新教材同步系列2024春高中物理第6章電磁現(xiàn)象與電磁波第1節(jié)磁現(xiàn)象與磁場學(xué)生用書粵教版必修第三冊

第一節(jié)磁現(xiàn)象與磁場學(xué)習(xí)任務(wù)1．知道磁場和磁感線的概念及安培定則，并能解釋相關(guān)的自然現(xiàn)象。2．能用磁感線描述磁場的強弱，會用安培定則判定常見的磁場分布。3．學(xué)會實驗探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場，學(xué)會與他人交流合作，能獨立完成實驗報告，提高科學(xué)實驗探究能力，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神。知識點一磁現(xiàn)象與磁場1．電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性電現(xiàn)象磁現(xiàn)象自然界中存在__電荷和__電荷磁體上存在__極和__極同種電荷相互____，異種電荷相互____同名磁極相互____，異名磁極相互____2．磁場(1)來源：磁體周圍和電流周圍都存在____，一切磁相互作用都是通過____來實現(xiàn)的。(2)基本性質(zhì)：對放入其中的____或通電導(dǎo)體有力的作用。知識點二磁感線1．磁感線(1)定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這一點的磁場方向一致，這樣的曲線叫作磁感線。(2)特點：①磁感線的________表示磁場的強弱。②磁感線上某點的________表示該點磁感應(yīng)強度的方向。(3)方向：在磁體外部從__極到__極，磁體內(nèi)部從S極到N極，是____(選填“閉合”或“開放”)曲線。(4)物理意義：用來形象描述磁場的假想線，實際上并不存在。2．安培定則(1)直線電流的磁場：右手握住通電直導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與____方向一致，彎曲的四指所指的方向就是______環(huán)繞的方向，如圖甲。甲乙丙(2)環(huán)形電流的磁場：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(dǎo)線軸線上______的方向，如圖乙。(3)通電螺線管的磁場：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟____方向一致，拇指所指的方向就是螺線管____磁感線的方向，或拇指指向螺線管的__極，如圖丙。磁感線是假想的曲線，實際并不存在，沒有磁感線的地方，并不表示就沒有磁場。知識點三安培分子電流假說1．分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在_______________分子電流，分子電流使每個物質(zhì)分子都成為一個微小的磁體。2．安培的假設(shè)能很好地解釋____和____。3．磁現(xiàn)象的本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是__________產(chǎn)生的。知識點四地磁場1．概念：地球由于本身具有____而在其周圍形成的磁場叫作地磁場。2．方向：地球磁體的N極位于地理________，地球磁體的S極位于地理________。思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)磁體上各部分的磁性并不都是相同的。 ()(2)安培定則中，彎曲四指所指方向均為磁場的方向。 ()(3)在地球赤道上，小磁針的N極指向地磁南極。 ()(4)地球的磁場與條形磁體的磁場相似，并且地理位置的南北極即為地球磁場的南北極。 ()(5)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，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì)。 ()如圖是U形磁體的磁感線。試探究：(1)a點沒有磁感線，a點的磁感應(yīng)強度等于零嗎？(2)磁感線是起始于N極，終止于S極嗎？對磁感線的理解1．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)磁感線的疏密表示磁場的強弱。(3)磁感線的方向：磁體外部從N極指向S極，磁體內(nèi)部從S極指向N極。(4)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷。2．幾種典型磁場的磁感線分布磁體條形磁鐵蹄形磁鐵同名磁極間異名磁極間分布圖特點(1)關(guān)于條形磁鐵對稱(2)磁鐵內(nèi)部近似勻強磁場(3)中垂線上各點磁感線方向與磁鐵平行(1)關(guān)于磁鐵中軸線對稱，方向相反(2)中軸線上各點磁感線方向均垂直于中軸線(1)關(guān)于兩磁極的連線及連線的中垂線均對稱(2)兩磁極連線上磁感線的方向沿連線，中點最弱(3)兩磁極連線的中垂線上磁場方向沿中垂線(1)關(guān)于兩磁極的連線及連線的中垂線均對稱(2)中垂線上各點磁感線方向相同(3)在連線上中點的磁場最弱【典例1】如圖中繪出了磁鐵的磁感線及其旁邊小磁針靜止時所指的方向(小磁針黑色端表示N極)，其中正確的是()ABCD思路點撥：(1)磁感線的切線方向為磁感應(yīng)強度方向。(2)小磁針靜止時N極指向為磁感應(yīng)強度方向。[聽課記錄]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________磁感線與電場線的比較兩種線磁感線電場線不同點閉合曲線不閉合，起始于正電荷或無限遠(yuǎn)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷相似點引入目的為形象描述場而引入的假想曲線，實際并不存在疏密表示場的強弱切線方向表示場的方向是否相交不相交[跟進訓(xùn)練]1．如圖所示，假設(shè)將一個小磁針放在地球的北極點上，那么小磁針的N極將()A．指北B．指南C．豎直向上D．豎直向下安培定則的理解與應(yīng)用三種常見的電流的磁感線分布特點項目安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強，磁感線越向外越稀疏，磁場越弱通電螺線管內(nèi)部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極【典例2】如圖所示，a、b是直線電流的磁場，c、d是環(huán)形電流的磁場，e、f是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向。思路點撥：(1)“×”表示B垂直紙面向里，“·”表示B垂直紙面向外。(2)正確使用安培定則。[聽課記錄]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________電流磁場的三點說明(1)應(yīng)用安培定則判定電流周圍磁場的方向時，直線電流判定的是導(dǎo)線之外磁場的方向，環(huán)形電流和通電螺線管判定的是線圈軸線上磁場的方向。(2)當(dāng)小磁針處于磁體產(chǎn)生的磁場中，或環(huán)形電流、通電螺線管外部時，可根據(jù)同名磁極相斥，異名磁極相吸來判斷小磁針的受力方向。(3)當(dāng)小磁針處于直線電流的磁場中或處于環(huán)形電流、通電螺線管內(nèi)部時，應(yīng)該根據(jù)小磁針N極所指方向與通過該點的磁感線的切線方向相同，來判斷小磁針的受力方向。[跟進訓(xùn)練]2．如圖所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針靜止時N極的指向或磁感線方向。請畫出對應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．如圖所示的“司南”是人們公認(rèn)的最早的磁性定向工具，司南能指南北的原因是()A．地球周圍有電場 B．地球周圍有磁場C．月球周圍有磁場 D．太陽周圍有磁場2．如圖所示，一束電子沿z軸正向流動，則在圖中y軸上A點的磁場方向是()A．＋x方向 B．－x方向C．＋y方向 D．－y方向3．如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，小磁針處在通電電流的磁場中的位置正確的是()ABCD4．(新情境題，以“尖端放電”為背景，考查直線電流的磁場)情境：云層之間閃電的模擬圖如圖所示，圖中B、A是位于南、北方向帶有異號電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，兩云的尖端之間形成了一個放電通道，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。問題：試分析B、A的帶電情況。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．寫出磁感線的特點。2．試寫出直線電流的磁場。3．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)是什么？指南針與鄭和下西洋磁針能夠指向南北，是因為地磁場的存在。指南針的廣泛使用，促進了人們對地球磁場的認(rèn)識。地球的地理兩極與地磁兩極并不重合(如圖)，因此，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，其間有一個交角，這就是地磁偏角。地磁偏角的數(shù)值在地球上的不同地點是不同的。不僅如此，由于地球磁極的緩慢移動，地磁偏角也在緩慢變化。在使用指南針確定南北方向時，只有將地磁偏角考慮在內(nèi)，才能得出準(zhǔn)確的結(jié)果。地磁偏角的發(fā)現(xiàn)，對于科學(xué)的發(fā)展和指南針在航海中的應(yīng)用都很重要。地理兩極與地磁兩極不重合我國是最早在航海中使用指南針的國家。鄭和下西洋的船隊已經(jīng)裝備了羅盤，導(dǎo)航時兼用羅盤和觀星，二者互相補充、互相修正。他的航海圖叫作“針圖”，圖中的航線叫作“針路”。明清時期，我國海道針經(jīng)一類書籍相當(dāng)豐富。從1405年到1433年，鄭和先后7次下西洋，向南到達爪哇，向西到達波斯灣和紅海的麥加，最遠(yuǎn)到達赤道以南的非洲東海岸。鄭和下西洋產(chǎn)生的影響是多方面的。它開拓了我國在南洋群島、印度洋沿岸國家的海外市場，刺激了我國的商品生產(chǎn)，對當(dāng)時我國資本主義因素的增長有一定的推動作用。它還開辟了從中國到紅海、非洲東海岸的航道，繪制了航海地圖，總結(jié)了當(dāng)時的航海技術(shù)和航海地理知識，對溝通東西方海路交通做出了重大貢獻。鄭和的航海圖連同船隊其他人的著作，介紹了他們經(jīng)過的國家的山川地貌和風(fēng)土人情，大大開闊了中國人的地理視野。鄭和的航海活動不但是中國海上探險事業(yè)的巨大成就，也是世界地理發(fā)展史上的光輝記錄。(1)地磁場的N極在哪里？(2)在赤道上，磁感線的方向如何？第一節(jié)磁現(xiàn)象與磁場[必備知識·自主預(yù)習(xí)儲備]知識點一1．正負(fù)SN排斥吸引排斥吸引2．(1)磁場磁場(2)磁體知識點二1．(2)疏密程度切線方向(3)NS閉合2．(1)電流磁感線(2)環(huán)形電流磁感線(3)電流內(nèi)部N知識點三1．環(huán)形電流2．磁化退磁3．電荷的運動知識點四1．磁性2．南極附近北極附近體驗：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√[關(guān)鍵能力·情境探究達成]情境探究提示：(1)磁感應(yīng)強度不等于零，磁體周圍存在磁場，磁感線是形象地描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在，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。(2)不是。磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，圖中沒有畫出磁體內(nèi)部的磁感線。典例1A[小磁針靜止時N極所指的方向與磁場方向相同，故選項A正確，D錯誤；磁體外部磁場方向應(yīng)從N極指向S極，故選項B、C錯誤。]跟進訓(xùn)練1．D[地磁場的分布規(guī)律與條形磁鐵類似，在地理北極附近，地磁場豎直向下，此處小磁針的N極應(yīng)豎直向下，D正確。]典例2解析：根據(jù)安培定則，可以確定a中電流方向垂直紙面向里，b中電流方向從下向上，c中電流方向沿逆時針，d中磁感線方向向下，e中螺線管內(nèi)部磁感線方向向左，f中磁感線方向向右。答案：如圖所示跟進訓(xùn)練2．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N極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁感線方向。答案：用安培定則來判斷，分別如下列各圖所示。[學(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測]1．B[地球周圍存在磁場，磁場方向外部由地理南極指向地理北極，所以司南能指南北，B正確。]2．A[由題意可知，電子流沿z軸正向流動，則電流方向沿z軸負(fù)向，由安培定則可以判斷，電流激發(fā)的磁場以z軸為中心(沿z軸負(fù)向)沿順時針方向，通過y軸A點時方向向外，即沿x軸正向。故選A。]3．D[依據(jù)安培定則，判斷出電流的磁場方向；再根據(jù)小磁針靜止時N極的指向為磁場的方向，判知D正確。]4．解析：在云