2024-2025學(xué)年高中物理第3章磁場第1節(jié)我們周圍的磁現(xiàn)象第2節(jié)認(rèn)識磁場教案粵教版選修3-1

PAGE8-第1節(jié)我們四周的磁現(xiàn)象其次節(jié)相識磁場[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.[科學(xué)看法與責(zé)任]了解我國古代在磁現(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]了解地磁場的分布、改變以及對人類生活的影響．(重點(diǎn))3.[物理觀念]了解磁性材料．4.[物理觀念]知道磁場的概念，理解磁場的方向．(重點(diǎn))5.[科學(xué)思維]知道磁感線的定義，記住幾種特別磁場的磁感線分布，學(xué)會用安培定則推斷電流的磁場方向．(重點(diǎn)、難點(diǎn))6.[科學(xué)思維]了解安培分子電流假說．一、地磁場及磁性材料1．地磁場：地球由于本身具有磁性而在其四周形成的磁場叫做地磁場．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、相識磁場1．磁場的來源：磁體、通電導(dǎo)體的四周都存在磁場．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，都是通過磁場發(fā)生作用的．磁場是物質(zhì)存在的一種特別形式．3．磁場性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用．三、磁場的描述1．磁感線(1)定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場方向一樣．(2)特點(diǎn)：磁感線的疏密程度表示磁場強(qiáng)弱，磁場強(qiáng)的地方磁感線密，磁場弱的地方磁感線疏．2．電流的磁場和安培定則通電直導(dǎo)線四周的磁場、環(huán)形電流的磁場和通電螺線管的磁場，它們的磁感線的方向都可以用安培定則判定：(1)直線電流的磁場：右手握住導(dǎo)線，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的環(huán)繞方向．(2)環(huán)形電流和通電螺線管的磁場：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)形電流軸線上的磁感線的方向或螺線管內(nèi)部磁感線的方向．四、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)能很好的說明磁化和退磁．3．磁現(xiàn)象的本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的．1．正誤推斷(1)地球的地磁兩極和地理兩極重合． (×)(2)磁場的方向就是小磁針北極受力方向． (√)(3)磁感線是為描述磁場而虛擬的，實(shí)際不存在． (√)(4)磁感線不同于電場線，磁感線可以相交． (×)(5)靜止的電荷四周既存在電場，又存在磁場． (×)2．下列關(guān)于地磁場的說法中正確的是()A．地理位置的南、北極即為地磁場的南、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)地磁場的特點(diǎn)可知：地理北極旁邊為地磁場南極即S極，在磁體外部磁場由N極指向S極．在南半球地磁場的豎直重量向上，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ab通有向右的電流I后，置于導(dǎo)線正下方原來靜止的小磁針的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90°D．不動A[依據(jù)安培定則可以確定，通電直導(dǎo)線在其下方產(chǎn)生垂直紙面對里的磁場，在磁場力的作用下，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．]對磁場及地磁場的理解1．磁場的性質(zhì)(1)客觀存在性：與電場一樣，也是一種物質(zhì)，是一種看不見而又客觀存在的特別物質(zhì)．存在于磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動電荷、改變電場、地球的四周．(2)方向性：人們規(guī)定，磁場中任一點(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)為該處的磁場方向．(3)基本性質(zhì)：對放入其中的磁極、電流、運(yùn)動的電荷有力的作用，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磁場發(fā)生的．2．地磁場的特征(1)地磁場的方向：①地理南極正上方磁場方向豎直向上，地理北極正上方磁場方向豎直向下．②在赤道正上方，距離地球表面高度相等的點(diǎn)，磁場的強(qiáng)弱相同，且方向水平向北．③在南半球，地磁場方向向北偏向上方；在北半球，地磁場方向向北偏向下方．(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】中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步探討表明，地球四周地磁場的磁感線分布示意圖如圖所示．結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是()A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極旁邊C．地球表面隨意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用C[地理南、北極與地磁場存在一個(gè)夾角，稱為磁偏角，故地理南、北極與地磁場的南、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；由于地磁場中某點(diǎn)的磁場方向沿該點(diǎn)的磁感線切線方向，故只有赤道處磁場方向與地面平行，C錯(cuò)誤；在赤道處磁場方向水平，而射線是帶電的粒子，運(yùn)動方向垂直磁場方向，依據(jù)左手定則可得射向赤道的帶電宇宙射線粒子受到洛倫茲力的作用，D正確．]地球上位置不同地磁場也不同(1)地球上不同的地點(diǎn)地磁場的方向不同，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)涉及地磁場的問題時(shí)，要留意明確在地球上的位置．(2)在兩極旁邊磁場最強(qiáng)，赤道旁邊磁場最弱．eq\a\vs4\al([跟進(jìn)訓(xùn)練])訓(xùn)練角度1.對磁場的理解1．(多選)關(guān)于磁場的下列說法中正確的是()A．磁場和電場一樣，是同一種物質(zhì)B．磁場最基本的性質(zhì)是對處于磁場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磁場進(jìn)行的BD[電場是存在于電荷四周的一種特別物質(zhì)，磁場是存在于磁體和電流四周的一種特別物質(zhì)，二者雖然都是客觀存在的，但有本質(zhì)的區(qū)分，A項(xiàng)錯(cuò)誤；磁場最基本的性質(zhì)是對處于磁場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，所以電流與電流之間的相互作用是通過磁場進(jìn)行的，D項(xiàng)正確．]訓(xùn)練角度2.對地磁場的相識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D．可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過D[正常狀況下，由于地磁場的作用，小磁針的N極應(yīng)指向北方，而小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)，說明小磁針受到外加磁場的作用，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，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．]對磁感線及電流的磁場的理解1．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)的磁場方向．(3)磁感線是閉合曲線．(4)磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱．(5)磁感線不能相交或相切．2．三種電流的磁場對比安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上隨意點(diǎn)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(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極；外部類似條形磁鐵，由N極動身回到S極3.磁感線與電場線的比較比較項(xiàng)目磁感線電場線相像點(diǎn)意義為了形象地描述磁場的方向和強(qiáng)弱而假想的線為了形象地描述電場的方向和強(qiáng)弱而假想的線方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的電場方向疏密表示磁場強(qiáng)弱表示電場強(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2】彈簧測力計(jì)下掛一條形磁鐵，其N極一端位于一通電螺線管的正上方，如圖所示，下列說法正確的是()A．若a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧測力計(jì)示數(shù)不變B．若a接電源正極，b接負(fù)極，彈簧測力計(jì)示數(shù)增大C．若b接電源正極，a接負(fù)極，彈簧測力計(jì)示數(shù)減小D．若b接電源正極，a接負(fù)極，彈簧測力計(jì)示數(shù)增大D[若a接電源正極，b接負(fù)極，螺線管中電流俯視沿逆時(shí)針方向，由安培定則推斷螺線管的上端相當(dāng)于條形磁鐵的N極．故磁鐵受到螺線管對它向上的斥力作用，彈簧測力計(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管的上端相當(dāng)于條形磁鐵的S極，磁鐵受到螺線管對它向下的引力作用，彈簧測力計(jì)示數(shù)變大．故C錯(cuò)誤，D正確．]環(huán)形電流的等效磁場(1)環(huán)形電流的磁場與小磁針的相同，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)磁場的方向，也是等效小磁針N極的方向．(2)通電螺線管的磁場相當(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．eq\a\vs4\al([跟進(jìn)訓(xùn)練])3．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()ABCDC[通電直導(dǎo)線電流從左向右，依據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌龇较虼怪奔埫鎸?，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，依據(jù)右手螺旋定則，磁場的方向?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所示，依據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌龇较虼怪奔埫鎸ν?，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，則通電螺線管的內(nèi)部磁場方向由右向左，則小磁針靜止時(shí)北極指向左，故D錯(cuò)誤．][物理觀念]磁現(xiàn)象磁場地磁場磁性材料磁感線[科學(xué)思維]安培定則推斷直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管四周的磁感線方向．[科學(xué)看法與責(zé)任]1.我國古代在磁現(xiàn)象方面的探討成果及對人類文明的影響．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章的，乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，則下列說法中正確的是()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章，分子電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，故對外不顯磁性；乙棒內(nèi)部分子電流的取向大致相同，對外顯示磁性．故C正確．]2．關(guān)于磁感線和電場線，下列說法中正確的是()A．磁感線是閉合曲線，而電場線不是閉合曲線B．磁感線和電場線都是一些相互平行的曲線C．磁感線起始于N極，終止于S極；電場線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷D．磁感線和電場線都只能分別表示磁場和電場的方向A[電場線起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn))，終止于無窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)，即電場線不是閉合曲線．而磁感線在磁體外部從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．A對，C錯(cuò)．無論是磁感線還是電場線，都是既有直線，也有曲線，B錯(cuò)．磁感線和電場線都能表示場的大小和方向，D錯(cuò)．]3．下列各選項(xiàng)中是直線電流、環(huán)形電流磁場的磁感線分布圖，其中電流方向與磁感線方向的關(guān)系正確的是()A[電流方向向上，由右手螺旋定則可得磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向