2022-2023學(xué)年粵教版必修第三冊(cè) 6.1 磁現(xiàn)象與磁場(chǎng) 學(xué)案

第六章電磁現(xiàn)象與電磁波學(xué)習(xí)目標(biāo)STSE情境導(dǎo)學(xué)1.了解磁現(xiàn)象.2.知道磁場(chǎng)的概念，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì).3.知道磁感線，知道幾種常見磁感線的空間分布情況.（重點(diǎn)）4.會(huì)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線、通電線圈和通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向.（難點(diǎn)）知識(shí)點(diǎn)一磁現(xiàn)象磁場(chǎng)1.磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流之間，都存在相互作用，統(tǒng)稱為磁相互作用.2.磁場(chǎng).（1）磁相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的.（2）磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì).（3）所有磁的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的.知識(shí)點(diǎn)二磁感線安培分子電流假說(shuō)1.磁感線.（1）定義：磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)磁場(chǎng)方向一致.（2）特點(diǎn).①磁場(chǎng)越強(qiáng)的地方，磁感線越密.②磁感線是閉合曲線.2.安培分子電流假說(shuō).（1）法國(guó)學(xué)者安培提出了著名的分子電流假說(shuō)：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部都存在一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)分子都成為一個(gè)微小的磁體.（2）鐵棒未被磁化時(shí)，內(nèi)部各分子電流的取向是雜亂無(wú)章的；當(dāng)鐵棒受到外磁場(chǎng)的作用時(shí)，各分子電流的取向趨于規(guī)則.知識(shí)點(diǎn)三地磁場(chǎng)1.地球磁體的N極位于地理南極附近，地球磁體的S極位于地理北極附近.2.磁偏角.地磁極與地理極之間的夾角稱為磁偏角.3.地磁場(chǎng).地球由于本身具有磁性而在周圍形成的磁場(chǎng).1.如圖所示是鐵棒甲與鐵棒乙內(nèi)部各分子電流取向的示意圖，甲棒內(nèi)部各分子電流取向是雜亂無(wú)章的，乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.兩棒均顯磁性B.兩棒均不顯磁性C.甲棒不顯磁性，乙棒顯磁性D.甲棒顯磁性，乙棒不顯磁性解析：據(jù)安培的分子電流假說(shuō)可知，分子電流使每個(gè)分子相當(dāng)于一個(gè)小磁針.鐵棒甲中各分子電流取向是雜亂無(wú)章的，磁性抵消，對(duì)外不顯示磁性；乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，分子電流的磁性增強(qiáng)，對(duì)外顯示磁性，故C正確.答案：C2.關(guān)于地磁場(chǎng)，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，指南的一極是指南針的北極C.地磁的北極與地理的南極重合D.地磁的北極在地理的南極附近解析：地球是一個(gè)大磁體，地球的地磁兩極與地理兩極并不重合，因此A、C錯(cuò)誤.因?yàn)榈卮疟睒O在地理南極附近，因此，指南針指南的一極應(yīng)是指南針的南極，其實(shí)磁體的南北極就是按其指向來(lái)命名的，故B錯(cuò)誤.答案：D學(xué)習(xí)小結(jié)1.通過(guò)生活實(shí)例體會(huì)磁場(chǎng)概念及性質(zhì).2.類比電場(chǎng)線理解磁感線的特點(diǎn)探究一對(duì)磁感線的進(jìn)一步理解1.磁感線：在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致.2.磁感線特點(diǎn).（1）磁感線是假想的，不是真實(shí)存在的線.（2）磁感線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.（3）磁感線是閉合曲線.（4）磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱.（5）磁感線不能相交或相切.3.常見永磁體的磁場(chǎng).條形磁鐵蹄形磁鐵異名磁極同名磁極4.磁感線與電場(chǎng)線的比較.項(xiàng)目磁感線電場(chǎng)線相同點(diǎn)意義為了形象地描述磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱而假想的線為了形象地描述電場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱而假想的線方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)方向疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱表示電場(chǎng)強(qiáng)弱特點(diǎn)在空間不相交、不相切、不中斷除電荷處外，在空間不相交、不相切、不中斷不同點(diǎn)閉合曲線始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處.不閉合的曲線【典例1】（多選）下列關(guān)于電場(chǎng)線和磁感線的說(shuō)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D.電場(chǎng)線越密的地方，電場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線越密的地方，磁場(chǎng)也越強(qiáng)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)誤.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)誤.電場(chǎng)線起始于正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn)，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正確.電場(chǎng)線越密，表示該處電場(chǎng)越強(qiáng)；磁感線越密，表示該處磁場(chǎng)越強(qiáng)，D正確.答案：CD從兩方面深刻理解電場(chǎng)線和磁場(chǎng)線（1）從電場(chǎng)、磁場(chǎng)的概念理解兩種場(chǎng)線的相同點(diǎn)：①矢量性——線的切線方向.②強(qiáng)弱——線的疏密.③方向的唯一性——空間任一點(diǎn)場(chǎng)線不相交.（2）從電場(chǎng)、磁場(chǎng)的本質(zhì)理解兩種場(chǎng)線的區(qū)別：①靜電場(chǎng)——正、負(fù)電荷分離——電場(chǎng)線有始、終（不閉合）.②磁場(chǎng)——N、S極不分離——磁感線閉合.1.（多選）關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的是（）A.磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向B.磁感線總是從磁鐵的N極指向S極C.磁極間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的D.磁感線就是磁場(chǎng)中的碎鐵屑排列成的曲線解析：由磁感線的特征可知選項(xiàng)A正確.磁感線在磁體外部由N到S，在內(nèi)部由S到N，選項(xiàng)B未明確是在磁鐵內(nèi)部還是外部，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.磁極之間通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用，故選項(xiàng)C正確.利用碎鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化的性質(zhì)，可顯示磁感線的形狀，但它排成的曲線本身不是磁感線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：AC2.如圖所示表示蹄形磁鐵周圍的磁感線，磁場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba>BbB.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba<BbC.蹄形磁鐵的磁感線起始于蹄形磁鐵的N極，終止于蹄形磁鐵的S極D.a處沒(méi)有磁感線，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：由題圖可知b處的磁感線較密，a處的磁感線較疏，所以Ba<Bb，故A錯(cuò)誤，B正確.磁感線是閉合曲線，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)，C錯(cuò)誤.沒(méi)畫磁感線的地方，并不表示沒(méi)有磁場(chǎng)，D錯(cuò)誤.答案：B探究二利用安培定則判斷電流的磁場(chǎng)1.直線電流的磁場(chǎng).（1）安培定則：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向，如圖甲所示.直線電流的磁場(chǎng)可有幾種不同的畫法，如圖乙所示.（2）特點(diǎn)：以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場(chǎng)越弱.2.環(huán)形電流的磁場(chǎng).（1）環(huán)形電流的磁場(chǎng)如圖所示.（2）安培定則：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，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.如圖所示為環(huán)形電流磁場(chǎng)的幾種畫法.（3）特點(diǎn)：內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏.3.通電螺線管的磁場(chǎng).（1）通電螺線管的磁場(chǎng)如圖所示.（2）安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致，則大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部的磁感線方向.（3）特點(diǎn)：內(nèi)部磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部磁場(chǎng)類似條形磁鐵的磁場(chǎng)，方向由N極指向S極.【典例2】當(dāng)導(dǎo)線中分別通以圖示方向的電流，小磁針靜止時(shí)北極指向讀者的是（）解析：通電直導(dǎo)線電流從左向右，根據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌?chǎng)方向垂直紙面向里，所以小磁針靜止時(shí)北極背離讀者，故A錯(cuò)誤；通電直導(dǎo)線電流豎直向上，根據(jù)右手螺旋定則，磁場(chǎng)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針（從上向下看），因此小磁針靜止時(shí)北極背離讀者，故B錯(cuò)誤；環(huán)形導(dǎo)線的電流方向如題圖C所示，根據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌?chǎng)方向垂直紙面向外，所以小磁針靜止時(shí)北極指向讀者，故C正確；根據(jù)右手螺旋定則，結(jié)合電流的方向，則通電螺線管的內(nèi)部磁場(chǎng)方向由右向左，則小磁針靜止時(shí)北極指向左，故D錯(cuò)誤.答案：C環(huán)形電流的等效磁場(chǎng)（1）環(huán)形電流的磁場(chǎng)與小磁針的相同，應(yīng)用安培定則時(shí)，拇指所指的方向應(yīng)該是環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)的方向，也是等效小磁針N極的方向.（2）通電螺線管的磁場(chǎng)相當(dāng)于條形磁鐵，其外部的磁感線是由N極指向S極；內(nèi)部是由S極指向N極.3.（多選）如圖所示的四幅圖為電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布圖.正確的是（）解析：由安培定則可以判斷出直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，A正確，B錯(cuò)誤.C和D為環(huán)形電流，注意讓彎曲的四指指向電流的方向，可判斷出C錯(cuò)誤，D正確.答案：AD4.（多選）如圖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的帶電情況說(shuō)法中正確的是（）A.帶同種