2024-2025學(xué)年高中物理第3章磁場(chǎng)第1節(jié)我們周?chē)拇努F(xiàn)象第2節(jié)認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)教案粵教版選修3-1

PAGE8-第1節(jié)我們四周的磁現(xiàn)象其次節(jié)相識(shí)磁場(chǎng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.[科學(xué)看法與責(zé)任]了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的探討成果及其在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用．2.[科學(xué)看法與責(zé)任]了解地磁場(chǎng)的分布、改變以及對(duì)人類(lèi)生活的影響．(重點(diǎn))3.[物理觀(guān)念]了解磁性材料．4.[物理觀(guān)念]知道磁場(chǎng)的概念，理解磁場(chǎng)的方向．(重點(diǎn))5.[科學(xué)思維]知道磁感線(xiàn)的定義，記住幾種特別磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)分布，學(xué)會(huì)用安培定則推斷電流的磁場(chǎng)方向．(重點(diǎn)、難點(diǎn))6.[科學(xué)思維]了解安培分子電流假說(shuō)．一、地磁場(chǎng)及磁性材料1．地磁場(chǎng)：地球由于本身具有磁性而在其四周形成的磁場(chǎng)叫做地磁場(chǎng)．地球磁體的N極位于地理南極旁邊，地球磁體的S極位于地理北極旁邊．2．磁性材料(1)定義：磁性材料是指磁化后磁性很強(qiáng)的物質(zhì)，也叫鐵磁性物質(zhì)．(2)二、相識(shí)磁場(chǎng)1．磁場(chǎng)的來(lái)源：磁體、通電導(dǎo)體的四周都存在磁場(chǎng)．2．磁體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)體之間，通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生作用的．磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種特別形式．3．磁場(chǎng)性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用．三、磁場(chǎng)的描述1．磁感線(xiàn)(1)定義：在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些有方向的曲線(xiàn)，在這些曲線(xiàn)上，每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一樣．(2)特點(diǎn)：磁感線(xiàn)的疏密程度表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，磁場(chǎng)強(qiáng)的地方磁感線(xiàn)密，磁場(chǎng)弱的地方磁感線(xiàn)疏．2．電流的磁場(chǎng)和安培定則通電直導(dǎo)線(xiàn)四周的磁場(chǎng)、環(huán)形電流的磁場(chǎng)和通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)，它們的磁感線(xiàn)的方向都可以用安培定則判定：(1)直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)：右手握住導(dǎo)線(xiàn)，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一樣，彎曲的四指所指的方向就是磁感線(xiàn)的環(huán)繞方向．(2)環(huán)形電流和通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)：讓右手彎曲的四指與電流的方向一樣，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形電流軸線(xiàn)上的磁感線(xiàn)的方向或螺線(xiàn)管內(nèi)部磁感線(xiàn)的方向．四、安培分子電流假說(shuō)1．分子電流假說(shuō)：任何物質(zhì)的分子中都存在環(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．安培的假設(shè)能很好的說(shuō)明磁化和退磁．3．磁現(xiàn)象的本質(zhì)：磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣，都是電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的．1．正誤推斷(1)地球的地磁兩極和地理兩極重合． (×)(2)磁場(chǎng)的方向就是小磁針北極受力方向． (√)(3)磁感線(xiàn)是為描述磁場(chǎng)而虛擬的，實(shí)際不存在． (√)(4)磁感線(xiàn)不同于電場(chǎng)線(xiàn)，磁感線(xiàn)可以相交． (×)(5)靜止的電荷四周既存在電場(chǎng)，又存在磁場(chǎng)． (×)2．下列關(guān)于地磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是()A．地理位置的南、北極即為地磁場(chǎng)的南、北極B．在赤道上的小磁針的N極在靜止時(shí)指向地理南極C．在赤道上的小磁針的N極在靜止時(shí)指向地理北極D．地磁場(chǎng)在地表旁邊某處有兩個(gè)重量，水平重量指向地理的北極旁邊，豎直重量肯定豎直向下C[依據(jù)地磁場(chǎng)的特點(diǎn)可知：地理北極旁邊為地磁場(chǎng)南極即S極，在磁體外部磁場(chǎng)由N極指向S極．在南半球地磁場(chǎng)的豎直重量向上，在北半球豎直重量向下．故C正確．]3．如圖所示，水平直導(dǎo)線(xiàn)ab通有向右的電流I后，置于導(dǎo)線(xiàn)正下方原來(lái)靜止的小磁針的S極將()A．向紙外偏轉(zhuǎn)B．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)C．在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°D．不動(dòng)A[依據(jù)安培定則可以確定，通電直導(dǎo)線(xiàn)在其下方產(chǎn)生垂直紙面對(duì)里的磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)力的作用下，小磁針N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)、S極向紙外偏轉(zhuǎn)，A項(xiàng)正確．]對(duì)磁場(chǎng)及地磁場(chǎng)的理解1．磁場(chǎng)的性質(zhì)(1)客觀(guān)存在性：與電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)，是一種看不見(jiàn)而又客觀(guān)存在的特別物質(zhì)．存在于磁體、通電導(dǎo)線(xiàn)、運(yùn)動(dòng)電荷、改變電場(chǎng)、地球的四周．(2)方向性：人們規(guī)定，磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針北極(N極)的受力方向(或小磁針靜止時(shí)N極的指向)為該處的磁場(chǎng)方向．(3)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁極、電流、運(yùn)動(dòng)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(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的．2．地磁場(chǎng)的特征(1)地磁場(chǎng)的方向：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，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．③在南半球，地磁場(chǎng)方向向北偏向上方；在北半球，地磁場(chǎng)方向向北偏向下方．(2)磁偏角的形成：磁偏角是小磁針的指向與正南、正北方向間的夾角．磁偏角的存在是因?yàn)榈厍虻牡乩韮蓸O與地磁兩極并不重合，小磁針靜止時(shí)，它的兩極分別指向地磁兩極而不是地理兩極，所以產(chǎn)生了磁偏角．【例1】中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步探討表明，地球四周地磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)分布示意圖如圖所示．結(jié)合上述材料，下列說(shuō)法不正確的是()A．地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極旁邊C．地球表面隨意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D．地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子有力的作用C[地理南、北極與地磁場(chǎng)存在一個(gè)夾角，稱(chēng)為磁偏角，故地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合，A正確；地磁南極在地理北極旁邊，地磁北極在地理南極旁邊，B正確；由于地磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向沿該點(diǎn)的磁感線(xiàn)切線(xiàn)方向，故只有赤道處磁場(chǎng)方向與地面平行，C錯(cuò)誤；在赤道處磁場(chǎng)方向水平，而射線(xiàn)是帶電的粒子，運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向，依據(jù)左手定則可得射向赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子受到洛倫茲力的作用，D正確．]地球上位置不同地磁場(chǎng)也不同(1)地球上不同的地點(diǎn)地磁場(chǎng)的方向不同，水平重量由南指向北，豎直重量在南半球豎直向上，在北半球豎直向下．因此當(dāng)涉及地磁場(chǎng)的問(wèn)題時(shí)，要留意明確在地球上的位置．(2)在兩極旁邊磁場(chǎng)最強(qiáng)，赤道旁邊磁場(chǎng)最弱．eq\a\vs4\al([跟進(jìn)訓(xùn)練])訓(xùn)練角度1.對(duì)磁場(chǎng)的理解1．(多選)關(guān)于磁場(chǎng)的下列說(shuō)法中正確的是()A．磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是同一種物質(zhì)B．磁場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處于磁場(chǎng)里的磁體或電流有力的作用C．磁體與通電導(dǎo)體之間的相互作用不遵循牛頓第三定律D．電流與電流之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行的BD[電場(chǎng)是存在于電荷四周的一種特別物質(zhì)，磁場(chǎng)是存在于磁體和電流四周的一種特別物質(zhì)，二者雖然都是客觀(guān)存在的，但有本質(zhì)的區(qū)分，A項(xiàng)錯(cuò)誤；磁場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處于磁場(chǎng)里的磁體或電流有力的作用，B項(xiàng)正確；磁體與磁體、磁體與電流，電流與電流間相互作用的磁場(chǎng)力與其他性質(zhì)的力一樣，都遵循牛頓第三定律，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電流的四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，所以電流與電流之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行的，D項(xiàng)正確．]訓(xùn)練角度2.對(duì)地磁場(chǎng)的相識(shí)2．在地球赤道上空有一小磁針處于水安靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)覺(jué)小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)，由此可知()A．肯定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針B．肯定是小磁針正北方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針C．可能是小磁針正上方有電子流自東向西水平通過(guò)D．可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過(guò)D[正常狀況下，由于地磁場(chǎng)的作用，小磁針的N極應(yīng)指向北方，而小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明小磁針受到外加磁場(chǎng)的作用，可能在小磁針的東方有一條形磁鐵的S極靠近小磁針，可能在小磁針的西方有一條形磁鐵的N極靠近小磁針，也可能是在小磁針正上方有電子流自南向北水平通過(guò)，產(chǎn)生了由北向南的電流，使小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)．所以選項(xiàng)D正確．]對(duì)磁感線(xiàn)及電流的磁場(chǎng)的理解1．磁感線(xiàn)特點(diǎn)(1)磁感線(xiàn)是假想的，不是真實(shí)存在的線(xiàn)．(2)磁感線(xiàn)上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．(3)磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)．(4)磁感線(xiàn)的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．(5)磁感線(xiàn)不能相交或相切．2．三種電流的磁場(chǎng)對(duì)比安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線(xiàn)電流以導(dǎo)線(xiàn)上隨意點(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(xiàn)越向外越稀疏通電螺線(xiàn)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(lèi)似條形磁鐵，由N極動(dòng)身回到S極3.磁感線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)的比較比較項(xiàng)目磁感線(xiàn)電場(chǎng)線(xiàn)相像點(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(xiàn)為了形象地描述電場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱而假想的線(xiàn)方向線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)【例2】彈簧測(cè)力計(jì)下掛一條形磁鐵，其N(xiāo)極一端位于一通電螺線(xiàn)管的正上方，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．若a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變B．若a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大C．若b接電源正極，a接負(fù)極，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小D．若b接電源正極，a接負(fù)極，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大D[若a接電源正極，b接負(fù)極，螺線(xiàn)管中電流俯視沿逆時(shí)針?lè)较?，由安培定則推斷螺線(xiàn)管的上端相當(dāng)于條形磁鐵的N極．故磁鐵受到螺線(xiàn)管對(duì)它向上的斥力作用，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減?。瓵、B錯(cuò)誤；若b接電源正極，a接負(fù)極，由安培定則推斷螺線(xiàn)管的上端相當(dāng)于條形磁鐵的S極，磁鐵受到螺線(xiàn)管對(duì)它向下的引力作用，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大．故C錯(cuò)誤，D正確．]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)當(dāng)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(xiàn)管的磁場(chǎng)相當(dāng)于條形磁鐵，其外部的磁感線(xiàn)是由N極指向S極；內(nèi)部是由S極指向N極．eq\a\vs4\al([跟進(jìn)訓(xùn)練])3．當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)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()ABCDC[通電直導(dǎo)線(xiàn)電流從左向右，依據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌?chǎng)方向垂直紙面對(duì)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(xiàn)電流豎直向上，依據(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(xiàn)的電流方向如題圖所示，依據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌?chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，所以小磁針靜止時(shí)北極指向讀者，故C正確；依據(jù)右手螺旋定則，結(jié)合電流的方向，則通電螺線(xiàn)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．][物理觀(guān)念]磁現(xiàn)象磁場(chǎng)地磁場(chǎng)磁性材料磁感線(xiàn)[科學(xué)思維]安培定則推斷直線(xiàn)電流、環(huán)形電流、通電螺線(xiàn)管四周的磁感線(xiàn)方向．[科學(xué)看法與責(zé)任]1.我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的探討成果及對(duì)人類(lèi)文明的影響．2．各種磁現(xiàn)象在近、現(xiàn)代技術(shù)和生活中的應(yīng)用．1．如圖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()甲乙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C[甲棒內(nèi)部分子電流的取向雜亂無(wú)章，分子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，故對(duì)外不顯磁性；乙棒內(nèi)部分子電流的取向大致相同，對(duì)外顯示磁性．故C正確．]2．關(guān)于磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)，下列說(shuō)法中正確的是()A．磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)，而電場(chǎng)線(xiàn)不是閉合曲線(xiàn)B．磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)都是一些相互平行的曲線(xiàn)C．磁感線(xiàn)起始于N極，終止于S極；電場(chǎng)線(xiàn)起始于正電荷，終止于負(fù)電荷D．磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)都只能分別表示磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向A[電場(chǎng)線(xiàn)起始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn))，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)，即電場(chǎng)線(xiàn)不是閉合曲線(xiàn)．而磁感線(xiàn)在磁體外部從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極，內(nèi)外構(gòu)成閉合曲線(xiàn)．A對(duì)，C錯(cuò)．無(wú)論是磁感線(xiàn)還是電場(chǎng)線(xiàn)，都是既有直線(xiàn)，也有曲線(xiàn)，B錯(cuò)．磁感線(xiàn)和電場(chǎng)線(xiàn)都能表示場(chǎng)的大小和方向，D錯(cuò)．]3．下列各選項(xiàng)中是直線(xiàn)電流、環(huán)形電流磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)分布圖，其中電流方向與磁感線(xiàn)方向的關(guān)系正確的是()A[電流方向向上，由右手螺旋定則可得磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?/p>