高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场1 磁现象和磁场学案
展开第三章 磁 场
自主体验
一、磁现象:1.磁性、磁体、磁极
磁性 | 磁体能吸引_____________的性质 |
磁体 | 具有________的物体,如条形磁铁 |
磁极 | 磁体上磁性______的区域,有S极和N极 |
2.同名磁极相互排斥,异名磁极________.
3.对于磁现象的应用,________是我国古代四大发明之一.
二、电流的磁效应:1.奥斯特实验将导线沿_______方向放置在磁针的上方,通电时磁针发生了转动.
2.奥斯特实验发现了__________________,首次揭示了______________的联系.
三、磁场:1.磁体、通电导体周围都存在着磁场.
2.磁体与____________之间,磁体与__________之间,通电导体与____________之间的相互作用,都是通过__________发生的.磁场是物质存在的一种特殊形式.
四、地磁场:1.地球本身是一个磁体,N极位于__________附近,S极位于__________附近.地磁场很弱,自由转动的小磁针能显示出地磁的作用,这是指南针的原理.
2.磁偏角:__________的指向与正南方向之间的夹角.
3.太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场.
知识探究
要点一: 磁场的物质性
磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质,说它“特殊”是因为它和我们常见的由分子、原子、离子组成的物质不同,它不是以微粒形式存在,而是以一种“场”的形式存在;说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样,具有能量,能对放入其中的磁体、电流和运动的电荷有力的作用,是不依赖于人类的意志而客观存在的特殊物质.
要点二:地磁两极与地理两极一样吗?
(1)地磁的两极与地理的两极并不重合,并且地球的磁极在缓慢移动.地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°.
(2)地磁场分布在磁极的四周,但地磁两极与地理两极差别不是很大,因此可用指
.3-1-1.
南针判断方向.
由于磁场对运动电荷有力的作用,故射向地球的高速带电粒子,其运动方向会发生变化,不能直接到达地球.因此地磁场对地球生命有保护作用.
(3)若小磁针能浮在空中自由移动,小磁针既不是严格静止在南北方向,又不是严格的水平方向.这说明小磁针所受地磁场的作用力的方向既不是严格的南北方向,也不是严格的水平方向,但差别很小.
要点三:电场和磁场有哪些异同?
电场与磁场都是“场”,通过对比可加深对磁场的理解.二者的异同点列表如下:
对象
内容 | 电场 | 磁场 | |
产生 | 电荷周围存在电场 | 磁体或电流 周围存在磁场 | |
场强 | 大小 | 电场强度:E=,是反映电场性质的物理量,其中q为检验电荷 | 磁感应强度:B=,是反映磁场性质的物理量,其中IL为检验电流元,磁场力F的大小与电流I的方向有关,当I垂直于B时,F最大 |
方向 | 规定:正电荷在电场中某点的受力方向为该点的电场方向 | 规定:小磁针静止时N极在磁场中的受力方向为该点的磁场方向 | |
相互作用 | 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 | 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 |
典例剖析
题型一、电流的磁效应
【例1】 以下说法中正确的是( )
A.磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C.磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的
D.磁场和电场是同一种物质
题型二、地磁场
【例2】 下列说法正确的是( )
A.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极
B.磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的
C.地球的周围存在着磁场,但地磁的两极与地理的两极并不重合,其间有一个交角这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D.在地球表面各点磁场强弱相同
题型三 磁现象及其成因
A【例3】 如图1所示,质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法中正确的是( )
A.回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为mgtan θ
.3-1-2.
B.回形针静止时受到的细线的拉力大小为
C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了.原因是回形针加热后,分子电流排列无序了
D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了.原因是回形针加热后,分子电流消失了
拓展探究1:关于磁场方向的说法,下列叙述正确的是( )
A.小磁针N极的指向 B.小磁针S极的受力方向
C.小磁针N极的受力方向 D.以上说法都不对
题型四 磁场的应用
A【例4】 为了使实验小车能在比较光滑的水平道路上运动,同学们设计了以下三种办法,甲同 学将电扇固定在小车上,认为打开电风扇后小车会运动;乙同学要求在装着电扇的车上加个帆,并声明帆必须足够大,以集中全部风力;丙同学设想人提着强磁铁站在用钢铁材料制成的车上,如图2所示.则真正能使小车运动的设计是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.三个都不行
课堂训练
1.下列关于磁场的说法中正确的是( )
A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质
B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C.磁极与磁极间是直接发生作用的
D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
2.奥斯特实验说明( )
A.通电导体的周围存在着磁场 B.导体的周围存在磁场
C.磁体的周围存在着磁场 D.磁场对电流有力的作用
3.指南针本身就是一个小磁体,根据已有的磁场知识,你能分析一下,指南针为什么会指南、北吗?
课后训练
1.关于宇宙中天体的磁场,下列说法正确的是( )
A.宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场
B.宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场
C.用指南针可以在任何一个天体上判别方向
D.用指南针只能在类似于地球磁场的天体上判别方向
2.超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这项技术,磁体悬浮的原理是( )
A.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同
B.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反
C.超导体使磁体处于失重状态
D.超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
3.关于磁铁的两个磁极,下列说法中正确的是( )
A.可以分开 B.不能分开
C.一定条件下可以分开 D.磁铁很小时就只有一个磁极
4.下列说法正确的是( )
A.只有磁极周围空间存在磁场
.3-1-3.
B.相互接触的两个磁体之间没有磁场力的作用
C.磁体对电流有力的作用,电流对磁体没有力的作用
D.磁体和电流之间力的作用是相互的,都是通过磁场产生力的作用
5.地球是一个大磁体:①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.以上关于地磁场的描述正确的是( )
A.①②④ B.②③④ C.①④ D.②③
6.如图4所示,假设将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极将( )
A.指北 B.指南 C.竖直向上 D.竖直向下
7.下列所述情况,哪一种可以肯定钢棒没有磁性( )
A.将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的南极,两者互相排斥
B.将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的南极,两者仍互相吸引
C.将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的北极,两者仍互相吸引
D.将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相排斥
A8.地球是个大磁场,在地球上,指南针能指南北是因为受到什么的作用?人类将在本世纪登上火星,目前,火星上的磁场情况不明,如果现在登上火星,你认为在火星上的宇航员能依靠指南针来导向吗?
A9.动手试一试:如图5,把一条通电导线平行地放在小磁针的上方,我们发现小磁针发生偏转.当改用两节或者更多的电池时,小磁针偏转的快慢有什么变化?把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验,小磁针偏转的快慢又有什么变化?如果把导线放在与小磁针垂直的上方进行实验,小磁针的偏转又如何?动脑想一想:小磁针的偏转意味着什么?小磁针静止时的指向意味着什么?小磁针偏转的快慢不同又意味着什么?
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