實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中物理新課標(biāo)人教選修磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)及磁感應(yīng)強(qiáng)

實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中物理新課標(biāo)人教選修磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)及磁感應(yīng)強(qiáng)第1頁(yè)/共41頁(yè)第一節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度第2頁(yè)/共41頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道磁場(chǎng)的概念，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，了解磁現(xiàn)象及電流的磁效應(yīng)．2．掌握地磁場(chǎng)的產(chǎn)生，理解地磁兩極與地理兩極的關(guān)系．3．理解掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向．4．學(xué)會(huì)類(lèi)比法，知道比值定義物理量的方法是常用的物理方法．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.了解磁現(xiàn)象、磁場(chǎng)及電流的磁效應(yīng)．2．地磁場(chǎng)中磁感線的分布．3．磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立和計(jì)算．第3頁(yè)/共41頁(yè)一、磁現(xiàn)象1．磁性：物質(zhì)具有吸引__、____、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)．2．磁體：具有_____的物體、天然磁石和人造磁鐵都叫做永磁體．3．磁極：磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性______的區(qū)域．任何磁體都有兩個(gè)磁極，即___極和____極．4．磁極間的相互作用同名磁極相互_____，異名磁極相互______．鐵鈷最強(qiáng)S排斥吸引磁性N第4頁(yè)/共41頁(yè)二、電流的磁效應(yīng)1．奧斯特實(shí)驗(yàn)將導(dǎo)線沿______方向放置在磁針的上方，通電時(shí)磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)．2．奧斯特實(shí)驗(yàn)的意義發(fā)現(xiàn)了______________，首次揭示了________的聯(lián)系．南北電流的磁效應(yīng)電與磁第5頁(yè)/共41頁(yè)三、磁場(chǎng)1．磁場(chǎng)的定義磁體或電流周?chē)嬖诘囊环N能夠傳遞磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的_____________的特殊物質(zhì)．2．磁場(chǎng)的基本性質(zhì)對(duì)放入其中的磁體或_____產(chǎn)生力的作用．相互作用電流第6頁(yè)/共41頁(yè)四、地球的磁場(chǎng)1．地球本身是一個(gè)大磁體，它的

N極位于____________附近，S極位于______________附近．2．地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，磁針的指向與南北方向有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱(chēng)做_________．如圖3－1－1所示．地理的南極地理的北極磁偏角圖3－1－1第7頁(yè)/共41頁(yè)四、地磁場(chǎng)1、地球是一個(gè)巨大的磁體2、地球周?chē)臻g存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)3、地磁的北極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近，但兩者并不完全重合，它們之間的夾角稱(chēng)為磁偏角。第8頁(yè)/共41頁(yè)五、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向1．小磁針：為了描述磁場(chǎng)而引入的檢驗(yàn)用的小磁體．2．方向規(guī)定：小磁針靜止時(shí)_____所指的方向，也即小磁針在磁場(chǎng)中____的受力方向．六、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小1．定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線受到的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的______，用B表示．2．定義式：B＝______.3．單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱(chēng)特，符號(hào)T.N極N極比值F/IL第9頁(yè)/共41頁(yè)精講點(diǎn)撥一、對(duì)磁場(chǎng)、地磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)1．磁場(chǎng)(1)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．磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間，都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生力的相互作用．(2)運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)：電流是由于電荷做定向移動(dòng)形成的，因此運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)坏须妶?chǎng)，同時(shí)也產(chǎn)生磁場(chǎng)．第10頁(yè)/共41頁(yè)(3)磁場(chǎng)的客觀性：磁場(chǎng)雖然不是由分子、原子組成的，但它能夠?qū)Ψ湃肫渲械拇艠O、電流產(chǎn)生力的作用，它是客觀存在的，雖然我們看不見(jiàn)它，但可以通過(guò)很多磁現(xiàn)象感知它的存在，因此它與前面學(xué)過(guò)的電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)．2．地磁場(chǎng)(1)地磁場(chǎng)特點(diǎn)：地磁場(chǎng)的方向并不是正南正北方向的，即地磁兩極與地理兩極并不重合．地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近．地磁場(chǎng)方向與正南正北方向間有一夾角叫磁偏角．第11頁(yè)/共41頁(yè)(2)雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對(duì)來(lái)說(shuō)差別不是很大．因此，一般我們認(rèn)為：①地理南極正上方磁場(chǎng)方向豎直向上，地理北極正上方磁場(chǎng)方向豎直向下．②在赤道正上方，地磁場(chǎng)方向水平向北．③在南半球，地磁場(chǎng)方向指向北上方；在北半球，地磁場(chǎng)方向指向北下方．(3)影響：由于磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，故射向地球的高速帶電粒子，其運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生變化，不能直接到達(dá)地球．因此地磁場(chǎng)對(duì)地球生命有保護(hù)作用．第12頁(yè)/共41頁(yè)即時(shí)應(yīng)用1.地球是一個(gè)大磁體，①在地面上放置一個(gè)小磁針，小磁針的南極指向地磁場(chǎng)的南極；②地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近；③赤道附近地磁場(chǎng)的方向和地面平行；④北半球地磁場(chǎng)方向相對(duì)地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場(chǎng)方向都是和地面平行的．以上關(guān)于地磁場(chǎng)的描述正確的是(

)A．①②④

B．②③④C．①⑤

D．②③答案：D第13頁(yè)/共41頁(yè)第14頁(yè)/共41頁(yè)2．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小只決定于磁場(chǎng)本身的性質(zhì)，與F、I、L無(wú)關(guān)．3．研究磁感應(yīng)強(qiáng)度是分步進(jìn)行的，其方向由磁針受力確定，其大小根據(jù)電流元受力來(lái)計(jì)算．通電導(dǎo)線受力的方向不是磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．4．磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這時(shí)L應(yīng)很短很短，IL稱(chēng)作“電流元”，相當(dāng)于靜電場(chǎng)中的“試探電荷”．5．我們要找的是磁場(chǎng)中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，因此要把電流元放入磁場(chǎng)中某一點(diǎn)，這要求電流元要足夠的短．第15頁(yè)/共41頁(yè)第16頁(yè)/共41頁(yè)即時(shí)應(yīng)用2.在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)，已經(jīng)測(cè)出一段0.5cm長(zhǎng)的導(dǎo)線中通入0.01A電流時(shí)，受到的安培力為5.0×10－6N，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定是0.1TB．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定不小于0.1TC．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定不大于0.1TD．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即為導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向第17頁(yè)/共41頁(yè)第18頁(yè)/共41頁(yè)三、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較電場(chǎng)強(qiáng)度E是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量．現(xiàn)把這兩個(gè)物理量比較如下第19頁(yè)/共41頁(yè)第20頁(yè)/共41頁(yè)特別提醒：電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向是放在該點(diǎn)的正電荷所受到的電場(chǎng)力的方向，但磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向并不是放在該點(diǎn)的電流元所受力的方向．第21頁(yè)/共41頁(yè)即時(shí)應(yīng)用3.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，不正確的是(

)A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電荷所受的電場(chǎng)力的方向相同B．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場(chǎng)力的方向相同C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向相同D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時(shí)N極所指的方向相同第22頁(yè)/共41頁(yè)解析：選A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是正電荷受的電場(chǎng)力的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是磁針N極受力的方向．只有A項(xiàng)錯(cuò)誤．第23頁(yè)/共41頁(yè)例1、鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時(shí)，下述說(shuō)法中正確的是(

)A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B間可能無(wú)磁場(chǎng)力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥類(lèi)型一對(duì)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)的理解典例剖析第24頁(yè)/共41頁(yè)【思路點(diǎn)撥】

磁體可以使原來(lái)沒(méi)有磁性的鐵棒磁化而吸引鐵棒，也可以是因?yàn)閮蓚€(gè)磁體的異名磁極相互吸引，這是吸引的兩種情況，而排斥只有兩個(gè)磁體間才可能發(fā)生．第25頁(yè)/共41頁(yè)解析：小磁針本身有磁性，能夠吸引沒(méi)有磁性的鐵棒，故鐵棒A可能有磁性，也可能沒(méi)有磁性，只是在小磁針磁場(chǎng)作用下暫時(shí)被磁化的結(jié)果．鐵棒B能排斥小磁針，說(shuō)明鐵棒B一定有磁性，若A無(wú)磁性，當(dāng)A靠近B時(shí)，在B的磁場(chǎng)作用下也會(huì)被磁化而發(fā)生相互吸引作用；若A有磁性，則A、B兩磁體都分別有北極和南極，當(dāng)它們的同名磁極互相靠近時(shí)，互相排斥；當(dāng)異名磁極互相靠近時(shí)，互相吸引，這說(shuō)明不論A有無(wú)磁性，它們之間總有磁場(chǎng)的作用，故正確答案為D.答案：

D第26頁(yè)/共41頁(yè)【跟蹤發(fā)散】

1－1：如果你看過(guò)中央電視臺(tái)體育頻道的圍棋講座就會(huì)發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤(pán)上可以移動(dòng)，但不會(huì)掉下來(lái)．原來(lái)，棋盤(pán)和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不會(huì)掉落是因?yàn)?

)A．質(zhì)量小，重力可以忽略不計(jì)B．受到棋盤(pán)對(duì)它向上的摩擦力C．棋盤(pán)對(duì)它的吸引力與重力平衡D．它一方面受到棋盤(pán)的吸引，另一方面還受到空氣的浮力第27頁(yè)/共41頁(yè)解析：

答案：

B

第28頁(yè)/共41頁(yè)典例剖析類(lèi)型二對(duì)奧斯特實(shí)驗(yàn)的理解例2

在做“奧斯特實(shí)驗(yàn)”時(shí)，下列操作中現(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．電流沿南北方向放置在磁針的正上方D．電流沿東西方向放置在磁針的正上方第29頁(yè)/共41頁(yè)【精講精析】把導(dǎo)線沿南北方向放置在地磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)的磁針的正上方，通電時(shí)磁針發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)，是由于南北方向放置的電流的正下方的磁場(chǎng)恰好是東西方向．【答案】

C【規(guī)律總結(jié)】通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)與磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)本質(zhì)相同．第30頁(yè)/共41頁(yè)變式訓(xùn)練1奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了(

)A．磁場(chǎng)的存在B．磁場(chǎng)的方向性C．電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)

D．磁體間有相互作用答案：C第31頁(yè)/共41頁(yè)類(lèi)型三對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解例3第32頁(yè)/共41頁(yè)第33頁(yè)/共41頁(yè)【精講精析】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)方向上導(dǎo)線所受的力才最大，故A錯(cuò)；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受安培力作用，故B錯(cuò)；在磁場(chǎng)源穩(wěn)定的情況下，磁場(chǎng)內(nèi)每一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是惟一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān)，C正確；安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向并不相同，而是垂直，故D錯(cuò)．第34頁(yè)/共41頁(yè)【答案】

C【規(guī)律總結(jié)】磁場(chǎng)的強(qiáng)弱由磁場(chǎng)本身決定，與磁場(chǎng)中是否放入通電導(dǎo)線、導(dǎo)線放入的位置無(wú)關(guān)．用垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線所受安培力大小來(lái)量度磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，導(dǎo)線的作用在于檢測(cè)．與電場(chǎng)不同的是電場(chǎng)中只要場(chǎng)強(qiáng)不為零，帶電粒子一定受力，而磁場(chǎng)中即使磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，通電導(dǎo)線受力也有可能為零．安培力的大小與B、I、L及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān)．第35頁(yè)/共41頁(yè)變式訓(xùn)練2有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說(shuō)法正確的是(

)A．B的方向就是小磁針N極所指的方向B．B的方向與小磁針在任何情況下N極受力方向一致C．B的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向D．B的方向就是該處磁場(chǎng)的方向解析：選BD.磁場(chǎng)的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，規(guī)定為小磁針靜止時(shí)N極所指方向或小磁針N極受力方向，它與通電導(dǎo)線所受力的方向是不一致的．故選BD.第36頁(yè)/共41頁(yè)

在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)1cm，電流為5A，所受磁場(chǎng)力為5×10－2N．求：(1)這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？若電流增加為10A，所受磁場(chǎng)力為多大？(2)若讓導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力多大？類(lèi)型四磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)力的計(jì)算例4第37頁(yè)/共41頁(yè)第38頁(yè)/共41頁(yè)【答案】

(1)1T

0.1N

(2)1T

0【規(guī)律總結(jié)】

(1)磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線中電流的大小、放置方向無(wú)關(guān)．(2)磁場(chǎng)力的大小與電流大小、導(dǎo)線放置方向有關(guān)．通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受到的磁場(chǎng)力最大，這時(shí)F＝BIL