高中物理 第5章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng) 用磁感線描述磁場(chǎng)案 魯科3-1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第1講磁場(chǎng)用磁感線描述磁場(chǎng)[目標(biāo)定位］1。了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響.2.理解磁場(chǎng)的概念，知道磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間都是通過磁場(chǎng)相互作用的。3。了解地磁場(chǎng)分布、變化以及對(duì)人類生活的影響.4.知道磁感線的概念，會(huì)用安培定則判斷電流周圍的磁場(chǎng)方向，并能記住幾種常見磁場(chǎng)的磁感線分布特點(diǎn)．一、我國(guó)古代的磁應(yīng)用1．古人發(fā)現(xiàn)，不管形狀如何，任何磁體都有兩個(gè)磁極．2．指南針的出現(xiàn)改變了夜晚依靠北極星辨別方向、白晝通過太陽(yáng)定位的歷史．二、磁場(chǎng)磁場(chǎng)是一種看不見、摸不著、存在于電流或磁體周圍的物質(zhì)，它傳遞著磁相互作用．磁場(chǎng)的存在，使磁體之間不接觸便可以發(fā)生相互作用．三、地球的磁場(chǎng)1．地磁場(chǎng):我們生活的地球本身就是一個(gè)大磁體，它的N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近．2．磁偏角：用一個(gè)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針觀察地磁場(chǎng)方向時(shí),可以看到它的磁極一般并不指向地理的正南北方向,小磁針的指向與正南北方向之間的夾角叫做磁偏角．四、用磁感線描述磁體的磁場(chǎng)1．磁感線：在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的假想曲線,在磁感線上，任意一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，都代表磁場(chǎng)中該點(diǎn)小磁針北極受力的方向．2．磁感線的特點(diǎn)：磁感線是閉合曲線，磁感線分布越密的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁感線分布越疏的地方，磁場(chǎng)越弱．五、用磁感線描述電流的磁場(chǎng)1．直線電流的磁場(chǎng)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．這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則．2．環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)可用另一種形式的安培定則表示：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)線中心軸線上磁感線的方向．3．通電螺線管的磁場(chǎng)右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向或拇指指向螺線管的N極（如圖1所示）.圖1一、磁場(chǎng)1．磁場(chǎng)：磁體的周圍和電流的周圍存在磁場(chǎng)．磁場(chǎng)和常見的由分子、原子組成的物質(zhì)不同,不是以微粒形式存在，但卻是一種客觀存在的物質(zhì)．2．基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用．3．磁場(chǎng)的產(chǎn)生：(1）磁體周圍有磁場(chǎng)；（2）電流周圍有磁場(chǎng)．例1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)生答案A二、正確解讀地磁場(chǎng)1．地球是一個(gè)大磁體,存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)．如圖2所示,地球磁體的N極（北極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極附近．圖22．雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對(duì)來說差別不是很大．因此,一般我們認(rèn)為：(1)在赤道正上方，距離地球表面高度相等的點(diǎn)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱相同，且方向水平向北．(2）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．例2如圖3所示，假設(shè)將一個(gè)小磁針放在地球的北極點(diǎn)上,那么小磁針的N極將(）圖3A．指北 B．指南C．豎直向上 D．豎直向下答案D解析地磁場(chǎng)的分布規(guī)律與條形磁鐵類似，在地理北極附近，地磁場(chǎng)豎直向下，此處小磁針的N極應(yīng)豎直向下,D對(duì)．三、對(duì)磁感線的深化理解1．常見永磁體的磁場(chǎng)(如圖4所示）圖42．磁感線與電場(chǎng)線的比較比較項(xiàng)目磁感線靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線相同點(diǎn)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窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處．不閉合的曲線例3關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說法中正確的是（)A．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā),到S極終止的B．磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致C．磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示,因而是真實(shí)存在的D．兩個(gè)磁場(chǎng)的疊加區(qū)域，磁感線可能相交答案B解析磁鐵內(nèi)部磁感線從S極到N極，A不正確；磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場(chǎng)方向,磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,小磁針靜止時(shí)北極受力方向和北極靜止時(shí)指向均為磁場(chǎng)方向，B正確．磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，C不正確；疊加區(qū)域合磁場(chǎng)的方向也具有唯一性，故磁感線不可能相交，D錯(cuò)誤．借題發(fā)揮磁場(chǎng)、電場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，磁感線、電場(chǎng)線雖是假想的曲線，但可形象地描述磁場(chǎng)、電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向．應(yīng)注意兩者的區(qū)別與關(guān)系．四、電流周圍的磁場(chǎng)分布三種常見的電流的磁場(chǎng)安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(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)越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng),方向由S極指向N極,外部類似條形磁鐵，由N極指向S極例4如圖5所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場(chǎng)中某處小磁針靜止時(shí)N極的指向或磁感線方向．請(qǐng)畫出對(duì)應(yīng)的磁感線（標(biāo)上方向）或電流方向．圖5答案用安培定則來判斷,分別如下圖中各圖所示．解析如果已知電流的方向,可用右手螺旋定則判斷磁感線的方向．如果已知小磁針靜止時(shí)N極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁感線方向．對(duì)磁場(chǎng)的理解1．關(guān)于磁場(chǎng)，下列說法正確的是(）A．其基本性質(zhì)是對(duì)處于其中的磁體或電流有力的作用B．磁場(chǎng)是看不見、摸不著、實(shí)際不存在的,是人們假想出來的一種物質(zhì)C．磁場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)D．磁場(chǎng)的存在與否決定于人的思想,想其有則有，想其無則無答案AC解析磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用，A正確．磁場(chǎng)雖然看不見摸不著，但是它是客觀存在的,B、D錯(cuò)誤．C正確．故選A、C。2．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．②③④ C．①⑤ D．②③答案D解析地面上小磁針靜止時(shí),小磁針的南極應(yīng)指向地磁場(chǎng)的北極，①錯(cuò)；地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近，地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近，②對(duì);只有在赤道附近地磁場(chǎng)的方向和地面才平行，③對(duì)，⑤錯(cuò)，地磁場(chǎng)方向在北半球斜向下方,南半球斜向上方,④錯(cuò)．故正確答案為D。對(duì)磁感線的理解3．下圖表示磁場(chǎng)的磁感線，依圖分析磁場(chǎng)中a點(diǎn)的磁場(chǎng)比b點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)的是(）答案AC解析磁感線的疏密可表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．安培定則的理解和應(yīng)用4．如圖6所示為磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，當(dāng)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)赫姆霍茲線圈中通過如圖所示方向的電流時(shí)(）圖6A．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)答案A解析由安培定則可判斷小磁針?biāo)谔庪娏鞯拇艌?chǎng)向里，而小磁針N極的受力方向與磁場(chǎng)方向相同，故小磁針N極向里轉(zhuǎn)，S極向外轉(zhuǎn)，故選A.題組一磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)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間可能無磁場(chǎng)力作用D．A、B可能相互吸引,也可能相互排斥答案D2．如圖1所示，一根條形磁鐵，左端為S極，右端為N極．下列表示從S極到N極磁性強(qiáng)弱變化情況的圖象中正確的是(）圖1答案C解析條形磁鐵兩極磁性最強(qiáng)，中間磁性最弱，故磁性強(qiáng)弱變化曲線如C所示．3．下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中正確的是()A．磁體周圍的磁場(chǎng)看不見、摸不著，所以磁場(chǎng)不是客觀存在的B．將小磁針放在磁體附近,小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因?yàn)槭艿酱艌?chǎng)力的作用C．把磁體放在真空中,磁場(chǎng)就消失了D．當(dāng)磁體周圍撒上鐵屑時(shí)才能形成磁場(chǎng)，不撤鐵屑磁場(chǎng)就消失答案B題組二與磁場(chǎng)有關(guān)的相互作用4．把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引,而把乙的一端靠近甲的中部時(shí)，兩者互不吸引，則(）A．甲有磁性，乙無磁性B．甲無磁性，乙有磁性C．甲、乙都有磁性D．甲、乙都無磁性答案A解析磁體具有磁性，能夠吸引鐵磁性一類的物質(zhì)，磁體各個(gè)部分的磁性強(qiáng)弱不同,條形磁體兩端的磁性最強(qiáng),叫做磁極，中間的磁性最弱，幾乎沒有．當(dāng)鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部,兩者互相吸引,說明甲是磁體，具有磁性;把鐵棒乙的一端靠近鐵棒甲的中部，兩者不能相互吸引，說明乙不是磁體，沒有磁性．5．如圖2所示，甲、乙、丙、丁四幅圖中，四個(gè)相同的磁體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，則(）圖2A．對(duì)地面壓力最大的是丙B．對(duì)地面壓力最大的是甲C．對(duì)地面壓力最大的是甲、丙、丁D．對(duì)地面壓力最大的是丙、丁答案D6．如圖3所示是“超導(dǎo)磁懸浮”現(xiàn)象,懸浮在空中的是一塊重力為G的永久磁鐵，下方是超導(dǎo)體，則下列說法正確的是()圖3A．懸浮磁體受到的懸浮力大于重力GB．懸浮磁體受到的懸浮力等于重力GC．懸浮磁體對(duì)超導(dǎo)體的力小于重力GD．懸浮磁體對(duì)超導(dǎo)體的力等于重力G答案BD題組三有關(guān)地球的磁場(chǎng)7．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．在一些生物體內(nèi)也會(huì)含有微量磁性物質(zhì),鴿子就是利用這種體內(nèi)外磁性的相互作用來辨別方向的．若在鴿子身上綁一塊永久磁鐵，且其產(chǎn)生的磁場(chǎng)比附近的地磁場(chǎng)強(qiáng)的多，則在長(zhǎng)距離飛行中（)A．鴿子仍能如平時(shí)一樣辨別方向B．鴿子會(huì)比平時(shí)更容易的辨別方向C．鴿子會(huì)迷失方向D．不能確定鴿子是否會(huì)迷失方向答案C題組四磁感線及安培定則的應(yīng)用8．如圖4所示為某磁場(chǎng)的一條磁感線，其上有A、B兩點(diǎn)，則（)圖4A．A點(diǎn)的磁場(chǎng)一定強(qiáng)B．B點(diǎn)的磁場(chǎng)一定強(qiáng)C．因?yàn)榇鸥芯€是直線,A、B兩點(diǎn)的磁場(chǎng)一樣強(qiáng)D．條件不足，無法判斷答案D解析由磁場(chǎng)中一根磁感線無法判斷磁場(chǎng)強(qiáng)弱．9．如圖5所示為電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布圖，正確的分布圖是（）圖5A．①③ B．②③ C．①④ D．②④答案C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，①正確、②錯(cuò)誤．③和④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④正確、③錯(cuò)誤．故正確選項(xiàng)為C。10．如圖6所示,a、b、c三枚小磁針分別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()圖6A．a(chǎn)、b、c均向左B．a(chǎn)、b、c均向右C