2018版高中物理 第5章 磁場 第1節(jié) 磁場學(xué)案 魯科版選修3-1

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1、 第1節(jié)　磁場 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識 脈 絡(luò) 1.理解磁場的概念及基本特征．(重點(diǎn)) 2.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相互作用的．(重點(diǎn)) 3.了解地磁場的特點(diǎn)，知道磁偏角的概念．(重點(diǎn)) 我 國 古 代 的 磁 應(yīng) 用　磁 場 1．我國古代的磁應(yīng)用 (1)磁石 古人認(rèn)為磁石吸鐵如同慈母召子，故又把磁石稱為慈石． (2)磁極 古人發(fā)現(xiàn)，不管形狀如何，任何磁體都有兩個磁極． (3)指南針 指南針是我國古代四大發(fā)明之一，由原來的“司南”發(fā)展而來，它的發(fā)明對促進(jìn)人類航海事業(yè)起了重大作用． 2．磁場 (1)定義：磁

2、體或電流周圍存在的一種特殊物質(zhì)． (2)基本性質(zhì)：對放入其中的磁極或電流(或運(yùn)動電荷)產(chǎn)生力的作用． (3)產(chǎn)生：①磁體周圍存在磁場；②電流周圍存在磁場——電流的磁效應(yīng)(1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn))． (4)磁極間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引． 1．任何磁體都有兩個磁極．(√) 2．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．(√) 3．磁場看不見，摸不著，實(shí)際不存在．(×) 指南針的發(fā)明有什么重要作用． 【提示】　指南針具有指南北方向的特性，為人類遠(yuǎn)行提供了幫助，促進(jìn)了人類文明的傳播，也使航海事業(yè)得到發(fā)展． 電荷與電荷之間的相互作用是通過

3、電場發(fā)生的 探討1：磁體與磁體間相互作用是如何發(fā)生的？ 【提示】　磁體磁體． 探討2：磁體與通電導(dǎo)體間相互作用是如何發(fā)生的？ 【提示】　磁體通電導(dǎo)體． 1．磁場的客觀性 磁場是磁體和電流周圍存在的一種特殊物質(zhì)，它雖然看不見、摸不著，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． 2．磁場的存在形式 磁場和常見的由分子、原子組成的物質(zhì)不同，不是以微粒的形式存在，而是以場的形式存在． 3．磁場的基本性質(zhì) 磁極與磁極之間，磁極與電流之間，電流與電流之間都是通過磁場相互作用的． 4．電流的磁場 1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)：電流周圍存在磁場——電流的磁

4、效應(yīng)． 1．關(guān)于磁場，下列說法正確的是(　　) A．磁極與磁極之間是直接發(fā)生作用的 B．磁場是看不見、摸不著、實(shí)際不存在而由人們假想出來的一種物質(zhì) C．磁場是客觀存在的一種特殊物質(zhì) D．磁場的存在與否取決于人的思想，想其有則有，想其無則無 【解析】　磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，能夠傳遞磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫做磁場．磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁極或電流能產(chǎn)生力的作用，它的存在是不以人的主觀思想而改變的，是一種客觀物質(zhì)的存在，C正確． 【答案】　C 2．實(shí)驗(yàn)表明：磁體能吸引一元硬幣，對這種現(xiàn)象解釋正確的是(　　) A．

5、硬幣一定是鐵做的，因?yàn)榇朋w能吸引鐵 B．硬幣一定是鋁做的，因?yàn)榇朋w能吸引鋁 C．磁體的磁性越強(qiáng)，能吸引的物質(zhì)種類越多 D．硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引 【解析】　一元硬幣為鋼芯鍍鎳，鋼和鎳都是磁性材料，放在磁體的磁場中能夠被磁化，因而能夠被磁體吸引，故D正確． 【答案】　D 電場和磁場的區(qū)別 項(xiàng)目 電場 磁場 不同點(diǎn) 產(chǎn)生 電荷周圍 磁體、電流、運(yùn)動電荷周圍 基本性質(zhì) 對放入其中的電荷有電場力的作用 對放入其中的磁極、電流有力的作用 作用特點(diǎn) 對放入其中的磁極不產(chǎn)生力的作用 對放入其中的靜止電荷無力的作用 相同點(diǎn) 都是不依賴于人的意志而客觀存

6、在的特殊物質(zhì)，都具有質(zhì)量和能量 地 球 的 磁 場 1．地磁場 地球本身是一個大磁體，它的N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近．地磁場被稱為地球生命的“保護(hù)傘”． 2．磁偏角 地磁場的兩極與地理的兩極并不重合．水平放在地面上的可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針的指向與正南北方向之間的夾角叫磁偏角． 圖5-1-1 1．磁場的基本性質(zhì)是對處在磁場中的磁極或電流有力的作用．(√) 2．地理的南北極與地磁的南北極并不重合，地磁的北極在地理北極附近．(×) 看圍棋講座時會發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動，但不會掉下來，你知道這是為什么嗎？ 【提示】　這是因

7、為棋子和棋盤都是由磁性材料做成的，它們之間存在著磁力，從而使棋子和棋盤之間存在著彈力，使棋子受到一個與重力平衡的向上的靜摩擦力，所以棋子不會掉下來． 指南針是我國古代四大發(fā)明之一，它對促進(jìn)人類航海事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響．指南針為什么指南？ 圖5-1-2 【提示】　地球表面磁場的方向由南指向北，水平放置的小磁針在地磁場作用下靜止時，北極(N極)總是指向北，南極(S極)總是指向南． 地球磁場特點(diǎn) 地磁場與條形磁體的磁場相似，主要有三個特點(diǎn)： 圖5-1-3 1．地球本身就是一個大磁體，地磁場的N極在地理南極附近，地磁場的S極在地理北極附近． 2．在赤道平面上，

8、距離地球表面等高的各點(diǎn)，磁場強(qiáng)弱程度相同，且方向水平向北． 3．在北半球，地磁場的方向斜向下指向地面；在南半球，地磁場的方向斜向上背離地面．地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極；而豎直分量(By)則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，如圖5-1-3所示． 3．關(guān)于地磁場，下列敘述正確的是(　　) A．地磁兩極和地理兩極完全重合 B．我們用指南針確定方向，指南的一端是指南針的北極 C．地磁北極與地理南極重合 D．地磁北極在地理南極附近 【解析】　地球是一個大磁體，地磁北極(N極)在地理南極附近，地磁南極(S極)在地理北極附近，并不重合；指南針指南的

9、一端應(yīng)該是指南針的南極(S極)．故選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 4．地球是一個大磁體：①在地面上放置一個小磁針，小磁針的南極指向地球的北極；②地磁場的北極在地理南極附近；③赤道附近地磁場的方向和地面平行；④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的．以上關(guān)于地磁場的描述正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：34022028】 A．①②④ B．②③④ C．①⑤ D．②③ 【解析】　本題考查地磁場的特點(diǎn)與分布，地磁場與條形磁鐵的磁場相似，主要有三個特點(diǎn)： (1)地磁場的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近，如圖所示． (2)地磁場(B)的水平分量(B

10、x)總是從地理南極指向地理北極，而豎直分量(By)則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下． (3)在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁場強(qiáng)弱相同，且方向水平向北． 【答案】　D 5．如圖5-1-4所示，假設(shè)將一個小磁針放在地球的北極點(diǎn)上，那么小磁針的N極將(　　) 圖5-1-4 A．指北 B．指南 C．豎直向上 D．豎直向下 【解析】　我們已經(jīng)知道地球的地理北極點(diǎn)上可以近似地認(rèn)為是地磁的南極，根據(jù)磁體的同性相斥，異性相吸，所以小磁針的N極將豎直向下，故選D. 【答案】　D 地磁場的特點(diǎn) (1)地磁南北極與地理南北極相反，但二者并不重合． (2)地磁場的分布與條形磁鐵周圍的磁場分布相似． (3)在要求不是很精確的情況下，可以認(rèn)為地磁的兩極與地理的兩極重合． 6