高中物理 第1章 從富蘭克林到庫(kù)侖 2_1 揭示電磁聯(lián)系的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)教師用書(shū) 滬科版選修1-1

《高中物理 第1章 從富蘭克林到庫(kù)侖 2_1 揭示電磁聯(lián)系的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)教師用書(shū) 滬科版選修1-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第1章 從富蘭克林到庫(kù)侖 2_1 揭示電磁聯(lián)系的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)教師用書(shū) 滬科版選修1-1（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2.1揭示電磁聯(lián)系的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)1(3分)如圖211所示，兩根完全相同的絕緣細(xì)線，把兩個(gè)質(zhì)量相等的小球懸掛在同一點(diǎn)O上，甲球的電荷量大于乙球的電荷量，則()圖211A甲、乙兩球都帶正電B甲、乙兩球都帶負(fù)電C甲球受到的靜電力大于乙球受到的靜電力D甲、乙兩球受到的靜電力大小相等【解析】從兩球互相遠(yuǎn)離的現(xiàn)象來(lái)看，兩球應(yīng)該帶的是同種電荷，但不能肯定小球究竟帶的是哪種電荷；由于甲和乙之間的作用力屬于作用力和反作用力，故這兩個(gè)力一定大小相等、方向相反，故D正確【答案】D2(3分)下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)、摸不著的物質(zhì)B磁極間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行的C磁鐵吸引鐵釘、鐵屑的作用是通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行的D磁場(chǎng)只存在于磁鐵內(nèi)部【解析】磁場(chǎng)是磁體周?chē)嬖诘囊环N物質(zhì)磁極間相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行的，A、B、C均正確，磁場(chǎng)在磁鐵內(nèi)外部都存在D錯(cuò)誤故選D.【答案】D3(4分)在地球表面某處存在一豎直方向的電場(chǎng)，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子在此電場(chǎng)中恰好能懸浮于空中，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是_，由此可知該處地球表面帶_電荷(填“正”或“負(fù)”)【解析】帶負(fù)電的粒子受重力和電場(chǎng)力平衡，所以電場(chǎng)力應(yīng)向上，場(chǎng)強(qiáng)向下，地球表面帶負(fù)電【答案】向下負(fù)課標(biāo)導(dǎo)思1.了解前人對(duì)磁的探究過(guò)程，了解奧斯特實(shí)驗(yàn)，知道幾種典型磁場(chǎng)的特點(diǎn)2知道安培定則，能用安培定則判定電流周?chē)艌?chǎng)的磁感線分布(重點(diǎn)難點(diǎn))一、吉爾伯特的斷言1吉爾伯特于1600年出版的巨著論磁是物理學(xué)史上第一部系統(tǒng)闡述磁現(xiàn)象的科學(xué)著作2吉爾伯特的認(rèn)識(shí)誤區(qū)：他認(rèn)為電與磁是兩種截然無(wú)關(guān)的現(xiàn)象，并得到庫(kù)侖的認(rèn)可早期電磁學(xué)領(lǐng)域中兩位杰出的先驅(qū)者的觀點(diǎn)深深影響著科學(xué)家的思想，以至在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們都將電和磁作為孤立的問(wèn)題加以研究二、奧斯特的探索118世紀(jì)中葉陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象(1)1713年，一名英國(guó)商人發(fā)現(xiàn)，雷電過(guò)后，他的新刀叉竟帶上磁性(2)1751年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)，萊頓瓶放電后，縫紉針被磁化了2奧斯特的探索(1)奧斯特的觀念：信奉自然力是統(tǒng)一的，可以相互轉(zhuǎn)化，物理學(xué)不再是關(guān)于運(yùn)動(dòng)、熱、光、空氣、電磁以及我們所知道的任何其他現(xiàn)象的零散羅列，我們將把整個(gè)宇宙容納在一個(gè)體系中(2)丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特通過(guò)多年的探索，在1820年通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線可以使小磁針偏轉(zhuǎn)，從而證明了電流的磁效應(yīng)(3)奧斯特的發(fā)現(xiàn)終于使分離了千百年的電與磁，被小磁針的偏轉(zhuǎn)聯(lián)系在一起了3小磁針“偏轉(zhuǎn)”的實(shí)質(zhì)通電導(dǎo)線跟磁體一樣，能產(chǎn)生磁場(chǎng)，它就是依靠磁場(chǎng)這種物質(zhì)對(duì)磁針發(fā)生作用的即三、安培的貢獻(xiàn)1安培根據(jù)通電直導(dǎo)線對(duì)不同位置處的磁針的作用總結(jié)出判斷電流磁場(chǎng)方向的右手螺旋法則(即安培定則)2安培定則(1)通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)：用右手握住導(dǎo)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)通電螺線管磁場(chǎng)：用右手握住螺線管讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向也就是說(shuō)，大拇指指向通電螺線管的北(N)極四、奧斯特實(shí)驗(yàn)的意義奧斯特的發(fā)現(xiàn)為電磁學(xué)的研究開(kāi)辟了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，它對(duì)人們認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)特征和研究事物間的聯(lián)系都有很大的推動(dòng)作用根據(jù)奧斯特實(shí)驗(yàn)所揭示的電流磁效應(yīng)，很快研制出了電磁鐵，在生產(chǎn)實(shí)踐中體現(xiàn)了它的價(jià)值.一、對(duì)磁場(chǎng)的理解磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣，都是物質(zhì)磁場(chǎng)是磁體周?chē)嬖诘囊环N特殊物質(zhì)，說(shuō)它“特殊”是因?yàn)樗臀覀兂Ｒ?jiàn)的以分子、原子、離子組成的物質(zhì)不同，它不是以微粒組成的物質(zhì)的形式存在，而是以一種“場(chǎng)”的形式存在；說(shuō)它是“物質(zhì)”是因?yàn)樗臀覀兂Ｒ?jiàn)的實(shí)物一樣，能對(duì)放入其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用因此我們說(shuō)磁場(chǎng)和我們常見(jiàn)的桌子、房屋、水和空氣一樣，是一種客觀存在的物質(zhì)磁體間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生的【特別提醒】磁場(chǎng)力是非接觸力，磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，具有力的性質(zhì)也具有能的性質(zhì).磁體之間的磁場(chǎng)力通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生.二、電流周?chē)拇艌?chǎng)直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無(wú)磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越小與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)，是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越小安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖【深化探究】我們利用電場(chǎng)線和磁感線分別形象地描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，那么磁感線與電場(chǎng)線有什么不同之處？提示：磁感線是閉合曲線，電場(chǎng)線起于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處)，止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn)處).一、對(duì)奧斯特實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的探究在做“奧斯特實(shí)驗(yàn)”時(shí)，下列操作現(xiàn)象最明顯的是()A沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長(zhǎng)線上B沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方C通電導(dǎo)線沿南北方向放置在磁針的正上方D通電導(dǎo)線沿東西方向放置在磁針的正上方【導(dǎo)析】認(rèn)真閱讀教材中奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁場(chǎng)的史實(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探索的艱苦與偶然性【解析】把導(dǎo)線沿南北方向放置在靜止于地磁場(chǎng)中的磁針的正上方，通電時(shí)磁針發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)故選C.【答案】C奧斯特的實(shí)驗(yàn)本題通過(guò)奧斯特實(shí)驗(yàn)考查小磁針在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)但要注意，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)對(duì)磁針的影響1.如圖212所示，a、b、c三枚小磁針?lè)謩e在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當(dāng)這些小磁針靜止時(shí)，小磁針N極的指向是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940014】圖212Aa、b、c均向左Ba、b、c均向右Ca向左，b向右，c向右Da向右，b向左，c向右【解析】小磁針靜止時(shí)N極的指向與該點(diǎn)磁感線方向相同，如果a、b、c三處磁感線方向確定，那么三枚磁針靜止時(shí)N極的指向也就確定所以，只要畫(huà)出通電螺線管的磁感線如圖所示，即可知a磁針的N極在左邊，b磁針的N極在右邊，c磁針的N極在右邊【答案】C二、安培定則的應(yīng)用在圖213中，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場(chǎng)中某處小磁針N極的指向或磁感線方向請(qǐng)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向圖213【導(dǎo)析】靈活利用安培定則，根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)小磁針的作用特點(diǎn)加以分析判斷【解析】根據(jù)安培定則，可以確定：【答案】如圖所示應(yīng)用安培定則注意的問(wèn)題應(yīng)用安培定則時(shí)，要注意直線電流和環(huán)形電流的區(qū)別，同時(shí)要看清所給圖示是立體圖、橫截面圖還是縱截面圖2(多選)如圖214所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過(guò)程中，在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況，下列說(shuō)法中正確的是()圖214A帶同種電荷B帶異種電荷CB帶正電DA帶正電【解析】?jī)稍浦g放電，說(shuō)明它們帶有異種電荷，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；小磁針N極向里，說(shuō)明電流上方磁感線(磁場(chǎng))方向向里，由安培定則可判定電流由A向B，故A帶正電，B帶負(fù)電，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確【答案】BD1人們?cè)缭诠?、7世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵、磁石指南等現(xiàn)象，如圖215所示是最早的指南儀器司南，形似勺子、勺柄是其南極，則司南靜止時(shí)，勺柄所指的方向是()圖215A東方B北方C西方D南方【解析】地球磁場(chǎng)的地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近由于司南勺柄是其南極，靜止時(shí)應(yīng)指向地磁北極，即指向地理南極【答案】D2磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向規(guī)定為，小磁針在磁場(chǎng)中()A受磁場(chǎng)力的方向B北極所受磁場(chǎng)力的方向C南極所受磁場(chǎng)力的方向D受磁場(chǎng)力作用轉(zhuǎn)動(dòng)的方向【解析】物理學(xué)規(guī)定磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)樾〈裴槺睒O所受磁場(chǎng)力的方向，或靜止時(shí)小磁針北極的指向【答案】B3(多選)下列哪些物體周?chē)欢ù嬖谥艌?chǎng)()A地球B通電導(dǎo)線C電子束D靜止的帶電金屬球【解析】磁體及運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)嬖诖艌?chǎng)，所以靜止的帶電金屬球周?chē)淮嬖诖艌?chǎng)，A、B、C正確【答案】ABC4下列各圖為電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布圖，正確的分布圖是()ABCD【解析】根據(jù)安培安則可知，正確【答案】C5圖216中電磁鐵的N、S極標(biāo)的正確的是()圖216【解析】根據(jù)電池的接法和導(dǎo)線的繞向以及安培定則可判斷選項(xiàng)B正確【答案】B學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)(五) (建議用時(shí)：45分鐘)1若地磁場(chǎng)是由地球表面帶電產(chǎn)生的，則地球表面帶電情況為()A正電B負(fù)電C南半球?yàn)檎姡卑肭驗(yàn)樨?fù)電D無(wú)法確定【解析】假定地磁場(chǎng)是由環(huán)形電流形成的，由于地磁場(chǎng)的N板在地理南極附近，則由安培定則可知，環(huán)形電流的方向?yàn)闁|向西但由于地球的自轉(zhuǎn)方向?yàn)樽晕飨驏|，所以要想形成由東向西的環(huán)形電流，則地球表面必須帶負(fù)電【答案】B2.如圖217所示為磁場(chǎng)、磁場(chǎng)作用力演示儀中的亥姆霍茲線圈，在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)亥姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)，則()圖217A小磁針N極向里轉(zhuǎn)B小磁針N極向外轉(zhuǎn)C小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng)D小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng)【解析】由安培定則可知，螺線管內(nèi)部的磁感線向里，小磁針N極的受力方向即為該處的磁場(chǎng)方向【答案】A3關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法中正確的是()A兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場(chǎng)B磁感線總是從N極到S極C磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致D兩個(gè)磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交【解析】磁感線是為了形象描繪磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)方向，曲線疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，所以C正確，A錯(cuò)誤；在磁體外部，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錯(cuò)誤【答案】C4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(lèi)越多D硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引【解析】磁體能吸引硬幣，只能說(shuō)明硬幣中含有磁性材料，但不一定含有鐵硬幣在磁場(chǎng)中被磁化而帶磁性，所以才被磁鐵吸引故選D項(xiàng)正確【答案】D5正在通電的條形電磁鐵的鐵芯突然斷成兩截，則兩截鐵心將() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22940015】A互相吸引 B互相排斥C不發(fā)生相互作用D無(wú)法判斷【解析】磁體斷開(kāi)后就成為兩個(gè)磁體，靠近的磁極相反，相互吸引【答案】A6如圖218所示，已標(biāo)出電流I和該電流產(chǎn)生的磁感線的方向，其中符合安培定則的是()圖218【解析】根據(jù)安培定則可知選項(xiàng)C正確【答案】C7超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，對(duì)磁體有排斥作用這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車(chē)就采用了這項(xiàng)技術(shù)，磁體懸浮的原理是()超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相同超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相反超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài)超導(dǎo)體對(duì)磁體的磁力與磁體的重力相平衡A BCD【解析】由于超導(dǎo)體無(wú)電阻，當(dāng)磁鐵靠近時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大電流，當(dāng)使磁體懸浮在空中時(shí)，說(shuō)明磁體的磁場(chǎng)與超導(dǎo)體的磁場(chǎng)方向相反，由此知D正確【答案】D8如圖219所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的N極的指向?yàn)開(kāi)圖219【解析】沿OO方向看，金屬環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因帶負(fù)電，負(fù)電荷順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，等效電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，由安培定則知過(guò)圓心的磁感線從O指向O，所以小磁針最后N極向左【答案】沿軸線向左9利用電流的磁效應(yīng)，可以用小磁針和一些導(dǎo)線做成一種簡(jiǎn)便的靈敏電表(如圖2110所示)，用它可以檢查電路或電器是否有斷路的地方使用的時(shí)候，先轉(zhuǎn)動(dòng)底板，使磁針靜止的方向跟它上方的導(dǎo)線方向平行，然后用兩支表筆去接觸要檢查的電路的兩端，從磁針是否偏轉(zhuǎn)就能知道電路中是否有斷路的地方試說(shuō)明這種電表的原理圖2110【解析】我們知道直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線是一系列以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，放在導(dǎo)線上面的磁針將受到磁場(chǎng)力的作用，方向與導(dǎo)線垂直因此，為了檢測(cè)導(dǎo)線中是否有電流，使用前需要把磁針調(diào)整到與導(dǎo)線平行的位置，如果兩表筆接觸電路時(shí)，磁針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明導(dǎo)線中有電流通過(guò)，電路導(dǎo)通；如果兩表筆接觸電路，磁針不偏轉(zhuǎn)，則電路中存在斷路【答案】見(jiàn)解析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(niǎo)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(lái)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(lèi)航海時(shí)一樣使用指南針嗎？大量和長(zhǎng)期的觀察研究表明，這些生物從原居處遠(yuǎn)行后再回到原居處，的確是與地球磁場(chǎng)有關(guān)的我們來(lái)看看一些觀察研究的情況首先關(guān)于鴿子的觀察研究曾將兩組鴿子分別綁上強(qiáng)磁性的永磁鐵塊和弱磁性的銅塊，在遠(yuǎn)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(chǎng)干擾，使鴿子不能識(shí)別地球磁場(chǎng)其次關(guān)于海龜回游的觀察研究對(duì)出生在美國(guó)東南海岸的一種海龜游動(dòng)進(jìn)行的觀察發(fā)現(xiàn)，幼海龜在大西洋中沿著順時(shí)針路線出游，經(jīng)過(guò)若干年后又能回到出生地產(chǎn)卵這些海龜是依靠什么導(dǎo)航呢？有的觀察研究者認(rèn)為同地球磁場(chǎng)有關(guān)，并進(jìn)行了這樣的實(shí)驗(yàn)研究在裝有海水并加上人造磁場(chǎng)的大容器中放入海龜，其沿某一方向游行當(dāng)人造磁場(chǎng)反向時(shí)，海龜?shù)挠蝿?dòng)也反向這表明磁場(chǎng)是影響海龜?shù)挠涡械?