高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册磁场及其描述第2课时学案

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册磁场及其描述第2课时学案，共5页。
[学习目标] 1.进一步熟悉常见的电流周围的磁场，会处理磁感应强度的矢量叠加问题(重难点)。2.了解安培分子电流假说，会用其解释物体显磁性的原因。3.了解地磁场的特点。4.了解磁现象在生产、生活中的应用。
一、磁感应强度的叠加
像电场一样，磁场也遵从叠加原理。如果有几个磁场同时存在，它们的磁场就互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各个磁场单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。
例1 (2023·泉州市高二期末)如图，两根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面与O点构成一等边三角形。左边导线中通有方向垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流。若O点处磁场方向水平向左，则右边导线中的电流I2________I1(选填“＞”“＝”或“＜”)，方向垂直纸面________(选填“向里”或“向外”)。
例2 (多选)如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( )
A．直导线中的电流方向垂直纸面向外
B．b点的实际磁感应强度为eq \r(2) T，方向斜向上，与B的夹角为45°
C．c点的实际磁感应强度也为零
D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同
磁场叠加问题的解决思路
1．应用安培定则判断各电流在某点分别产生的磁感应强度的方向(过该点磁感线的切线方向，即与点和导线的连线垂直)。
2．根据平行四边形定则，利用合成法或正交分解法进行合成，求得合磁感应强度。
二、安培分子电流假说
19世纪，________提出了著名的“分子电流假说”。他认为，组成磁铁的最小单元(磁分子)就是________________，简称________________。若这些分子电流定向排列，在宏观上就会呈现出磁性。
(1)安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生。( )
(2)根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性不会减弱。( )
(3)根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱。( )
例3 (2023·抚州市临川一中高二期中)安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了“分子电流”假说。他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的，如图所示)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的选项图中正确的是( )
三、地磁场
1．地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(如图)。在地磁两极，磁针竖直指向地面；在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。
2．地球上不同的地点，地磁场的方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上，在北半球竖直向下，因此当涉及地磁场方向的问题时，要注意明确在地球上的位置。
在地球内部，地磁场方向大约是怎样的呢？(忽略磁偏角)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
例4 (多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图。结合上述材料，下列说法正确的是( )
A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
B．地理南、北极与地磁场的北、南极不重合
C．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
D．在赤道位置放置一枚小磁针，静止时小磁针N极指向地理的南极附近
四、磁的应用及意义
1．指南针与航海业的发展
____________的出现改变了夜晚依靠北极星辨别方向，白昼通过太阳确定方位的历史，推动了世界各国航海事业的发展。
2．磁与现代技术
(1)高速磁浮列车
磁浮列车有________________________和________________________两种。常导电磁铁吸引式是根据____________________原理；超导电磁铁相斥式是根据________________________原理。
(2)核磁共振成像技术
核磁共振成像技术是在核磁共振的基础上加上断层扫描和计算机辅助成像技术发展起来的，其能获得更多的人体内部信息。
例5 (多选)(2023·永安市第九中学高二开学考试)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．超导体对磁体的作用力与磁体的重力相平衡
第2课时 磁感应强度的叠加磁的应用及意义
二、
安培 分子环形电流 分子电流
三、
思考与讨论
在地球内部，地磁场方向从S极指向N极，即地理北极指向地理南极。
四、
1．指南针
2．(1)常导电磁铁吸引式 超导电磁铁相斥式 磁铁异极相吸 磁铁同极相斥
例1 ＝ 向外
解析 O点处磁场方向水平向左，如图所示
根据几何关系可知B1＝B2
则右边导线中的电流I2＝I1
根据安培定则可知，右边导线中的电流方向垂直纸面向外。
例2 AB [由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点产生的磁场的磁感应强度方向向左，大小为1 T，由安培定则知选项A正确；
如图所示，b点的实际磁感应强度为两磁场的合磁场的磁感应强度，由平行四边形定则知Bb＝eq \r(2) T，方向斜向上，与B的方向夹角为45°，选项B正确；c点的磁感应强度为Bc＝2 T，选项C错误；d点的磁感应强度为Bd＝eq \r(2) T，方向斜向下，与b点的磁感应强度大小相等，方向不同，选项D错误。]
易错辨析
(1)√ (2)× (3)√
例3 B [绕核运动的电子带负电，则环形电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，故选B。]
例4 BC [只有赤道上方附近的地磁场的方向与地面平行，A错误；地理南、北极与地磁场的北、南极不重合，存在地磁偏角， B正确；磁感线是闭合的，由题图可推知地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近， C正确；在赤道位置放置一枚小磁针，静止时小磁针N极指向地理的北极附近，D错误。]
例5 BD [同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以超导体电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反；故A项错误，B项正确；磁体悬浮在空中，重力和超导体对磁体的作用力平衡，故C项错误，D项正确。]