2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 磁場 第1節(jié) 磁現(xiàn)象和磁場教學(xué)案 選修-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第1節(jié) 磁現(xiàn)象和磁場1磁體是具有磁性的物體，磁體有n、s兩個極,同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。2奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),首次揭示了電與磁的聯(lián)系。3磁場是一種特殊的物質(zhì)，它對放入其中的磁體、電流有力的作用。4地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，因此,磁針并非準(zhǔn)確地指向南北，其間有一個夾角，這就是地磁偏角，簡稱磁偏角。5火星上沒有一個全球性的磁場,所以指南針在火星上不能工作。一、磁現(xiàn)象及電流的磁效應(yīng)1磁現(xiàn)象（1）磁性：物質(zhì)具有吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性。（2）磁體：天然磁石和人造磁鐵都叫做磁體。（3)磁極:磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極。能夠自由轉(zhuǎn)動的

2、磁體,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).（4）磁極間相互作用規(guī)律:自然界中的磁體總存在著兩個磁極，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引.2電流的磁效應(yīng)(1)奧斯特實驗：把導(dǎo)線沿南北方向放置在指向南北的磁針上方，通電時磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動.（2)意義：奧斯特實驗發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，即電流可以產(chǎn)生磁場,首先揭示了電與磁的聯(lián)系.二、磁場1磁體、電流間的相互作用（1）磁體與磁體間存在相互作用.(2）通電導(dǎo)線對磁體有作用力，磁體對通電導(dǎo)線也有作用力。(3)兩條通電導(dǎo)線之間也有作用力.2磁場（1）定義：磁體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)線之間，以及通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的相互作用,是通過磁場

3、發(fā)生的,磁場是磁體或電流周圍一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)。（2）基本性質(zhì)：對放入其中的磁體或通電導(dǎo)線有力的作用。三、地球的磁場1地磁場圖3。1。1地球本身是一個磁體，n極位于地理南極附近,s極位于地理北極附近。自由轉(zhuǎn)動的小磁針能顯示出地磁場的方向，這就是指南針的原理。2磁偏角小磁針的指向與正南方向之間的夾角。3太陽、月亮、其他行星等許多天體都有磁場。1自主思考判一判(1)奧斯特實驗說明了磁場可以產(chǎn)生電流。(）(2）天然磁體與人造磁體都能吸引鐵質(zhì)物體。()(3）單獨一個帶電體可以只帶正電荷(或負(fù)電荷）,同樣磁體也可以只有n極或s極。()（4）地磁場能使小磁針的兩極指向正南正北。（）（5）地理的南

4、北極與地磁的南北極并不重合,地磁的北極在地理北極附近。（)(6）磁場的基本性質(zhì)是對處在磁場中的磁極或電流有力的作用。（)2合作探究議一議（1)若將一條形磁體從中間截開后，是不是一部分為北極，另一部分為南極？提示：不是,磁體從中間分開后，成為兩個小磁體，任何一磁體均有兩個磁極。（2)指南針是我國古代四大發(fā)明之一，現(xiàn)在你知道指南針為什么指南嗎？提示：地磁場方向由南指向北 ，水平放置的小磁針處于地磁場中，在地磁場作用下,靜止時n極指北，s極指南.對磁場和奧斯特實驗的理解1電場與磁場的比較電場磁場場源電荷磁體、電流、運動電荷基本性質(zhì)對放入其中的電荷有電場力的作用對放入其中的磁體、通電導(dǎo)線有磁場力的作用

5、相同點磁場和電場都是客觀存在的特殊物質(zhì),都具有能量2奧斯特實驗（1）實驗時，通電直導(dǎo)線要南北方向水平放置，磁針要與導(dǎo)線平行地放在導(dǎo)線的正下方或正上方。以保證電流的磁場與地磁場方向不同而使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動。(2）由于地磁場使磁針指向南北方向，直導(dǎo)線通電后小磁針改變指向說明通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁場，即電流周圍產(chǎn)生磁場,也就是電流的磁效應(yīng).1奧斯特實驗說明了（)a磁場的存在b磁場的方向性c電流可以產(chǎn)生磁場 d磁體間有相互作用解析：選c奧斯特實驗中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在磁場,即電流產(chǎn)生了磁場.故正確答案為c。2(多選)關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用,下列說法正確的是（）圖3。1。2a

6、甲圖中,電流不產(chǎn)生磁場,電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的b乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線的力是通過磁體的磁場發(fā)生的c丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的d丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的解析：選bc導(dǎo)線中的電流對小磁針的作用、磁體對電流的作用、電流之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的，故b、c均正確。3以下說法中正確的是(）a磁場和電場一樣,是客觀存在的特殊物質(zhì)b磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規(guī)定的c磁極與磁極間是直接發(fā)生作用的d磁場和電場是同一種物質(zhì)解析:選a磁場是客觀存在于磁極或電流周圍的一種物質(zhì)，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，a對，b錯；磁極與磁極之間、磁極與電流之間、

7、電流與電流之間的作用都是通過磁場發(fā)生的，并不需要物體之間直接接觸，c錯；磁場是一種特殊物質(zhì)，它的基本特點是對放入磁場中的磁極、電流有磁場力的作用;而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對放入電場中的電荷有電場力的作用，但它不會對放入電場中的磁極產(chǎn)生力的作用，因此，磁場和電場是兩種不同的物質(zhì)，各自具有其本身的特點，d錯。對地磁場的理解1地磁場的方向地磁n極位于地理南極附近,地磁s極位于地理北極附近，但它們位置的差別不是很大，因此我們一般認(rèn)為：（1)地理南極正上方磁場方向豎直向上，地理北極正上方磁場方向豎直向下.(2)在赤道正上方，距離地球表面高度相等的點，磁場的強(qiáng)弱相同，且方向水平

8、向北。(3）在南半球，地磁場方向向北偏向上方；在北半球,地磁場方向向北偏向下方。2磁偏角的形成磁偏角是小磁針的指向與正南、正北方向間的夾角，磁偏角的存在是因為地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，小磁針靜止時，它的兩極分別指向地磁兩極而不是地理兩極，所以產(chǎn)生了磁偏角。3地磁場的作用由于磁場對運動電荷有力的作用，故射向地球的帶電粒子,其運動方向會發(fā)生變化，不能到達(dá)地球.因此，地磁場對地球生命有保護(hù)作用。典例地球是一個大磁體，在地面上放置一個小磁針，小磁針的南極指向地磁場的南極;地磁場的北極在地理南極附近；赤道附近地磁場的方向和地面平行;北半球地磁場方向相對地面是斜向上的;地球上任何地方的地磁場方向都

9、是和地面平行的。以上關(guān)于地磁場的描述正確的是()abc d解析求解該題應(yīng)先明確地磁場的特點及地球表面各處地磁場的方向.地面上的小磁針靜止時，磁針南極應(yīng)指向地磁場的北極.地磁場的南極在地理北極附近，地磁場的北極在地理南極附近，因此地磁場的方向在赤道附近和地面平行，北半球地磁場方向相對地面是斜向下的，南半球斜向上方.答案d對地磁場理解的三大誤區(qū)（1）將地理南北極與地磁場的南北極混淆，誤將地理南極(或北極)當(dāng)作地磁場的南極（或北極)。（2)誤認(rèn)為地理兩極與地磁場的兩極位置重合.事實上，兩者位置并不重合，地磁場的兩極在地理兩極的附近。(3)誤認(rèn)為地球上各點的磁場方向都是和地面平行的.事實上，除赤道外，

10、南北半球的磁場都有豎直分量。 1如圖31。3所示,假設(shè)將一個小磁針放在地球的北極點上，那么小磁針圖3。1。3的n極將(）a指北b指南c豎直向上 d豎直向下解析：選d我們已經(jīng)知道地球的地理北極點上可以近似地認(rèn)為是地磁的南極,根據(jù)磁體的同性相斥，異性相吸，所以小磁針的n極將豎直向下，故選d。2（多選）下列說法正確的是（)a地球是一個巨大的磁體,其n極在地球南極附近，s極在地球北極附近b地球表面的磁場的豎直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下c地球的周圍存在著磁場，但地磁的兩極與地理的兩極并不重合，其間有一個夾角,這就是磁偏角,磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是相同的d在地球表面各點磁場強(qiáng)

11、弱相同解析:選ab地磁場類似于條形磁鐵的磁場，所以在地球表面赤道上的磁場最弱，選項d不正確。在地球上不同位置,磁偏角的數(shù)值是不同的，因此c不正確。故選a、b。1實驗表明:磁體能吸引一元硬幣,對這種現(xiàn)象的解釋正確的是()a硬幣一定是鐵做的，因為磁體能吸引鐵b硬幣一定是鋁做的，因為磁體能吸引鋁c磁體的磁性越強(qiáng)，能夠吸引的物質(zhì)種類越多d硬幣中含有磁性材料，磁化后能夠被吸引解析：選d一元硬幣為鋼芯鍍鎳，鋼和鎳都是磁性材料，放在磁體的磁場中能夠被磁化獲得磁性，因而能夠被磁體吸引,故選項d正確。2。 (多選)家用照明電路中的兩根導(dǎo)線是相互平行的，當(dāng)用電器正常工作時,兩根導(dǎo)線中有如圖1所示的大小、方向周期性

12、變化的電流，關(guān)于兩根導(dǎo)線之間的作用力,下列說法正確的是(）圖1a兩根導(dǎo)線之間始終沒有作用力b火線中電流產(chǎn)生的磁場會對零線產(chǎn)生力的作用，但火線不會受到力的作用c兩根導(dǎo)線之間有時有作用力,有時沒有d零線對火線有作用力時，火線對零線也一定有作用力解析:選cd零線與火線中的電流始終等大反向，當(dāng)火線中有電流時，零線中也有電流，此時火線中電流產(chǎn)生的磁場會對零線產(chǎn)生力的作用,反過來零線中電流產(chǎn)生的磁場也會對火線產(chǎn)生力的作用；在某些時刻,火線和零線中的電流均為零，則此時兩根導(dǎo)線之間沒有力的作用。故選項c、d正確.3使不帶電的兩個物體相互靠近，但不接觸，下列說法中正確的是()a若沒有相互作用，則兩個物體都不是磁

13、體b若相互吸引，則只能有一個是磁體c若相互吸引，則兩個物體都是磁體d若相互排斥,則兩個物體都是磁體解析：選d若兩個物體沒有相互作用,則兩個物體可能都不是磁體，也可能一個是磁體另一個不是鐵質(zhì)物體，選項a錯誤;若兩個物體相互吸引，則可能兩個物體都是磁體,也可能兩個物體中一個是磁體另一個不是磁體（但應(yīng)為鐵質(zhì)物體),選項b、c錯誤；若兩物體相互排斥，則兩個物體必定都是磁體,選項d正確。4.如果你看過中央電視臺體育頻道的象棋講座,就會發(fā)現(xiàn)棋子都是由磁性材料制成的.棋子不會掉下來是因為(）圖2a質(zhì)量小，重力可以忽略不計b受到棋盤對它向上的摩擦力c棋盤對它的吸引力與重力平衡d它一方面受到棋盤的吸引力,另一方

14、面還受到空氣的浮力解析：選b磁性棋子受到棋盤的吸引力而對棋盤產(chǎn)生壓力,棋盤對棋子有彈力,重力使棋子有向下滑動的趨勢，因此棋子受到棋盤對它向上的靜摩擦力，此力和重力平衡,使棋子不會掉下來（由于空氣浮力遠(yuǎn)小于重力,故可以忽略不計）.選項b正確。5.舉世矚目的上海磁懸浮列車線是世界上第一條投入商業(yè)運營的磁懸浮列車線，其全程共30 km，列車最高速度可達(dá)552 km/h，單向運行約8 min。磁懸浮列車底部裝有電磁鐵，軌道地面上則安裝有線圈。通過地面線圈與列車上的電磁鐵之間的排斥力使列車懸浮起來.地面線圈的上端磁極極性與列車上的電磁鐵下端極性總保持（）圖3a相同b相反c不能確定 d以上均不對解析：選a

15、磁懸浮列車采用磁場力使列車與軌道分離并懸浮起來，減小摩擦阻力，地面線圈與列車上的電磁鐵間存在斥力,相對的磁極極性應(yīng)相同。6。信鴿有驚人的遠(yuǎn)距離辨認(rèn)方向的本領(lǐng)。為了弄清信鴿究竟靠什么來判斷方向，科學(xué)家們曾經(jīng)做過這樣一個實驗：把幾百只訓(xùn)練有素的信鴿分成兩組，在一組信鴿的翅膀下縛了一塊小磁鐵，而在另一組信鴿的翅膀下縛一塊大小相同的銅塊，然后把它們帶到離鴿舍數(shù)千米至數(shù)十千米的地方,逐批放飛,結(jié)果絕大部分縛銅塊的信鴿飛回到鴿舍，而縛著磁鐵的信鴿卻全部飛散了，這一實驗證實了人們的一個猜想信鴿高超的認(rèn)路本領(lǐng)是依賴于 （）圖4a信鴿的眼力和對地形地貌極強(qiáng)的記憶力b信鴿對地磁場的感應(yīng) c信鴿發(fā)射并接收反射回來的

16、超聲波 d信鴿發(fā)射并接收反射回來的次聲波解析：選b信鴿翅膀下的磁鐵影響了信鴿對地磁場方向的判斷，影響了飛行方向。7物理實驗都需要有一定的控制條件。奧斯特做電流磁效應(yīng)實驗時，應(yīng)排除地磁場對實驗的影響。關(guān)于奧斯特的實驗，下列說法中正確的是()a該實驗必須在地球赤道上進(jìn)行b通電直導(dǎo)線應(yīng)該豎直放置c通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置d通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置解析：選d小磁針靜止時指向南北，說明地磁場的方向為南北方向，當(dāng)導(dǎo)線南北方向放置時，能產(chǎn)生東西方向的磁場,把小磁針放置在該處時，可有明顯的偏轉(zhuǎn)，故選d.8下列關(guān)于磁場的說法中正確的是（）a磁體周圍的磁場看不見、摸不著，所以磁場不是客觀存在的b將小磁

17、針放在磁體附近,小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因為受到磁場力的作用c把磁體放在真空中，磁場就消失了d當(dāng)磁體周圍撒上鐵屑時才能形成磁場，不撒鐵屑磁場就消失解析：選b理解磁場的物質(zhì)性時應(yīng)與電場類比，磁場看不見、摸不著，但不會因主觀意志而存在或消失，磁場與電場一樣,都是場物質(zhì)。磁場是磁體、電流或運動電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。說它“特殊”，是因為它和我們常見的以分子、原子、離子組成的物質(zhì)不同,它不是以微粒形式存在，而是以一種“場”的形式存在；說它是“物質(zhì)”,是因為它和我們常見的實物一樣，能對放在其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。因此我們說磁場是和我們常見的桌子、房屋、水和空氣一樣,是一種客觀存在的物質(zhì).雖然

18、它看不見、摸不著,但可以通過它的基本性質(zhì)反映出來.9如圖5所示，彈簧測力計下掛一鐵球，將彈簧測力計緩慢向上移動時，圖5彈簧測力計的示數(shù)(）a不變 b逐漸減小c先減小再增大 d先增大再減小解析：選b彈簧測力計向上移動時，鐵球受到的磁場力逐漸減小，因此彈簧測力計的示數(shù)減小。選項b正確。10在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài),發(fā)現(xiàn)小磁針的n極突然向東偏轉(zhuǎn),由此可知()a一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的n極靠近小磁針b一定是小磁針正北方向有一條形磁鐵的s極靠近小磁針c可能是小磁針正上方有電子流自東向西水平通過d可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過解析：選d正常情況下,由于地磁場的作用，小磁針的n極應(yīng)指向北方,而小磁針的n極向東偏轉(zhuǎn)，說明小磁針受到外加磁場的作用，可能在小磁針的東方有一條形磁鐵的s極靠近小磁針，也可能是在小磁針正上方有電子流自南向北水平通過，產(chǎn)生了由北向南的電流