201X_202x學年高中物理第三章磁場第一二節(jié)我們周圍的磁現象認識磁場粵教版選修3_1

1、第一節(jié)我們周圍的磁現象 第二節(jié)認識磁場,第三章磁場,1,物理觀念： 1.了解人類對磁現象的認識與應用. 2.了解地磁場及磁性材料. 3.了解磁場是客觀存在的物質，知道磁感線的特點及條形磁鐵、蹄形磁鐵周圍的磁感線分布. 4.掌握安培定則. 5.了解安培分子電流假說. 科學思維： 會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管周圍的磁感線方向. 科學態(tài)度與責任： 1.了解我國古代在磁現象方面的研究成果及對人類文明的影響. 2.了解各種磁現象在近、現代技術和生活中的應用,學科素養(yǎng)與目標要求,2,NEIRONGSUOYIN,內容索引,自主預習,達標檢測,課時對點練,預習新知 夯實基礎,檢測評價 達標過

2、關,注重雙基 強化落實,重點探究,啟迪思維 探究重點,3,自主預習,1.地磁場：地球由于本身具有 而在其周圍形成的磁場叫地磁場.地球磁體的N極位于地理 ，地球磁體的S極位于地理 ，地磁極與地理極并不重合(如圖1所示)，并有圍繞地理極做周期性 的現象,一、地磁場及磁性材料,運動,南極附近,北極附近,磁性,圖1,2.磁性材料： (1)定義：磁性材料是指磁化后磁性 的物質，也叫 物質,很強,鐵磁性,2,軟磁性材料,金屬磁性材料,1.磁場的來源： 和 周圍都存在磁場. 2.電流的磁效應： (1)丹麥物理學家 發(fā)現了電流的磁效應. (2)實驗現象：放在一條通電導線附近的小磁針發(fā)生了 ，最后停在與導線垂直

3、的方向上. 3.磁場是物質存在的一種特殊形式：磁體與 之間，磁體與 之間，通電導體與 之間的相互作用，都是通過 發(fā)生的. 4.磁場的基本性質：對放入其中的 或 產生力的作用,二、初識磁場,磁體,電流,磁體,奧斯特,通電導線,偏轉,通電導線,磁場,磁體,電流,1.磁場的方向：在磁場中的任一點，小磁針 受力的方向，亦即小磁針_ 時北極所指的方向，就是該點的磁場方向. 2.磁感線： (1)定義：在磁場中畫出一些有 的曲線，在這些曲線上每一點的 都跟這點的磁場方向一致. (2)特點：磁感線的 程度反映磁場 ，磁場強的地方磁感線,三、磁場的描述,北極,切線方向,方向,疏密,密,強弱,靜止,3.幾種常見的

4、磁場 (1)磁體周圍的磁場(如圖2,圖2,在磁體外部磁感線由 極指向 極,N,S,2)電流周圍的磁場 磁感線的方向由 定則判定： 通電直導線(或直線電流)周圍的磁場 用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向跟 一致，彎曲的四指所指的方向就是 的方向，如圖3所示,安培,磁感線環(huán)繞,電流方向,圖3,環(huán)形電流或通電螺線管周圍的磁場 讓右手彎曲的四指與 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線 的方向或通電螺線管 方向，也即指向螺線管的 極，如圖4所示,環(huán)形電流,軸線上磁感線,內部磁感線,N,圖4,判斷下列說法的正誤. (1)首先發(fā)現電流的磁效應的是丹麥物理學家奧斯特，他發(fā)現電流的周圍能產生磁場.(

5、 ) (2)大磁鐵的磁性較強，對小磁針的作用力大，但小磁針對大磁鐵的磁場力較小.( ) (3)磁極和磁極之間的相互作用是通過磁場產生的.( ) (4)通電直導線周圍磁場的磁感線是以導線為圓心的一系列同心圓.( ) (5)通電螺線管周圍的磁場類似于條形磁鐵周圍的磁場.( ) (6)無論是直線電流、環(huán)形電流還是通電螺線管的磁場，用安培定則判斷時，大拇指指的都是磁場方向.(,即學即用,重點探究,1.對磁場的認識 (1)磁場的客觀性：磁場與電場一樣，也是一種物質，是一種看不見而又客觀存在的特殊物質.存在于磁體、通電導線、運動電荷、變化電場、地球的周圍. (2)磁場的基本性質：對放入其中的磁極、電流、運

6、動的電荷有力的作用，而且磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的,一、磁場和磁感線,2.磁感線的特點 (1)為形象描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在. (2)磁感線上任一點的切線方向表示該點的磁場方向，即小磁針靜止時N極受力的方向. (3)磁感線的疏密表示磁場的強弱，密集的地方磁場強，稀疏的地方磁場弱. (4)磁感線的方向：磁體外部從N極指向S極，磁體內部從S極指向N極. (5)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷,3.地磁場(如圖5所示) (1)地磁北極正上方磁場方向豎直向上，地磁南極正上方磁場方向豎直向下. (2)在赤道正上方，地磁場方向水平向北. (3)在南半

7、球離地理南極較遠處，地磁場方向指向北偏上方；在北半球離地理北極較遠處，地磁場方向指向北偏下方. (4)由于磁場對運動電荷有力的作用，故射向地球的高速帶電粒子，其運動方向會發(fā)生變化，通常不能直接到達地球.因此地磁場對地球上的生物有保護作用,圖5,例1(多選)下列關于磁場和磁感線的說法中，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.磁感線可以用鐵屑來顯示，因而是真實存在的 D.磁感線上每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時N極所指的方向一致,解析磁場和電場一樣，是客觀存在的物質，A正確，B錯誤； 磁感線實際上并不存在，C錯誤； 磁感線每一

8、點的切線方向表示該點的磁場方向，也是小磁針靜止時N極受力的方向，D正確,例2(多選)中國宋代科學家沈括在夢溪筆談中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也.”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意圖如圖6.結合上述材料，下列說法正確的是 A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合 B.地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近 C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行 D.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,圖6,解析地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合；且地球內部也存在磁場，只有赤

9、道上空磁場的方向才與地面平行；地磁場的豎直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，C錯誤，A、B、D項正確,學科素養(yǎng)例2考查了學生對地磁場知識的了解程度，體現了“物理觀念”的學科素養(yǎng).又通過夢溪筆談中的這個例子，讓學生了解我國古代在磁現象方面的研究成果及其對人類文明的影響，體現了“科學態(tài)度與責任”的學科素養(yǎng),二、電流的磁場安培定則,例3電路沒接通時兩枚小磁針方向如圖7，試確定電路接通后兩枚小磁針的轉向及最后的指向,圖7,答案見解析,解析接通電源后，螺線管的磁場為：內部從左指向右，外部從右指向左，如圖所示，故小磁針1逆時針轉動至N極水平向左，小磁針2順時針轉動至N極水平向右,1.小磁針在

10、磁場中受力方向的判斷：小磁針N極的受力方向(小磁針靜止時N極的指向)與磁感線的切線方向一致 . 2.“同名磁極相斥，異名磁極相吸”只適用于小磁針處于磁體產生的磁場或環(huán)形電流、通電螺線管外部，而在通電螺線管內部不適用,針對訓練當導線中分別通以圖示方向的電流，小磁針靜止時北極指向讀者的是,解析通電直導線電流從左向右，根據右手螺旋定則，則有小磁針所處的位置磁場方向垂直紙面向里，所以小磁針靜止時北極背離讀者，故A錯誤； 通電直導線電流豎直向上，根據右手螺旋定則，磁場的方向為逆時針(從上向下看)，因此小磁針靜止時北極背離讀者，故B錯誤； 環(huán)形導線的電流方向如題圖C所示，根據右手螺旋定則，則有小磁針所處的

11、位置磁場方向垂直紙面向外，所以小磁針靜止時北極指向讀者，故C正確； 根據右手螺旋定則，結合電流的方向，則通電螺線管的內部磁場方向由右向左，則小磁針靜止時北極指向左，故D錯誤,安培分子電流假說 (1)法國學者安培提出：在原子、分子等物質微粒的內部，存在著一種環(huán)形電流分子電流.分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極.(如圖8所示,三、磁現象的電本質,圖8,2)當鐵棒中分子電流的取向大致相同時，鐵棒對外顯磁性(如圖9甲)；當鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時，鐵棒對外不顯磁性(如圖乙,3)安培分子電流假說說明一切磁現象都是由電荷的運動產生的,圖9,例4(多選)關于磁現象的電本

12、質，下列說法正確的是 A.除永久磁鐵外，一切磁場都是由運動電荷或電流產生的 B.根據安培分子電流假說，在外磁場作用下，物體內部分子電流取向變得 大致相同時，物體就被磁化了，兩端形成磁極 C.一切磁現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 D.磁就是電，電就是磁；有磁必有電，有電必有磁,解析永久磁鐵的磁場也是由運動電荷(分子電流即電子繞原子核的運動形成的電流)產生的，故A錯誤. 沒有磁性的物體內部分子電流的取向是雜亂無章的，分子電流產生的磁場相互抵消，但當受到外界磁場的作用力時分子電流的取向變得大致相同，分子電流產生的磁場相互加強，物體就被磁化了，兩

13、端形成磁極，故B正確. 由安培分子電流假說知C正確. 磁和電是兩種不同的物質，故磁是磁，電是電，D錯誤,達標檢測,解析磁感線上某點的切線方向表示該點磁場的方向，圖中a、b兩點的磁場方向均是錯誤的，故A、B錯誤. 磁感線疏密表示磁場的強弱，a點的磁感線比較密，則a點的磁場比b點的磁場強，故C正確，D錯誤,1.(磁感線的理解)如圖10是條形磁鐵的部分磁感線分布示意圖，關于圖中a、b兩點磁場的描述，正確的是 A.a點的磁場方向為圖中Ba指向 B.b點的磁場方向為圖中Bb指向 C.a點的磁場比b點的磁場強 D.a點的磁場比b點的磁場弱,圖10,1,2,3,4,5,2.(安培定則的應用)如圖所示為電流產

14、生磁場的分布圖，其中正確的是,解析電流方向向上，由右手螺旋定則可得磁場為逆時針(從上向下看)，故A錯誤； 電流方向向下，由右手螺旋定則可得磁場為順時針(從上向下看)，故B錯誤； 圖C、D中電流為環(huán)形電流，由右手螺旋定則可知，內部磁場應向右，故C錯誤，D正確,1,2,3,4,5,解析小磁針靜止時的N極指向為該處的磁感線方向，根據安培定則可知通電螺線管的右端為N極，左端為S極，內部磁感線方向是從左到右，外部磁感線方向是從右到左，故只有2小磁針的N、S極標注正確,3.(安培定則的應用)如圖11所示，一通電螺線管通有圖示電流，1、2、4小磁針放在螺線管周圍，3小磁針放在螺線管內部，四個小磁針靜止在如圖

15、所示位置，則四個小磁針的N、S極標注正確的是 A.1 B.2 C.3 D.4,圖11,1,2,3,4,5,4.(地磁場、電流磁效應)(多選)(2015全國卷)指南針是我國古代四大發(fā)明之一.關于指南針，下列說法正確的是 A.指南針可以僅具有一個磁極 B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場 C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾 D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時指南針不偏轉,1,2,3,4,5,解析指南針是一個小磁體，具有N、S兩個磁極，因為地磁場的作用，指南針的N極指向地理的北極，選項A錯誤，選項B正確. 因為指南針本身是一個小磁體，所以會對附近的鐵塊產生力的作用，同時指

16、南針也會受到反作用力，所以會受鐵塊干擾，選項C正確. 在地磁場中，指南針南北指向，當直導線在指南針正上方平行于指南針南北放置時，通電導線產生的磁場在指南針處是東西方向，所以會使指南針偏轉，選項D錯誤,1,2,3,4,5,5.(磁現象的電本質)(多選)用安培提出的分子電流假說可以解釋的現象是 A.永久磁鐵的磁場 B.直線電流的磁場 C.環(huán)形電流的磁場 D.軟鐵棒被磁化的現象,解析安培分子電流假說是安培為解釋磁體的磁現象而提出來的，所以選項A、D是正確的；而通電導線周圍的磁場是由其內部自由電荷定向移動產生的宏觀電流而產生的.分子電流和宏觀電流雖然都是運動電荷引起的，但產生的原因是不同的,1,2,3

17、,4,5,課時對點練,考點一磁場和磁感線特點 1.(多選)關于磁場和磁感線的描述，正確的說法有 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，也是一種物質 B.磁感線可以形象地表示磁場的強弱與方向 C.磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止 D.磁感線就是細鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線，沒有細鐵屑的地方就沒有磁感線,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,解析磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場具有能量，所以是一種物質，A正確； 磁感線的疏密程度可表示磁場的強弱，磁感線的切線方向可表示磁場的方向，B正確； 磁感線是閉合曲線，在磁體外部，從磁體的北極出發(fā)，到南

18、極終止；在磁體內部，從南極指向北極，C錯誤； 用細鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線可以模擬磁感線，但并不是磁感線.沒有細鐵屑的地方同樣可以畫出磁感線，故D錯誤,考點二電流的磁場安培定則 2.如圖1所示，小磁針正上方的直導線與小磁針平行，當導線中有電流時，小磁針會發(fā)生偏轉.首先觀察到這個實驗現象的物理學家和觀察到的現象是 A.物理學家伽利略，小磁針的N極垂直轉向紙內 B.天文學家開普勒，小磁針的S極垂直轉向紙內 C.物理學家牛頓，但小磁針靜止不動 D.物理學家奧斯特，小磁針的N極垂直轉向紙內,1,2,3,4,5,6,7,8,圖1,解析發(fā)現電流的磁效應的科學家是奧斯特，根據右手螺旋定則和小磁針N極所指的

19、方向為該點磁場方向可知D對,3.如圖2所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，在線圈中心處掛上一個小磁針，且與線圈在同一平面內，則當赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時 A.小磁針N極向里轉B.小磁針N極向外轉 C.小磁針在紙面內向左擺動D.小磁針在紙面內向右擺動,圖2,解析由于線圈中電流沿順時針方向，根據安培定則可以確定，線圈內部軸線上磁感線方向垂直于紙面向里.而小磁針N極受力方向和磁感線方向相同，故小磁針N極向里轉,1,2,3,4,5,6,7,8,4.如圖3所示，直導線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠，認為它們的磁場互不影響，當開關S閉合后，小磁針N極(黑色一端)的指向正確的是 A.a B.b C.c D.d,圖3,1,2,3,4,5,6,7,8,解析由右手螺旋定則可知，直導線AB的磁場方向(從上往下看)為逆時針方向，根據小磁針靜止時N極的指向即為磁場的方向，則有a磁針方向錯誤；而通電螺線管左端為S極，右端為N極，因此c磁針方向錯誤，b磁針的方向正確；對于電磁鐵D，左端相當于N極，右端相當于S極，故d磁