高中物理 第2章 磁及其應用 第1節(jié) 磁性與磁場教師用書 魯科版選修1-1

第1節(jié)磁性與磁場課標解讀重點難點1.了解磁體的吸鐵性和指向性2.了解磁場的概念3.知道地球是一個大磁體，能解釋指南針指示南北的原因4.知道磁偏角.1.磁場的概念，地磁兩極的位置(重點)2.磁偏角(難點)奇妙的磁性1.基本知識(1)磁性：能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質(2)磁體：具有磁性的物體(3)磁極：磁體上磁性特別強的區(qū)域稱為磁極，磁體都有兩極，即北(N)極和南(S)極2思考判斷(1)任何磁體都有兩個磁極()(2)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引()3探究交流為什么說指南針的發(fā)明，使航海事業(yè)得到了發(fā)展？【提示】在茫茫大海上航行，人很容易迷失方向，在指南針出現(xiàn)之前，人們只能夜晚依靠北極星，白晝通過太陽確定方向，若天氣變化，則無法辨別方向有了指南針，人們就可以在海上遠行，所以說指南針的發(fā)明，使航海事業(yè)得到了發(fā)展.磁場的概念1.基本知識磁體周圍存在著磁場，磁體與磁體之間、磁體與鐵釘之間的作用力都是通過磁場來傳遞的2思考判斷(1)磁場對處在其中的磁極有力的作用()(2)磁場是一種物質，具有能量()3探究交流看圍棋講座時會發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動，但不會掉下來，你知道這是為什么嗎？【提示】這是因為棋子和棋盤都是由磁性材料做成的，它們之間存在著磁力，從而使棋子和棋盤之間存在著彈力，使棋子受到一個與重力平衡的向上的靜摩擦力，所以棋子不會掉下來.地球是個大磁體1.基本知識(1)地磁場：地球本身是一個大磁體，地磁南極和地磁北極分別位于地理北極和地理南極附近，地球周圍存在的磁場叫地磁場(2)磁偏角：地磁兩極與地理兩極并不重合水平放置的磁針，它的指向與地理子午線并不一致，而是有一夾角，叫磁偏角在地球上的各個地方，磁偏角是不同的2思考判斷(1)地磁場能使小磁針的兩極指向正南正北()(2)地理的南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()3探究交流信鴿千里歸巢是一件再普通不過的事情為鴿子導航的“地圖”在哪兒？為什么在暴風雨天氣或者在出現(xiàn)日食的日子鴿子會迷路？圖211【提示】科學研究發(fā)現(xiàn)，讓信鴿迷路的原因是既看不見又摸不著的地球磁場因為信鴿在飛行時是依靠地球的磁場定位的，它們的鼻子就是接受磁場回波的“雷達”這些回波通過鼻子傳給大腦，由大腦發(fā)出指令當?shù)厍虼艌鍪艿饺缣鞖饣蛉帐车纫蛩馗蓴_時，就會導致信鴿失去方向對磁場的理解【問題導思】1磁場是客觀存在的物質嗎？【提示】是2磁極之間的相互作用是通過什么實現(xiàn)的？【提示】磁場磁場與電場一樣，都是物質磁場是磁體周圍存在的一種特殊物質1說它“特殊”是因為它和我們常見的以分子、原子、離子組成的物質不同，它不是以微粒組成的物質的形式存在，而是以一種“場”的形式存在2說它是“物質”是因為它和我們常見的實物一樣，能對放入其中的磁體、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3磁體間的相互作用是通過磁場來產生的磁場力是非接觸力磁場是一種實際存在的物質，也具有能量下列說法中錯誤的是()A磁場是一種看不見、摸不著的物質B磁極間的相互作用是通過磁場進行的C磁鐵吸引鐵釘、鐵屑的作用是通過磁場進行的D磁場只存在于磁鐵內部【審題指導】根據(jù)磁場的特點逐一進行分析【解析】磁場是磁體周圍存在的一種物質磁極間相互作用就是通過磁場進行的，A、B、C均正確磁場在磁鐵內、外部都存在，D錯誤故選D.【答案】D磁場是磁體周圍存在的一種物質，磁極間的相互作用是通過磁場來進行的1下列關于磁場的說法中，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磁極與磁極之間是直接發(fā)生作用的D磁場只有在磁極與磁極發(fā)生作用時才產生【解析】磁極與磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，故C錯誤；磁場具有能量，對磁極有力，是一種客觀存在的物質，A正確，B錯誤；磁場在磁極周圍始終存在，D錯誤【答案】A對地磁場的理解【問題導思】1地磁場的方向均與地面平行嗎？【提示】不是2地磁場的磁偏角是固定不變的這種說法對嗎？【提示】不對1地磁場的特點(1)地磁場的N極、S極與地理的南、北極相反，但稍有偏差(2)地磁場的水平分量總是從地球的南極指向地球的北極，豎直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下(3)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁場強弱相等，距離地面高度越高，磁場越弱，方向總是水平向北2地磁場的意義(1)對自然界中生物的生活習性和人類生活、生產具有重要意義例如候鳥的遷移、魚類的回游等(2)人類的行軍、航海、礦產勘探都離不開地磁場(3)地磁場是地球生命的保護傘，能防止來自太陽的高速離子流直射地球，威脅生命關于地磁場，下列敘述正確的是()A地球的地磁兩極和地理兩極重合B我們用指南針確定方向，指南針指南的一極是指南針的北極C磁偏角在地球不同位置是相同的D地磁的北極在地理南極附近【審題指導】地磁兩極與地理兩極并不完全重合，存在磁偏角在地球不同位置磁偏角不同要準確確定地理位置就要考慮磁偏角【解析】地球是一個大磁體，其磁北極(N極)在地理南極附近，磁南極(S極)在地理北極附近，并不重合指南針指南的一極應該是磁針的南極(S極)磁偏角在地球不同位置是不同的，所以選項D正確【答案】D磁偏角在地球不同位置是不同的，且由于地球磁極的緩慢移動，磁偏角也緩慢變化使用指南針，不能得出準確的地理位置2地球是一個大磁體，它的磁場分布情況與一個條形磁鐵的磁場分布情況相似，以下說法正確的是() 【導學號：31870011】A地磁場的方向沿地球上經線方向B地磁場的方向是與地面平行的C地磁場的方向是從北指向南方向的D在地磁南極上空，地磁場的方向是豎直向下的【解析】地磁場的方向由南向北，只有赤道位置平行于地面，因磁偏角的存在，地磁場的方向并不沿地球上經線方向，故A、B、C均錯誤，在地磁南極上空，地磁場的方向是豎直向下的，D正確【答案】D【備課資源】(教師用書獨具)鴿子回家和海龜回游許多人都知道，家里養(yǎng)的鴿子可以從離家?guī)资?、幾百甚至上千公里的地方飛回家里；燕子、大雁等候鳥每年都在春秋兩季分別從南方飛回北方，又從北方飛到南方；一些海龜從棲息的海灣游出幾百、幾千公里后又能回到原來的棲息處它們是如何辨別方向的？尤其是在茫茫的海洋上難道它們也像人類航海時一樣使用指南針嗎？大量和長期的觀察研究表明，這些生物從原居處遠行后再回到原居處，的確是與地球磁場有關的我們來看看一些觀察研究的情況首先關于鴿子的觀察研究曾將兩組鴿子分別綁上強磁性的永磁鐵塊和弱磁性的銅塊，在遠離鴿巢放飛后，綁有銅塊的鴿子全部都飛回鴿巢，但大部分綁有永磁鐵塊的鴿子卻迷失方向而未返回鴿巢這表明永磁鐵塊的磁場干擾，使鴿子不能識別地球磁場其次關于海龜回游的觀察研究對出生在美國東南海岸的一種海龜游動進行的觀察發(fā)現(xiàn)，幼海龜在大西洋中沿著順時針路線出游，經過若干年后又能回到出生地產卵這些海龜是依靠什么導航呢？有的觀察研究者認為同地球磁場有關，并進行了這樣的實驗研究，在裝有海水并加上人造磁場的大容器中放入海龜，其沿某一方向游行當人造磁場反向時，海龜?shù)挠蝿右卜聪蜻@表明磁場影響海龜?shù)挠涡?下列說法中正確的是()A指南針指出的“北”不是真正的北，兩者有一定的差別B地球兩極與地磁兩極不重合，地磁南極在地球南極附近，地磁北極在地球北極附近C在任何星球上都能利用指南針進行方向的判斷D我國是最早在航海上使用指南針的國家【答案】AD2有關條形磁鐵的說法，錯誤的是()A條形磁鐵的兩個磁極磁性最強，中間磁性最弱B把條形磁鐵分成兩段后，每一段只有一個磁極C條形磁鐵分成兩段后，每一段還是有兩個磁極D把條形磁鐵用細線懸掛起來，靜止后能指南北【解析】條形磁鐵磁極磁性最強，中間最弱，且懸線懸掛靜止后N極指北；分成兩段后仍然有兩個磁極所以選項A、C、D說法正確，選項B說法錯誤【答案】B3一位科學家在野外考察時，發(fā)現(xiàn)隨身攜帶的能自由轉動的小磁針靜止時沿豎直方向，且N極向下，則他的位置在()A赤道附近B地理南極附近C地理北極附近 D某座高山上【解析】小磁針豎直向下時應位于地磁兩極，又因為是N極向下，所以根據(jù)異名磁極相互吸引，應位于磁極S極，即地理的北極附近選項C正確【答案】C4判斷兩根鋼條甲和乙是否有磁性，可將它們的一端靠近小磁針的N極或S極當鋼條甲靠近時，小磁針自動遠離，當鋼條乙靠近時小磁針自動靠近，則() 【導學號：31870012】A兩根鋼條均有磁性B兩根鋼條均無磁性C鋼條甲一定有磁性，鋼條乙一定無磁性D鋼條甲一定有磁性，鋼條乙可能有磁性【解析】鋼條甲靠近小磁針時，小磁針自動遠離，說明它們相互排斥，則甲一定有磁性當乙靠近小磁針時，它們相互吸引，這時可能有兩種情況：一是乙沒有磁性，此時屬于磁體與鐵磁性物質相互吸引；二是乙有磁性，且與小磁針是異名磁極，此時屬于異名磁極相互吸引【答案】D學業(yè)達標測評(五)(建議用時：45分鐘)1以下關于地磁場的說法中不正確的是()A地磁場是地球的盾牌，起著保護地球上的生命的作用B地磁場的N極在地理北極附近，但不與北極重合C極光現(xiàn)象與地球的磁場有關D指南針只有在磁場類似于地球磁場的天體上才能正常工作【解析】宇宙中射向地球的高能粒子，由于地磁場的作用，大量粒子被偏轉，人類和其他生命才得以延續(xù)，故A正確地磁場的N極應在地理南極附近，B錯誤極光現(xiàn)象是地磁場將射向地球的帶電粒子偏轉到地球的兩極，帶電粒子與大氣相互作用而發(fā)出的光，C正確指南針是利用地磁場對它的作用才實現(xiàn)指“南”的，故D正確【答案】B2甲、乙兩塊條形磁鐵異名磁極相互靠近，下列關于乙磁鐵北極受力原因的說法正確的是()A甲的南極直接施力給乙的北極B甲通過自己的磁場施力給乙的北極C甲通過自己的磁場施力給乙的磁場D以上說法均不對或不全面【解析】磁極之間的作用力實際上是磁極的周圍產生的磁場對磁極的作用力，因此B正確【答案】B3磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈通過地面線圈與列車上的電磁體排斥力使列車懸浮起來地面線圈上的極性與列車上的電磁體下極極性總保持()A相同 B相反C不能確定 D以上均不對【解析】磁懸浮列車要實現(xiàn)磁懸浮，地面線圈上的極性與列車上的電磁體下極極性總保持相同，A正確【答案】A4.如圖212所示，a、b、c三根鐵棒中有一根沒有磁性，則這一根是()圖212AaBbCc D都有可能【解析】由圖知，b、c排斥，所以b、c一定有磁性，選A.【答案】A5下列說法正確的是() 【導學號：31870013】A磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產生的B磁極周圍存在磁場C磁極與磁極間的作用不是通過磁場產生的D磁場和電場是同一種物質【解析】磁極與磁極的相互作用，實質上是磁極在磁場中受到的力，所以選項A正確，選項B正確，選項C不正確磁場和電場性質、本質不同，所以它們不是同一種物質，所以選項D不正確【答案】AB6把一條形磁鐵從中間切斷，則兩截磁鐵的兩個斷面間將()A互相吸引 B互相排斥C不發(fā)生相互作用 D無法判斷【解析】在任何一個磁體上，N極和S極總是成對出現(xiàn)的，切斷后的每截磁鐵都有N極和S極，而且兩截磁鐵的N極與S極相對，則互相吸引，故A對【答案】A7.如圖213所示，甲、乙兩個形狀、外表、顏色都相同的鐵棒，一根有磁性，一根沒有磁性，下列說法正確的是()圖213A甲能吸住乙，甲有磁性B甲能吸住乙，乙有磁性C甲吸不住乙，乙有磁性D甲吸不住乙，甲有磁性【解析】磁體兩極磁性強，中間磁性弱，由此作出判斷【答案】AC8關于地球的磁場，下列說法正確的是()A在地面上放置一個可自由轉動的小磁針，靜止時小磁針的南極指向地磁場的南極B地磁場的南極在地理北極附近C地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的D地球磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是不同的【解析】可自由轉動的小磁針靜止時南極指向地磁場的北極，A錯誤；地磁場的兩極和地理兩極是相反的，B正確；依據(jù)地磁場的空間分布，只有赤道上的磁場方向與地面平行，C錯誤；磁偏角是變化的，地磁兩極的位置也是變化的，D正確【答案】BD9某人在A地時發(fā)現(xiàn)指南針指向偏向東南一些而在B地時發(fā)現(xiàn)指南針又偏向西南一些，是指南針不靈了嗎？請解釋這種現(xiàn)象【答案】不是因為在地球上的不同位置，磁偏角不同，所以在不同的位置，指南針指向會有所不同10在醫(yī)院中，有一種儀器可以把病人吞下的金屬物品取出其結構是在一個有伸縮性的塑料管中放入用鋼線固定著的活動永久磁鐵，當儀器頂部接觸金屬物品時，醫(yī)生將鋼線從塑料管中緩慢拉出，再把塑料管拉出，就可以把金屬物取出(1)你能說出這種儀器的原理嗎？(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉環(huán)或一個回形針，哪種物體可以用這種儀器取出來？【答案】(1)利用磁鐵能吸引某些金屬物品，如鐵、鈷、鎳等(2)回形針11一個沒有標明南北極的小磁針，你能想辦法判斷它的磁極嗎？(1)A同學用一個已知磁性的小磁針，立刻得出了結果你知道他是怎樣得出的嗎？(2)B同學設計了這樣一個方案：他將小磁針固定在小塑料盤中，然后放在水中他的結論也是正確的，你能說出他利用了什么原理嗎？【答案】(1)A同學利用磁體磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引與已知磁極的小磁針的N極相吸引的，一定是未知小磁針的S極，若與已知磁極的小磁針的S極相吸引，一定是未知小磁針的N極(2)B同學利用了地磁場的影響，小磁針指地理南極的一端一定是小磁針的S極，指地理北極的一端一定是小磁針的N極12磁帶、磁卡、磁盤、磁信用卡等生活中的許多器具都利用了磁體的磁性，請你選擇你最熟悉的器具，簡述它是怎樣利用磁體的磁性來工作的【答案】 以磁帶為例，認識磁記錄的原理：磁帶為一具有磁性敷層的合成樹脂長帶，用于記錄聲音和影像錄制時，磁帶通過一塊電磁鐵(錄制頭)產生的磁場隨聲音或影像信號而改變當磁帶上的磁性顆粒通過磁頭時，變化的磁場會移動磁性顆粒，于是就“寫入”了一串相關磁性變化的信息當播放錄制內容時，磁帶再次通過相同的磁頭，磁帶上磁性顆粒的排列方式使通過磁頭的電流與錄制時的電流一致，如果破壞磁性粒子的排列方式，則可將所錄制的內容清除掉