高中物理人教版 (新课标)选修31 磁现象和磁场导学案

3.1 磁现象和磁场 学案（人教版选修3-1）

一、磁现象

1．磁性、磁体、磁极

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.

一、磁现象 电流的磁效应

[问题情境]

信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情．可为鸽子导航的“地图”在哪儿？有一些昆虫和鸟，在它们身体的特定部位存在细小的铁粒子，通过神经与大脑相连．这些铁粒子可能有什么功能？

1．什么是磁性、磁极？

2．奥斯特是怎样“偶然”发现电流的磁效应的？

[要点提炼]

1．任何磁体都有两个磁极，一个叫____________极，一个叫____________极．同名磁极____________，异名磁极__________．

2．电流的磁效应是指______________________，是由物理学家________发现的．

[问题延伸]

奥斯特实验的意义：__________________________________________

二、磁场 地球的磁场

[问题情境]

指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道指南针指南的原因吗？

1．什么是磁场？

2．什么是磁偏角？

[要点提炼]

1．________周围或________周围存在磁场．

2．地球上不同地点磁偏角的数值是________同的，并且由于________________________，磁偏角也在缓慢变化．

[问题延伸]

地磁体周围的磁场分布：与条形磁铁周围的磁场分布情况相似，两极磁性最_____，中间磁性最________________，在赤道正上方，地磁场方向________________；在南半球，地磁场方向指向____________；在北半球，地磁场方向指向____________.

例1 判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极．当钢条甲靠近时，小磁针自动远离，当钢条乙靠近时小磁针自动靠近，则(  )

A．两根钢条均有磁性

B．两根钢条均无磁性

C．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性

D．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性

听课记录：

变式训练1 在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是(  )

A．导线沿南北方向放置，使磁针在导线的延长线上

B．导线沿东西方向放置，使磁针在导线的延长线上

C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方

D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方

例2 关于地磁场，下列叙述正确的是(  )

A．地球的地磁两极和地理两极重合

B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的北极

C．地磁的北极与地理的南极重合

D．地磁的北极在地理的南极附近

听课记录：

变式训练2 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北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤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．①⑤             D．②③

【即学即练】

1．下列说法中正确的是(  )

A．磁体与电流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．电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的

D．磁体与电流间的相互作用是磁体的磁场和电流的电场产生的

2．一位同学设计实验以验证奥斯特实验的结论，以下操作及判断正确的是(  )

A．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向南方

B．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向北方

C．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向东方

D．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向西方

3．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B时，则(  )

A．A、B一定互相吸引

B．A、B一定互相排斥

C．A、B间有可能无磁场力作用

D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥

4．指南针是中国古代的四大发明之一，它能指示南北方向是由于(  )

A．指南针的两个磁极相排斥

B．指南针的两个磁极相吸引

C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质

D．地磁场对指南针的作用

参考答案

课前自主学习

一、1.铁质物体 磁性 最强 2.相互吸引 3.指南针

二、1.南北 2.电流的磁效应 电与磁

三、2.磁体 通电导体 通电导体 磁场

四、1.地理南极 地理北极 2.小磁针

核心知识探究

一、

[问题情境]

1．磁体能吸引铁质物体的性质叫磁性．磁体上磁性最强的区域叫磁极．

2．1820年4月，奥斯特在一次讲课中，偶然地把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时磁针转动了．他连续进行了大量研究后宣布发现了电流的磁效应．

[要点提炼]

1．南(S) 北(N) 相斥 相吸      2．电流周围存在磁场 奥斯特

[问题延伸]

揭示了电与磁的联系．

二、

[问题情境]

1．磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场．

2．地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角．

[要点提炼]

1．磁体 通电导体

2．不 地球磁极的缓慢移动

[问题延伸]

强 弱 水平向北 北上方 北下方

解题方法探究

例1 D [磁体能吸引铁磁性物质，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，排斥的两者必然都是磁体，吸引时至少有一个是磁体．钢条甲靠近小磁针时，小磁针自动远离，说明它们相互排斥，则甲一定有磁性．当乙靠近小磁针时，它们相互吸引，这时可能有两种情况：一是乙没有磁性，此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引；二是乙有磁性，且与小磁针是异名磁极，此时属于异名磁极相互吸引．故D正确．]

变式训练1 C [把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的小磁针的正上方．通电时小磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向．故C正确，A、B、D错误．]

例2 D [地球是一个大磁体，地球的地磁两极与地理两极并不重合．且相对位置在极其缓慢地变化．因此A、C错误，因为地磁北极在地理南极附近．因此，指南针指南的一极应是指南针的南极．故B错误，D正确．]

变式训练2 D [地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，因此②正确．根据地磁场的分布规律知①、④、⑤均错误，③正确，故选D.]

即学即练

1．AC [磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的，A、C对，B、D错．]

2．C [受地磁场的影响，小磁针静止不动时指南北方向，当电流由东向西流过水平放置的直导线时，直导线下方的磁场与地磁场方向相反，则小磁针静止不动或轻拨一下后转动180°而静止，故A、B错；当电流由北向南流过水平放置的直导线时，直导线下方的磁场方向由西向东，故小磁针N极指向东方，C对，D错．]

3．D [小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果．铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性，若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用；若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引，这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场的作用，故正确答案为D.]

4．D [指南针是我国古代四大发明之一，其工作原理是地磁场对指南针的作用，只有D对．]