fā)生相應的變化。判斷風向的方法為：①作經(jīng)過A的等壓線的切線；②過A作該切線的垂線(方向由高壓指向低壓)；③過A作向右偏(依據(jù)經(jīng)緯度和河湖輪廓可以判斷出該地區(qū)是我國的長江中下游地區(qū))的實際風向。由于是冬季的高壓系統(tǒng)，且剛開始時吹偏北風，氣溫較低，隨著風向的變化，逐漸轉(zhuǎn)化為南風，南風從較低緯度處吹來，氣溫有所上升。

第3節(jié)　幾種常見的磁場

一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備，教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以讓學生們有一個良好的課堂環(huán)境，幫助教師提高自己的教學質(zhì)量。您知道教案應該要怎么下筆嗎？以下是小編為大家精心整理的“第3節(jié)　幾種常見的磁場”，僅供參考，希望能為您提供參考！

第3節(jié)幾種常見的磁場
要點一利用安培定則分析電流的磁場的方法
1．分清“因”和“果”：在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁場繞向；在判定環(huán)形電流的磁場方向時，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向．
2．優(yōu)先采用整體法：一個任意形狀的環(huán)形電流(如三角形、矩形、圓形)的磁場，都可以視為若干或無數(shù)個很短的直線電流的磁場疊加而成，從而可分段進行判定．這種隔離法的判定結(jié)果，雖然與視為環(huán)形電流的整體法一致，但在步驟上卻麻煩多了．
要點二磁通量的理解
1．磁通量的定義
公式Φ＝BS中的B應是勻強磁場的磁感應強度，S是與磁場方向垂直的面積，因此，可以理解為Φ＝BS⊥.如果平面與磁場方向不垂直，應把面積S投影到與磁場垂直的方向上，求出投影面積S⊥，代入到Φ＝BS⊥中計算，應避免硬套公式Φ＝BSsinθ或Φ＝BScosθ.
2．磁通量的變化
一般有下列三種情況：
(1)磁感應強度B不變，有效面積S變化，則ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS.
(2)磁感應強度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，則穿過回路中的磁通量的變化是：ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBS.
(3)磁感應強度B和有效面積S同時發(fā)生變化的情況，則ΔΦ＝Φt－Φ0.
特別提醒①平面S與磁場方向不垂直時，要把面積S投影到與磁場垂直的方向上，即求出有效面積．
②可以把磁通量理解為穿過面積S的磁感線的凈條數(shù)．相反方向穿過面積S的磁感線可以互相抵消．
③當磁感應強度和有效面積同時發(fā)生變化時，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔBΔS計算.

1.電場線與磁感線有哪些異同？
電場線磁感線
相
似
點引入目的形象描述場而引入的假想線，實際不存在
疏密場的強弱
切線方向場的方向
相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)
不同點起始于正電荷，終止于負電荷閉合曲線
特別提醒(1)從電場、磁場的概念理解兩種場線的相似點：矢量性——線的切線，強弱——線的疏密，方向的唯一性——空間任一點場線不相交．
(2)從兩種場線的區(qū)別理解兩種場的區(qū)別：
電場線——電荷有正負——電場線有始終
磁感線——N、S極不可分離——磁感線閉合
2．常見的電流的磁場有哪些？
電流的磁場通常研究的是直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場，判斷它們的磁場，都可用安培定則來判斷，該定則也叫右手螺旋定則，各種電流的磁場分布及磁感線方向的判斷如下：

安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖

直
線
電
流

以導線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外磁感線越稀疏，磁場越弱

環(huán)
形
電
流

內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏
通
電
螺
線
管

內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極

一、磁感線的理解
【例1】關于磁感線，下列說法中正確的是()
A．兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場
B．磁感線總是從N極到S極
C．磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致
D．兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交
答案C
解析磁感線是為了形象地描繪磁場而假設的一組有方向的曲線，曲線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向，曲線疏密表示磁場強弱，所以C正確，A不正確．在磁鐵外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極．磁感線不相交，所以B、D不正確．
二、幾種電流的磁場
【例2】如圖3－3－2所示，螺線管、蹄形鐵芯、環(huán)形導線三者相距較遠，當開關閉合后關于小磁針N極(黑色的一端)的指向錯誤的是()

圖3－3－2
A．小磁針a的N極指向正確
B．小磁針b的N極指向正確
C．小磁針c的N極指向正確
D．小磁針d的N極指向正確
答案A
解析小磁針靜止時N極的指向為該處的磁場方向，即磁感線的切線方向．根據(jù)安培定則，蹄形鐵芯被磁化后右端為N極，左端為S極，小磁針c指向正確；通電螺線管的磁場分布和條形磁鐵相似，內(nèi)部磁場向左，外部磁場向右，所以小磁針b指向正確，小磁針a指向錯誤；環(huán)形電流形成的磁場左側(cè)應為S極，故d的指向正確．在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”，在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁場繞向；在判定環(huán)形電流磁場方向時，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.

1.關于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()
A．磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì)
B．磁感線可以形象地描述各磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致
C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的
D．磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的
答案AB
解析磁感線是為了形象描述磁場而假設的一簇有方向的閉合的曲線，實際上并不存在，所以C、D不正確；磁場是客觀存在的特殊物質(zhì)，所以A正確；磁感線上每一點切線方向表示該點磁場方向，磁感線疏密表示該點磁場的強弱，小磁針靜止時北極指向、北極受力方向均為磁場方向，所以B正確．
2．磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培分子電流假說，其原因是()
A．分子電流消失
B．分子電流取向變得大致相同
C．分子電流取向變得雜亂
D．分子電流減弱
答案C
解析根據(jù)安培的分子電流假說，當分子電流取向變得大致相同時，對外顯示磁性；當溫度升高或者受到敲擊時，分子發(fā)生運動，分子電流取向變得雜亂無序，對外不能顯示磁性．安培的分子電流假說不僅解決了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，同時對我們的生活生產(chǎn)也很有指導作用，讓我們知道了如何充磁、如何退磁．
3．放在通電螺線管里面的小磁針保持靜止時，N極的指向是怎樣的？兩位同學的回答相反，甲說，小磁針的位置如圖3－3－3甲所示，因為管內(nèi)的磁感線方向向右，所以小磁針的N極指向右方．乙說，小磁針的位置如圖乙所示，他的理由是通電螺線管的N極在右側(cè)，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極指向右方．你的看法是怎樣的？他們誰的答案錯了？
圖3－3－3
答案磁場中保持靜止的小磁針，它的N極一定指向磁感線的方向，甲回答的是對的，乙的答案錯了．
4．如果磁場B不與我們研究的平面S垂直，
圖3－3－4
如圖3－3－4所示，而是有一夾角α，試確定此時穿過這個面積的磁通量Φ.
答案BSsinα
解析作S垂直于B的投影面S⊥，如下圖所示，由圖可知，穿過面積S的磁感線一定穿過面積S⊥，故Φ＝Φ′＝BS⊥＝BScosθ＝BScos(π2－α)＝BSsinα.
題型一電流的磁場
M1與M2為兩根未被磁化的鐵棒，
圖1
現(xiàn)將它們分別放置于如圖1所示的位置，則被通電螺線管產(chǎn)生的磁場磁化后()
A．M1的左端為N極，M2的右端為N極
B．M1和M2的右端均為N極
C．M1的右端為N極，M2的左端為N極
D．M1和M2的左端均為N極
思維步步高螺線管的磁場方向如何確定？螺線管內(nèi)部和外部磁場方向有何區(qū)別？兩根鐵棒被磁化和小磁針有何異同？
解析通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場很類似，要注意在磁體內(nèi)部的磁感線的分布應該是從S極指向N極的．
答案A
拓展探究如圖2所示，
圖2
小磁針靜止在通電螺線管的旁邊，請在圖上標出電流的方向．
答案見解析
解析根據(jù)通電螺線管的磁場與小磁針的相互作用情況可以判斷：螺線管的右邊應該是S極．再根據(jù)安培定則，右手握住螺線管，
大拇指指螺線管的N極，其余四指的方向就是通電螺線管中的電流方向，即電流從右邊流入，左邊流出，如右圖所示．
通電導線的磁場有以下幾種常見的情況：①通電直導線的磁場，大拇指的方向為電流的方向，四指的指向為磁場的方向．②通電螺線管的磁場，四指的環(huán)繞方向是電流的方向，大拇指的指向是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向．③通電線圈相當于單匝的通電螺線管.
題型二磁通量問題
如圖3所示，
圖3
一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線，從磁鐵N極的左側(cè)A點運動到磁鐵S極的右側(cè)B點，A、B兩點關于磁鐵的中心對稱，則在此過程中，穿過環(huán)形線圈的磁通量將()
A．先增大，后減小
B．先減小，后增大
C．先增大，后減小、再增大，再減小
D．先減小，后增大、再減小，再增大
思維步步高A處的磁場方向向哪？從A運動到磁鐵N極過程中磁場的強弱怎樣變化？在穿過磁鐵的過程中穿過線圈的磁感線方向向哪？從S極向B運動的過程中，磁場強弱怎樣變化？磁通量怎樣變化？
解析在磁鐵內(nèi)部磁感應強度最大，磁感線條數(shù)最多，在A端和B端，磁鐵的部分磁感線通過線圈，而在磁鐵中間，磁鐵的全部磁感線通過線圈，只在外部有少量的抵消，因此穿過線圈的磁通量先增大后減?。?br> 答案A
拓展探究條形磁鐵豎直放置，
圖4
閉合圓環(huán)水平放置，條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心，如圖4所示，若圓環(huán)為彈性環(huán)，其形狀由Ⅰ擴大到Ⅱ，那么圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化的情況是()
A．磁通量增大B．磁通量減小
C．磁通量不變D．條件不足，無法確定
答案B
解析磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部是由S極到N極，而外部是由N極回到S極，而磁通量是穿過某個面的磁感線的凈條數(shù)，故B正確．
磁通量問題要注意以下幾個問題：①磁通量的定義式Φ＝BS中的面積為有效面積，是線圈平面在垂直于磁感線方向的投影．②當磁鐵穿過線圈時，在磁鐵內(nèi)部的磁感線是從S極指向N極的.

一、選擇題
1．如圖5所示，
圖5
帶負電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是()
A．N極豎直向上
B．N極豎直向下
C．N極沿軸線向左
D．N極沿軸線向右
答案D
2．關于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()
①一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運動電荷，一切磁作用都是電流或運動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用②除永久磁鐵外，一切磁場都是由運動電荷或電流產(chǎn)生的③根據(jù)安培的分子電流假說，在外界磁場作用下，物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時，物體就被磁化，兩端形成磁極④磁就是電，電就是磁，有磁必有電，有電必有磁
A．②③④B．②④C．①③D．①②③
答案C
解析②錯誤在于永久磁體之所以顯磁性的原因是內(nèi)部分子電流規(guī)律分布．④錯誤的原因是靜止的電荷周圍就沒有磁場．只有運動電荷才能產(chǎn)生磁場．
圖6

3．如圖6所示，圓環(huán)上帶有大量的負電荷，當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()
A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)
B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)
C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)
D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)
答案B
4．磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的．對磁場認識正確的是()
A．磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況
B．磁感線總是由N極出發(fā)指向S極
C．某點磁場的方向與放在該點的小磁針靜止時N極所指方向一致
D．若在某區(qū)域內(nèi)通電導線不受磁場力的作用，則該區(qū)域的磁感應強度一定為零
答案C
解析根據(jù)磁感線的特點：(1)磁感線在空間內(nèi)不能相交；(2)磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極；(3)磁感線的切線方向表示磁場的方向(小磁針靜止時N極指向)．可判斷選項A、B錯誤，C正確．通電導線在磁場中是否受力與導線在磁場中的放置方式有關，故D錯．
5.
圖7
南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進行科學測量．“雪龍?zhí)枴笨疾礻爢T一次實驗如下：在地球南極附近用彈簧測力計豎直懸掛一未通電螺線管，如圖7所示．下列說法正確的是()
A．若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將減小
B．若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大
C．若將b端接電源正極，a端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大
D．不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計示數(shù)均不變
答案AC
解析在地球南極附近即為地磁N極，螺線管相當于一條形磁鐵，根據(jù)右手螺旋定則判斷出“條形磁鐵”的極性．
6．如圖8所示，
圖8
在條形磁鐵外套有A、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量ΦA與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較()
A．ΦAΦB
B．ΦAΦB
C．ΦA＝ΦB
D．不能確定
答案A
解析Φ＝Φ內(nèi)－Φ外，對A、B兩環(huán)Φ內(nèi)相同，而B的Φ外大于A的，所以ΦAΦB.
7．如圖9所示，
圖9
螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內(nèi)部，則()
A．放在a處的小磁針的N極向左
B．放在b處的小磁針的N極向右
C．放在c處的小磁針的S極向右
D．放在a處的小磁針的N極向右
答案BD
解析
由安培定則，通電螺線管的磁場如右圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點磁場方向向右，則小磁針在a點時，N極向右，則A項錯，D項對；在b點磁場方向向右，則磁針在b點時，N極向右，則B項正確；在c點，磁場方向向右，則磁針在c點時，N極向右，S極向左，則C項錯．
二、計算論述題
8．如圖10所示，
圖10
面積是0.5m2的矩形導線圈處于磁感應強度為20T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直，如圖中Ⅰ位置，則穿過該線圈的磁通量是多少？若線圈平面與磁場方向夾角為60°，如圖Ⅱ位置，則穿過該線圈的磁通量又是多少？
答案10Wb8.66Wb
解析已知S＝0.5m2，B＝20T
(1)因為線圈平面與磁場垂直，所以
ΦⅠ＝BS＝20×0.5Wb＝10Wb
(2)因為線圈平面與磁場方向夾角為60°，所以
ΦⅡ＝BSsinθ＝20×0.5×sin60°Wb＝8.66Wb.
9．如圖11所示，
圖11
一根通電直導線垂直放在磁感應強度B＝1T水平向右的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點，已知a點的實際磁感應強度為零，則b、c、d三點的磁感應強度分別是多少？方向如何？
答案Bb＝2T，與水平方向成45°斜向右上
Bc＝2T，方向水平向右
Bd＝2T，與水平方向成45°斜向右下
解析
a、b、c、d各點的磁場均為勻強磁場與電流的磁場的疊加，并且電流在這四點所產(chǎn)生的磁感應強度B′大小相等，由于Ba=0，則B′=B=1T，由安培定則可知，導線中電流方向向外，則在b、c、d電流的磁場如右圖所示．
，θ=45°，即Bb與水平方向成45°斜向右上
Bc=B′+B=2T，方向水平向右
，α=45°，即Bd與水平方向成45°斜向右下
10．如圖12所示，
圖12
有一個垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1cm,1匝；B線圈半徑為2cm,1匝；C線圈半徑為0.5cm，1匝．問：
(1)在B減為0.4T的過程中，A和B中磁通量各改變多少？
(2)當磁場方向轉(zhuǎn)過30°角的過程中，C中的磁通量改變多少？
答案(1)1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb
(2)8.4×10－6Wb
解析(1)設圓形磁場區(qū)域的半徑為R
對線圈AΦ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2
磁通量的改變量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|
＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb
對BΔΦ＝|Φ2－Φ1|
＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb
(2)對線圈C：設C線圈的半徑為r
Φ1＝Bπr2sinθ1，Φ2＝Bπr2sinθ2
磁通量的改變量：
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝Bπr2(sin90°－sin60°)＝8.4×10－6Wb

第4節(jié)磁場對通電導線的作用力
要點一磁場對電流作用探秘
1．磁場對電流作用的研究方法
不管是電流還是磁體，對通電導線的作用都是通過磁場來實現(xiàn)的，因此必須要清楚導線所在位置的磁場分布情況，然后結(jié)合左手定則準確判斷導線的受力情況和將要發(fā)生的運動，在實際操作過程中．往往采用以下幾種方法：
(1)電流元法
把整段導線分為多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導線所受合力的方向，從而確定導線的運動方向．
(2)等效法
環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立．
2．判斷安培力的方向應注意的問題
在解決有關磁場對電流的作用問題時，能否正確判斷安培力的方向是解決問題的關鍵，在判定安培力的方向時要注意以下兩點：
(1)安培力的方向總是既與磁場方向垂直，又與電流方向垂直，也就是說安培力的方向總是垂直于磁場和電流所決定的平面．
(2)在具體判斷安培力的方向時，由于受到靜電力方向判斷方法的影響，有時錯誤地認為安培力的方向沿著磁場方向．為避免這種錯誤，同學們應該把靜電力和安培力進行比較，搞清力的方向與場的方向關系及區(qū)別．
具體問題如下表：
靜電力安培力
研究對象點電荷電流元
受力特點正電荷受力方向與電場方向相同，負電荷相反安培力方向與磁場方向和電流方向都垂直
判斷方法結(jié)合電場線方向和電荷正、負判斷用左手定則判斷
要點二磁電式電流表
1．均勻輻向磁場
蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的(如圖3－4－3所示)，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行．線圈所處的磁感應強度的大小都相同．
圖3－4－3
2．安培力力矩
當電流通過線圈的時候，線圈上跟鐵柱軸線平行的兩邊都受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動．線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動角度的增大而增大．當這種阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩增大到同安培力產(chǎn)生的使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動．由轉(zhuǎn)動角度即指針對應刻度可以確定電流大小，由擺動方向反映電流方向．
3．磁電式電流表的特點
(1)表盤的刻度均勻，θ∝I.
(2)靈敏度高，量程較小，過載能力差．
(3)滿偏電流Ig，內(nèi)阻Rg反映了電流表的最主要特性．

1.“安培定則”和“左手定則”有何區(qū)別和聯(lián)系？
(1)在適用對象上：安培定則研究電流(直流電流、環(huán)形電流、通電螺線管電流)產(chǎn)生磁場時，電流與其產(chǎn)生的磁場的磁感線二者方向的關系；左手定則研究通電導線(或運動電荷)在磁場中受力時，F(xiàn)、I、B三者方向的關系．
(2)在電流與磁場的關系上：安培定則中的“磁場”與“電流”密不可分，同時存在、同時消失，“磁場”就是電流的磁效應產(chǎn)生的磁場；左手定則中的“磁場”與“電流”可以單獨存在，“磁場”是外加的磁場，不是通電導線產(chǎn)生的磁場．
(3)在因果關系上：安培定則中的“電流”是因，“磁場”為果，正是有了電流(直流電流、環(huán)形電流、螺線管電流)才出現(xiàn)了由該電流產(chǎn)生的磁場；左手定則中的“磁場”和“電流”都是“因”，磁場對通電導線的作用力是“果”，有因才有果，而此時的兩個“因”對產(chǎn)生磁場對導線的作用力來說缺一不可．
(4)判斷電流方向選取定則的原則：當已知磁感線的方向，要判斷產(chǎn)生該磁場的電流方向時，選用安培定則判斷電流的方向；當已知導體所受安培力的方向時，用左手定則判斷電流的方向．
2．應用公式F＝BIL求安培力大小應注意的問題
(1)B與L垂直
圖3－4－4
(2)L是有效長度，如圖3－4－4所示，曲線ACB中如果有電流為I，則其所受安培力垂直AB向左，大小為F＝BIL.
(3)求通電導線平衡問題中所需B的最小值及方向時，先求所需安培力的最小值和方向，再由左手定則及B與I垂直的情況求出所需磁場的大小和方向．因B與I垂直時安培力最大，故由垂直狀態(tài)得出
圖3－4－5
的磁感應強度就是最小值．如圖3－4－5所示，若使質(zhì)量為m的通電導體棒在光滑的斜面上保持靜止，所加的磁場方向垂直斜面向上時，B最小．若只要求保持靜止，則B的方向可以有無數(shù)個.
一、安培力方向的判斷
【例1】如圖3－4－6所示，用兩根相同的細繩水平懸掛一段均勻載流直導線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F.為使F＝0，可能達到要求的方法是()
圖3－4－6
A．加水平向右的磁場B．加水平向左的磁場
C．加垂直紙面向里的磁場D．加垂直紙面向外的磁場
答案C
解析要使繩子的拉力變?yōu)榱?，加上磁場后，應使導線所受安培力等于導線的重力，由左手定則可判斷，所加磁場方向應垂直紙面向里，導線所受安培力向上．
二、安培力的大小
【例2】一根長為0.2m、電流為2A的通電導線，放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是()
A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．0
答案BCD
解析據(jù)安培力的定義，當磁感應強度B與通電電流I方向垂直時，磁場力有最大值為F＝BIL＝0.5×2×0.2N＝0.2N．當兩方向平行時，磁場力有最小值為0N．隨著二者方向夾角的不同，磁場力大小可能在0.2N與0N之間取值.

1.在圖中，標出了磁場的方向、通電直導線中電流I的方向，以及通電直導線所受安培力F的方向，其中正確的是()

答案C
2．關于磁場對通電直導線的作用力(安培力)，下列說法中正確的是()
A．通電直導線在磁場中一定受到安培力的作用
B．通電直導線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場的方向垂直
C．通電直導線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直
D．通電直導線在磁場中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面
答案BCD
3.
圖3－4－7
通電直導線A與圓形通電導線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖3－4－7所示的電流時，通電直導線A受到水平向________的安培力作用．當A、B中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導線A所受到的安培力方向水平向______．
答案右右
解析由圖可知，直導線A位于導線環(huán)B產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，根據(jù)左手定則，可判斷導線A受到的安培力方向向右．當A、B中的電流方向改變時，A導線處于導線B產(chǎn)生垂直向外的磁場中，同時導線A的電流方向改變，依據(jù)左手定則可以判定，A受安培力仍水平向右．
4．當電流的方向與磁場的方向不垂直時，如何確定安培力的方向？試總結(jié)安培力的方向有何特點？
答案當電流方向與磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直于電流與磁場所決定的平面，仍可用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不是垂直進入掌心．
安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面(即始終垂直于磁場的方向和電流的方向)，但磁場方向與電流方向不一定垂直.
題型一安培力的考查
如圖1所示，
圖1
在同一水平面的兩導軌相互平行，并在豎直向上的磁場中，一根質(zhì)量為3.6kg、有效長度為2m的金屬棒放在導軌上，當金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運動；當金屬棒中的電流增大到8A時，金屬棒能獲得2m/s2的加速度．則磁場的磁感應強度為多少？
思維步步高導體棒在磁場中受到幾個力的作用？當金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運動，可以得到什么結(jié)論？什么力產(chǎn)生了加速度？
解析對金屬棒進行受力分析，利用牛頓第二定律可得：
當金屬棒中的電流為5A時
BI1L－F阻＝0①
當金屬棒中的電流為8A時
BI2L－F阻＝ma②
由①②整理方程組可得：
B＝ma(I2－I1)L＝3.6×2(8－5)×2T＝1.2T
答案1.2T
拓展探究如圖2所示，
圖2
原來靜止的圓形線圈通以逆時針方向的電流I.在其直徑AB上靠近B點放置一根垂直于線圈平面的固定不動的長直導線，并通以電流I′，方向如圖所示．在磁場力作用下，圓形線圈將怎樣運動？
答案繞直徑AB轉(zhuǎn)動
解析如右圖所示，
先用安培定則確定由I′產(chǎn)生的磁場，在圓環(huán)電流上找出對稱的兩個點M、N，由左手定則，M受安培力方向垂直于紙面向里，N受到的安培力方向垂直于紙面向外，圓形線圈上的其他對稱點受力情況相似，故圓形線圈繞直徑AB轉(zhuǎn)動．
①通電導線在磁場中的受力的大小由電流的大小、磁感應強度的大小、導線的長度以及導線和磁場方向的夾角幾個方面的因素決定．②通電導線在磁場中受到的安培力的方向用左手定則來進行判斷.
題型二安培力作用下的受力平衡
如圖3所示，
圖3
一邊長為h的正方形線圈A，其中電流I大小和方向(逆時針)均保持不變，用兩條長度恒為h的絕緣細繩靜止懸掛于水平長直導線CD的正下方．當導線CD中無電流時，兩細繩中張力均為FT；當通過CD的電流為i時，兩細繩中張力均降到αFT(0α1)；而當CD上的電流為i′時，兩細繩中張力恰好為零．已知通電長直導線的磁場中某點的磁感應強度B與該點到導線的距離r成反比．由此可知，CD中的電流方向、CD中兩次通入的電流大小之比ii′分別為()
A．電流方向向左
B．電流方向向右
C．電流大小之比ii′＝1＋α
D．電流大小之比ii′＝1－α
思維步步高當無電流時，線框受力情況如何？當通過電流之后，上下兩條邊受到的安培力的關系是什么？受到的安培力的大小和CD中電流的大小有什么關系？怎樣用公式表示這三種情況？
解析當無電流時，繩子的拉力等于線圈重力的12，當通過電流i時，繩子受力減小說明受到的安培力的方向向上，可判斷CD中的電流方向向左；由于線圈的上邊是下邊距離導線CD的距離的一半，所以受到的力是下邊的二倍，設下邊受力為F，則F＋2αFT＝mg，當通過的電流為i′時，繩子沒有張力，設此時下邊受力為F′，則此時F′＝mg，整理可得結(jié)論．
答案AD
拓展探究如圖4所示，
圖4
在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導體棒．當導體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可將導體棒置于勻強磁場中，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時針至水平向左的過程中，關于B的大小的變化，正確的說法是()
A．逐漸增大B．逐漸減小
C．先減小后增大D．先增大后減小
答案C
解析通電導線在斜面上受到重力、支持力和磁場力，當磁場方向豎直向上時，導線受到的磁場力方向水平向右．當磁場方向水平向左時，磁場力的方向豎直向上，把重力、支持力和磁場力放在一個三角形中進行研究，可知磁場力先減小后增大，所以磁感應強度先減小后增大．
通電導線在磁場中的平衡問題的解決方法：①分析通電導線的受力．②分析受到的磁場力的方向和大?。鄹鶕?jù)受力平衡列方程式．④根據(jù)平衡條件找出各個力之間的關系，求出相關的物理量.
一、選擇題
1．如圖5所示，
圖5
在勻強磁場B中，一根粗細均勻的通電導線置于水平桌面上，此時導線對桌面有壓力作用，要使導線對桌面的壓力為零，下列措施中可行的是()
A．增大電流強度B．減小磁感應強度
C．使電流反向D．使磁場反向
答案A
2．如圖6所示，
圖6
A為一水平放置的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導線，電流方向如圖中所示，當圓盤沿圖中所示方向高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動時，通電直導線所受磁場力的方向是()
A．豎直向上B．豎直向下
C．水平向里D．水平向外
答案C
解析根據(jù)圓盤帶電性質(zhì)和旋轉(zhuǎn)方向，可知圓盤上方磁場向上，根據(jù)左手定則可知導線受力水平向里．
3.如下所示的四個圖中，磁感線方向或平行紙面或垂直紙面，平行于紙面的導體ab中通有a→b的電流，當將ab導體以a端為軸，從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)動90°角(始終在紙面內(nèi))的過程中，通電導體所受安培力方向不發(fā)生變化的是()
答案AB
4．如圖7所示，
圖7
兩個完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運動情況是()
A．都繞圓柱轉(zhuǎn)動
B．以不等的加速度相向運動
C．以相等的加速度相向運動
D．以相等的加速度相背運動
答案C
解析同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但據(jù)牛頓第三定律知兩線圈間相互作用力必大小相等，所以選C項．
5.
圖8
把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸，并使它組成如圖8所示的電路．當開關S接通后將看到的現(xiàn)象是()
A．彈簧向上收縮
B．彈簧被拉長
C．彈簧上下跳動
D．彈簧仍靜止不動
答案C
解析當彈簧在重力作用下與液面接觸后構成回路，開關S接通螺線管每一環(huán)中電流方向同向，相互吸引而收縮，收縮后電路斷路，彈簧恢復原長，電路又重新接通，如此往復．
6．如圖9中①②③所示，在勻強磁場中，有三個通電線圈處于如下圖中所示的位置，則()
圖9
A．三個線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
B．只有②中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
C．只有①②中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
D．只有②③中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
答案B
解析①線圈中導線受力在水平方向；②線圈中導線受一轉(zhuǎn)動力矩；③線圈中導線不受力．
7．如圖10甲所示是磁電式電表的結(jié)構圖，圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項中正確的是()
圖10
①指針穩(wěn)定后，線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受到的磁力矩方向是相反的
②通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大
③在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強磁場
④在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受磁力矩與電流有關，而與所處位置無關
A．①②B．③④
C．①②④D．①②③④
答案C
解析當阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩增大到與安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動的力矩平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動，即兩力矩大小相等、方向相反，故①正確．磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，均勻輻向分布的磁場特點是大小相等、方向不同，故③錯，④正確．電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，故②正確，故C正確．
二、計算論述題
8.
圖11
在傾角為α的光滑斜面上，置一通有電流I，長為L，質(zhì)量為m的導體棒，如圖11所示，試問：
(1)欲使棒靜止在斜面上，外加勻強磁場的磁感應強度B的最小值和方向．
(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向．
答案(1)mgsinαIL垂直斜面向上(2)mgIL水平向左
解析(1)棒在斜面上處于靜止狀態(tài)，故受力平衡．棒共受三個力作用：重力大小為mg，方向豎直向下；彈力垂直于斜面，大小隨磁場力的變化而變化；磁場力始終與磁場方向及電流方向垂直，大小隨磁場方向不同而改變，但由平衡條件知：斜面彈力與磁場力的合力必與重力mg等大反向，故當磁場力方向與彈力方向垂直即沿斜面向上時，安培力最小Fmin＝mgsinα，所以B＝mgsinαIL，由左手定則知：B的方向應垂直于斜面向上．
(2)棒靜止在斜面上，又對斜面無壓力，則棒只受兩個力作用，即豎直向下的重力mg和磁場力F，由平衡條件知F＝mg，且磁場力F豎直向上，所以BIL＝mg，故B＝mgIL，由左手定則知B的方向水平向左．

9．如圖12所示，
圖12
導軌間的距離L＝0.5m，B＝2T，ab棒的質(zhì)量m＝1kg，物塊重G＝3N，ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，電源的電動勢E＝10V，r＝0.1Ω，導軌的電阻不計，ab棒電阻也不計，問R的取值范圍怎樣時棒處于靜止狀態(tài)？(g取10m/s2)
答案1.9Ω≤R≤9.9Ω
解析依據(jù)物體平衡條件可得：
恰不右滑時：G－μmg－BLI1＝0①
恰不左滑時：G＋μmg－BLI2＝0②
依據(jù)全電路歐姆定律可得：
E＝I1(R1＋r)③
E＝I2(R2＋r)④
聯(lián)立①③得：R1＝BLEG－mgμ－r＝9.9Ω
聯(lián)立②④得：R2＝BLEG＋mgμ－r＝1.9Ω
所以R的取值范圍為：1.9Ω≤R≤9.9Ω
10．如圖13是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖．兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸)，滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸．電源提供的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導軌流回電源，滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射．在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B＝kI，比例常量k＝2.5×10－6T/A.
已知兩導軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)＝1.5cm，滑塊的質(zhì)量m＝30g，滑塊沿導軌滑行x＝5m后獲得的發(fā)射速度v＝3.0km/s(此過程視為勻加速運動)．
圖13
(1)求發(fā)射過程中電源提供的電流是多大？
(2)若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？
答案(1)8.5×105A(2)1.0×109W1.2×103V
解析(1)由勻加速運動公式有
a＝v22x＝9×105m/s2
由安培力公式和牛頓第二定律，有
F＝IlB＝kI2l＝ma
因此I＝makl＝8.5×105A
(2)滑塊獲得的動能是電源輸出能量的4%，即
PΔt×4%＝12mv2
發(fā)射過程中電源供電時間Δt＝va＝13×10－2s
所需的電源輸出功率為P＝12mv2Δt×4%＝1.0×109W
由功率P＝UI，解得輸出電壓U＝PI＝1.2×103V

第三節(jié)“常見天氣系統(tǒng)”教學設計

一名優(yōu)秀負責的教師就要對每一位學生盡職盡責，高中教師在教學前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以更好的幫助學生們打好基礎，使高中教師有一個簡單易懂的教學思路。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢？以下是小編為大家收集的“第三節(jié)“常見天氣系統(tǒng)”教學設計”僅供參考，歡迎大家閱讀。

地理I（必修o人教版）第二章《地球上的大氣》

第三節(jié)"常見天氣系統(tǒng)"教學設計

江蘇省南菁高級中學、徐海龍、214400

●教學內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容的設計從教材結(jié)構上講是用于回答本單元引言部分提出的兩個設問："常見的天氣系統(tǒng)有哪些"和"氣象災害對人們的生產(chǎn)和生活有哪些危害"；也是在第一節(jié)"冷熱不均引起大氣運動"的理論基礎上，在第二節(jié)"氣壓帶和風帶"的全球大氣運動框架下對各地區(qū)常見天氣系統(tǒng)的具體分析，完整了前面所涉及的知識，如高氣壓、低氣壓、極鋒等；此外，本節(jié)內(nèi)容的掌握更可使學生將地球上的大氣有關知識學以致用，分析風云變幻的天氣現(xiàn)象。

●教學目標

一、知識與技能

知識要求：

1、掌握有關氣團、鋒面、鋒線及鋒的概念，理解氣團、鋒面的分類。

2、掌握不同鋒面、同一鋒面控制下的不同地區(qū)、同一鋒面控制下同一地區(qū)不同時間天氣的變化特點。

3、理解低壓、高壓與氣旋、反氣旋的關系及其對天氣變化的影響。

技能訓練：

1、培養(yǎng)學生從運動的角度分析解讀鋒面系統(tǒng)、氣旋反氣旋系統(tǒng)與天氣關系圖。

2、運用簡易天氣圖，說明天氣系統(tǒng)的活動特點及其帶來的天氣變化。