高中物理選修3-1第1部分 第三章《磁場(chǎng)》第1節(jié) 磁現(xiàn)象 磁場(chǎng) 教科

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三章 第1節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向三 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 考向二 1 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 首次揭示了電與磁間的相互關(guān)系 2 磁體和電流周圍存在磁場(chǎng) 磁場(chǎng)對(duì)磁極和電流有力的作用 一切磁作用都是通過磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的 3 磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而引入的 磁感線的疏密程度可以描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 4 電流周圍的磁場(chǎng)方向可以用安培定則判定 磁體外部磁感線由N極出發(fā)指向S極 1 我國古代對(duì)磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用 1 春秋戰(zhàn)國記載的天然磁石吸引鐵的現(xiàn)象和指示南北方向的特征 2 北宋時(shí)期發(fā)明了 并很快用于航海 3 磁石治療疾病 史記 本草綱目 中均有記載 指南針 2 電與磁的相互聯(lián)系現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及第二次產(chǎn)業(yè)革命 1 發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng) 2 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 打開了電氣化技術(shù)時(shí)代的大門 導(dǎo)致了人類歷史上的第二次產(chǎn)業(yè)革命 3 信息技術(shù)中的磁現(xiàn)象 1 原理 磁性物質(zhì)能夠把磁場(chǎng)對(duì)它的作用記錄下來 長久保存且能在一定條件下復(fù)現(xiàn) 2 應(yīng)用 制成磁存儲(chǔ)部件或設(shè)備 如磁帶 磁盤 磁鼓 磁卡等 奧斯特 4 生物體中的磁現(xiàn)象 1 鴿子識(shí)歸巢 候鳥辨遷途 海龜找 故鄉(xiāng) 均可能與這些動(dòng)物對(duì)的敏感有關(guān) 2 人體器官也存在磁性 3 醫(yī)院里使用的核磁共振斷層成像裝置等 地球磁場(chǎng) 1 磁性是物質(zhì)的一種普遍屬性 大到宇宙星體 小到電子 質(zhì)子等微觀粒子 幾乎都會(huì)有磁性 地球就是一個(gè)巨大的磁體 其表面的磁性較強(qiáng) 甚至在一些生物體內(nèi)也會(huì)含有微量強(qiáng)磁性物質(zhì) 如Fe3O4 鴿子正是利用這種體內(nèi) 外磁性的相互作用來辨別方向的 若在鴿子身上縛一塊永久磁鐵 且其附近的磁場(chǎng)比地磁場(chǎng)強(qiáng) 則 A 鴿子仍能辨別方向B 鴿子更容易辨別方向C 鴿子會(huì)迷失方向D 不能確定鴿子是否會(huì)迷失方向 解析 鴿子 認(rèn)家 的本領(lǐng)是通過體內(nèi)磁性與外部地磁場(chǎng)的相互作用來辨別方向的 若在鴿子身上縛上一塊磁鐵后 由于磁鐵的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)共同與鴿子體內(nèi)磁性物質(zhì)發(fā)生相互作用 從而使鴿子不能正確地區(qū)分地磁場(chǎng)的作用 也就不能辨別正確的方向 選項(xiàng)C正確 答案 C 自學(xué)教材 1 磁場(chǎng)磁體 電流周圍存在 2 磁場(chǎng)的基本特性對(duì)處在它里面的磁極或電流有力的作用 一切磁相互作用都是通過來實(shí)現(xiàn)的 磁場(chǎng) 磁場(chǎng) 3 磁感線 1 定義 磁感線是一些假想的有方向的曲線 曲線上每一點(diǎn)的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向 曲線的表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 曲線疏的地方磁場(chǎng)弱 曲線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng) 2 物理意義 形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 3 磁場(chǎng)的方向 在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)小磁針?biāo)艽帕Φ姆较?就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 切線 疏密 N極 4 幾種常見的磁場(chǎng) 1 磁體周圍的磁場(chǎng) 圖3 1 1 2 電流周圍的磁場(chǎng) 安培定則a 直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)用右手握住導(dǎo)線 讓伸直的拇指所指的方向跟電流方向 彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向 b 環(huán)形電流或螺線管周圍的磁場(chǎng)讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向 伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向 一致 一致 三種常用的電流的磁場(chǎng)分布 3 地磁場(chǎng) 地球是個(gè)大磁體 其內(nèi)部和外部都存在磁場(chǎng) 如圖3 1 2所示 地軸的地理北極用Ng表示 地磁場(chǎng)南極用Sm表示 地磁南 北極的連線SmNm偏離地軸約為11 5 圖3 1 2 地磁場(chǎng)特點(diǎn) 在赤道附近 地磁場(chǎng)沿水平方向 在地磁南極和北極 地磁場(chǎng)沿豎直方向 在其他地方 地磁場(chǎng)與水平面成一定角度叫磁傾角 重點(diǎn)詮釋 1 磁感線的特點(diǎn) 1 為形象地描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線 實(shí)際并不存在 2 磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng) 稀疏的地方磁場(chǎng)弱 3 磁感線的方向 磁體外部從N極指向S極 磁體內(nèi)部從S極指向N極 4 磁感線閉合而不相交 不相切 也不中斷 5 磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 2 磁感線與電場(chǎng)線的比較 2 下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中 正確的是 A 磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣 是客觀存在的特殊物質(zhì)B 磁場(chǎng)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(chǎng)只有在磁極與磁極 磁極與電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生 解析 磁體和通電導(dǎo)體周圍都存在磁場(chǎng) 磁體之間或電流之間相互作用都是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的 故A正確 答案 A 例1 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(dāng)鋼條甲靠近時(shí) 小磁針自動(dòng)遠(yuǎn)離 當(dāng)鋼條乙靠近時(shí)小磁針自動(dòng)靠近 則 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 思路點(diǎn)撥 鋼條有磁性與磁極間有磁力的作用 當(dāng)鋼條無磁性時(shí) 靠近磁極 被磁化后也可有磁力作用 解析 磁體能吸引鐵磁性物質(zhì) 同名磁極相互排斥 異名磁極相互吸引 排斥的兩者必然都是磁體 吸引時(shí)至少有一個(gè)是磁體 鋼條甲靠近小磁針時(shí) 小磁針自動(dòng)遠(yuǎn)離 說明它們相互排斥 則甲一定有磁性 當(dāng)乙靠近小磁針時(shí) 它們相互吸引 這時(shí)可能有兩種情況 一是乙沒有磁性 此時(shí)屬于磁體與鐵磁性物質(zhì)相互吸引 二是乙有磁性 且與小磁針是異名磁極 此時(shí)屬于異名磁極相互吸引 故D正確 答案 D 兩者相互排斥時(shí) 一定是同名磁極在相互作用 兩者相互吸引時(shí) 則可能是異名磁極的吸引 也可能是磁體吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的結(jié)果 1 實(shí)驗(yàn)表明 磁體能吸引一元硬幣 對(duì)這種現(xiàn)象解釋正確的是 A 硬幣一定是鐵做的 因?yàn)榇朋w能吸引鐵B 硬幣一定是鋁做的 因?yàn)榇朋w能吸引鋁C 磁體的磁性越強(qiáng) 能吸引的物質(zhì)種類越多D 硬幣中含有磁性材料 磁化后能被吸引 解析 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(chǎng)中能夠被磁化獲得磁性 因而能夠被磁體吸引 答案 D 例2 下列關(guān)于電場(chǎng)線和磁感線的說法中 正確的是 A 電場(chǎng)線和磁感線都是電場(chǎng)或磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線B 磁場(chǎng)中兩條磁感線一定不相交 但在復(fù)雜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是可以相交的C 電場(chǎng)線是一條不閉合曲線 而磁感線是一條閉合曲線 磁感線分布較密的地方 同一試探電荷所受的磁場(chǎng)力也越大D 電場(chǎng)線越密的地方 同一試探電荷所受的電場(chǎng)力越大 思路點(diǎn)撥 電場(chǎng)線和磁感線都是為了形象地描述場(chǎng)而引入的 熟悉各自的特點(diǎn) 掌握它們的聯(lián)系與區(qū)別是正確處理此類問題的關(guān)鍵 解析 電場(chǎng)線與磁感線分別是為了形象描述電場(chǎng) 磁場(chǎng)而引入的假想線 實(shí)際不存在 A錯(cuò) 兩種場(chǎng)線的切線方向均表示相應(yīng)的場(chǎng)方向 兩種場(chǎng)線都不會(huì)相交 B錯(cuò) 電場(chǎng)線起始于正電荷 終止于負(fù)電荷 而磁感線在磁體外部由N極指向S極 在磁體內(nèi)部由S極指向N極 組成閉合曲線 C對(duì) 電場(chǎng)線越密 表示該處電場(chǎng)越強(qiáng) 同一試探電荷在此處受電場(chǎng)力越大 D對(duì) 答案 CD 1 從電場(chǎng) 磁場(chǎng)的概念理解兩種場(chǎng)線的相似點(diǎn) 矢量性 線的切線 強(qiáng)弱 線的疏密 方向的唯一性 空間任意一點(diǎn)場(chǎng)線不相交 2 從兩種場(chǎng)線的區(qū)別理解兩種場(chǎng)的區(qū)別 電場(chǎng)線 電荷有正負(fù) 電場(chǎng)線有始終 磁感線 N S極不可分離 磁感線閉合 2 關(guān)于磁感線的描述 下列哪些是正確的 A 磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止B 自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部 其N極指向螺線管的北極C 磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向D 兩條磁感線的空隙處不存在磁場(chǎng) 解析 磁感線是一條條的閉合曲線 在磁體的外部由N極到S極 而在磁體的內(nèi)部則由S極到N極 故選項(xiàng)A是不正確的 通電螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似 是由S極到N極的 即磁場(chǎng)方向也是從S極指向N極 所以放置在其中的小磁針N極必然是指向磁場(chǎng)方向 即螺線管的北極 故選項(xiàng)B正確 由磁感線的定義知選項(xiàng)C正確 磁感線是為研究問題方便而假想的曲線 磁場(chǎng)中磁感線有無數(shù)條 故提出兩條磁感線之間是否有空隙 是否存在磁場(chǎng)等類似問題是毫無意義的 故選項(xiàng)D不正確 答案 BC 例3 如圖3 1 3所示 直流電源跟一個(gè)線圈連接成閉合回路 線圈的上方和右側(cè)各有一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針 由圖得出的結(jié)論正確的是 A 小磁針的c端為N極 電源的a端為正極B 小磁針的c端為N極 電源的a端為負(fù)極C 小磁針的d端為N極 電源的a端為正極D 小磁針的d端為N極 電源的a端為負(fù)極 圖3 1 3 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)可按以下思路進(jìn)行 解析 根據(jù)小磁針的N極方向可以確定通電線圈外部上方磁場(chǎng)的方向 然后應(yīng)用安培定則確定線圈中的電流方向 從而判斷電源a為負(fù)極 同時(shí)判斷d為N極 答案 D 1 在螺線管外部可用 同名磁極相斥 異名磁極相吸 判斷小磁針指向 在螺線管內(nèi)部上述結(jié)論不成立 2 不論在螺線管內(nèi)部還是外部 小磁針N極的指向總是與磁感線的方向一致 這個(gè)結(jié)論是普遍適用的 若在線圈中心也有一個(gè)小磁針 試判斷此小磁針N極的指向 解析 在線圈內(nèi)部磁感線的方向由左向右 故小磁針N極應(yīng)指向右方 答案 小磁針N極指向右方 點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入 隨堂基礎(chǔ)鞏固 點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全