2018_2019学年高中物理第三章磁场第1节磁现象和磁场学案新人教版.docx

第1节磁现象和磁场1知道磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的2了解电流的磁效应及其发现过程3了解地磁场的分布情况和地磁两极的特点一、磁现象、电流的磁效应1天然磁石和人造磁体都叫做永磁体，它们都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做磁性2磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫做磁极能够自由转动的磁体，例如悬吊着的磁针，静止时指南的磁极叫做南极，又叫S极；指北的磁极叫做北极，又叫N极同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引3丹麦物理学家奥斯特于1820年发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系二、磁场、地球的磁场1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2磁体、通电导体周围都存在磁场磁场是物质存在的一种形式，是看不见、摸不着、但却真实存在的特殊物质3地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近4磁偏角：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 判一判(1)磁场是看不见、摸不着的一种物质()(2)我国古代四大发明中，涉及磁现象应用的发明是指南针和造纸术()(3)电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、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()(4)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，指南针指南是因为地球是个大磁体，它对指南针有力的作用()(5)地球是一个大磁体，存在的磁场叫地磁场地球的地理两极与地磁两极重合()提示：(1)(2)(3)(4)(5) 想一想指南针指向南方的是N极还是S极？地球上任何位置都可以用指南针辨别方向吗？提示：由于地磁场方向由南向北，故指南针指向南方的是S极由于地磁南北两极点的磁场方向竖直，故指南针可能指向其他方向，不能准确指向南方另外受人为的强磁场的干扰，地磁场对指南针起不了决定作用，此时指南针也不能确定方向 做一做(2018武威高二检测)在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是()A沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方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提示：选C根据右手螺旋定则，导线一侧的磁场方向大体与导线垂直，为了使现象明显，应该将小磁针放置在导线一侧，且平行导线方向放置小磁针又由于小磁针只能在水平面内转动，所以应该将小磁针放置在导线下方或上方，即将小磁针和导线放置在同一竖直面内，而不能将小磁针和导线放置在同一水平面内由于地球的磁场是沿南北方向的，为了使实验现象明显，应该使电流的磁场不沿南北方向，最好沿与南北方向夹角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线故选C对磁场和电流磁效应的理解1磁场的性质(1)客观存在性：与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围(2)方向性：人类规定，磁场中任一点小磁针北极(N极)的受力方向(或小磁针静止时N极的指向)为该处的磁场方向(3)基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的2奥斯特的实验(1)实验装置如图所示(2)实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动(3)实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场 命题视角1对磁场的理解下列关于磁场的说法中，正确的是()A只有磁铁周围才存在磁场B磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C磁场只有在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生D磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的解析磁铁和电流周围都有磁场，A错误；磁场是一种客观存在的物质，B、C错误；磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的，D正确答案D 命题视角2对电流磁效应的理解(多选)(2018宿州高二检测)关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()A甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的C丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的思路点拨 电流的周围也存在磁场解析甲图中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的综上所述，选项B、C正确答案BC使奥斯特实验现象更明显的六种方法(1)导线南北方向放置(2)导线不通电流时，使小磁针与导线在同一竖直面内(3)选用磁性较强的小磁针(4)适当增大导线中的电流(5)适当减小导线与小磁针的距离(6)观察开关突然闭合时小磁针的转动情况，只要小磁针动了，就说明电流对小磁针发生了力的作用，不必计较小磁针重新静止时与原来相比转过了多大的角度 【题组突破】1实验表明：磁体能吸引一元硬币对这种现象的解释正确的是()A硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引解析：选D我国第五套人民币中的一元硬币的材料为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化，因而能够被磁体吸引，故选项D正确2如图所示是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管(1)你能说出这种仪器的原理吗？(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？(3)如果把活动永磁铁换成电磁铁，你认为是不是更实用呢？解析：(1)当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，其上的活动永磁铁使固铁磁化，磁化后吸引铁磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出(2)由于磁铁只能吸引铁磁性物质，而易拉罐拉环是铝合金材料的，不是铁磁性物质，所以不能取出；而回形针是由铁磁性物质制成的，可以用此仪器取出(3)电磁铁的磁性强弱可以随电流的变化而变化，如果是误吞了比较重的铁磁性物体，可通过调节电流大小使磁性增强，把它取出来故使用电磁铁会更实用一些答案：见解析对地磁场的认识1地磁场的方向(1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下(2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北(3)在南半球，地磁场方向向北偏向上方；在北半球，地磁场方向向北偏向下方2磁偏角的形成：磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角【题组过关】1(多选)下列说法正确的是()A地球是一个巨大的磁体，其磁体的N极在地球南极附近，磁体的S极在地球北极附近B地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下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，其间有一个夹角，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解析：选AB地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，D不正确在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确故选A、B2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如图所示结合上述材料，下列说法不正确的是()A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D地球对磁石的作用是通过磁场发生的解析：选C由“常微偏东，不全南也”和题图知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，地磁的南极在地理北极附近，地球是一个巨大的磁体，因此地球内部也存在磁场，故选项A、B的说法正确从题图中磁感线的分布可以看出，在地球表面某些位置(如南极、北极附近)磁感线不与地面平行，故选项C的说法不正确磁体与磁体之间，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，是通过磁场发生的，故选项D的说法正确磁现象与力学知识的结合问题磁力的四个性质(1)普遍性：磁力与重力、弹力等一样，都是一种作用力，满足所有力的运算规则及受力平衡和牛顿第二定律(2)条件性：磁力只发生在磁体与铁磁性物质间，或者磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间(3)相互性：磁力的作用是相互的，同名磁极间为斥力，异名磁极间为引力，磁体与电流间的力也是作用力和反作用力，即磁力满足牛顿第三定律(4)方向性：N极受力方向与该处磁场方向相同，S极受力方向与该处磁场方向相反【题组过关】1如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来，如图所示原来，棋盘和棋子都是由磁性材料做成的棋子不会掉落是因为()A质量小，重力可以忽略不计B受到棋盘对它向上的摩擦力C棋盘对它的吸引力与重力平衡D它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力解析：选B棋子受力分析如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力重力使得棋子有向下滑动的趋势，从而使棋子受到棋盘向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会滑下来由于空气浮力远小于重力，故可忽略不计2如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，当电磁铁通电时，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()AFMgBmgF(Mm)g解析：选D在铁片B上升的过程中，轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引之和在铁片B上升的过程中，对B，有F引mgma，所以F引mgma由牛顿第三定律可知，B对A的引力F引与A对B的引力F引大小相等、方向相反，所以FMgmgma随堂检测 1(多选)(高考全国卷)指南针是我国古代四大发明之一关于指南针，下列说法正确的是()A指南针可以仅具有一个磁极B指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C指南针的指向会受到附近铁块的干扰D在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析：选BC指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误2(多选)(2018山东青岛二中月考)为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是()A若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性B若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性C若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性D若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性解析：选AC若发生排斥现象，则锯条一定有磁性若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选A、C3雪龙号南极科考船从南极出发，赴澳大利亚海域附近参与MH370搜寻工作，若沿途不断测量地磁场的强弱和方向，测量结果可能是()A地磁场的大小一直不变，磁场方向始终沿正南、正北方向B地磁场的大小不断变化，磁场方向始终沿正南、正北方向C地磁场的大小一直不变，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角D地磁场的大小不断变化，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角解析：选D磁极附近磁场最强，故磁场大小不断变化地磁场N极在地理南极附近，但不重合，故D正确4如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数()A不变B逐渐减小C先减小再增大 D先增大再减小解析：选C磁体上磁性强弱并不一样，实验证明，磁体两端(磁极)处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁球在条形磁铁的N极和S极处受到的吸引力最大，在正中央处受到的吸引力最小，C正确课时作业 学生用书P149(单独成册)一、单项选择题1奥斯特实验说明了()A磁场的存在 B磁场的方向性C电流可以产生磁场 D磁场间有相互作用解析：选C奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围能产生磁场，故正确答案为C2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而共同产生的D磁场和电场是同一种物质解析：选A电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场的存在，不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，但它不会对放入电场中的磁极产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点故选A3如图所示，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竖直向下解析：选D地球的北极点是地磁场的S极附近，此处的磁感线竖直向下，故此处小磁针的N极竖直向下，故选D4如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图中，四个相同的磁体都处于静止状态(弹簧都处于拉伸状态)，则()A对地面压力最大的是丙B对地面压力最大的是甲C对地面压力最大的是甲、丙、丁D对地面压力最大的是丙、丁解析：选D对磁体整体受力分析，由平衡条件可知，判断D正确5磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中()A鸽子仍能如平时一样辨别方向B鸽子会比平时更容易的辨别方向C鸽子会迷失方向D不能确定鸽子是否会迷失方向解析：选C永久磁铁会产生磁场，该磁场干扰鸽子识别地磁场，影响鸽子通过地磁场识别方向，所以鸽子会迷失方向，C是正确的6现有甲、乙两根钢棒，当把甲的一端靠近乙的中部时，没有力的作用；而把乙的一端靠近甲的中部时，二者相互吸引，则()A甲有磁性，乙无磁性B甲无磁性，乙有磁性C甲、乙均无磁性D甲、乙均有磁性解析：选B条形磁体两端磁性最强，中部磁性最弱，当甲的一端对乙中部没有力，说明甲一定没有磁性，但不能判定乙是否有磁性，而乙的一端对甲中部有吸引力，则可判定乙有磁性，故选B二、多项选择题7下列关于磁场的说法正确的是()A最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无解析：选AC磁场虽看不见、摸不着，但其是客观存在的，不随人的意志而转移，它是一种特殊的物质形态，最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用8以下关于地磁场的说法中正确的是()A地磁场是地球的盾牌，起着保护地球上生命的作用B地磁场的N极在地理位置的南极附近，但不与南极重合C地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢变化D在行星中，只有地球有磁场解析：选ABC宇宙中射向地球的高能粒子流如果不受阻碍地射到地球上，会杀死地球上的生命体，正是由于地磁场的保护，使得大量的粒子被偏转，人类和其他生命才得以延续，故A项正确地磁场的N极在地理南极附近，但不与南极重合，有地磁偏角，B项正确地磁场的N、S极的位置会缓慢移动，故C项正确在行星中，并不是只有地球有磁场，故D项错误9关于地球的磁场，下列说法正确的是()A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B地磁场的南极在地理北极附近C赤道上方的磁场方向与地面不平行D地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的解析：选BD小磁针S极指南是因为地磁的N极在地理的南极附近，A错误地磁场的两极和地理两极是相反的，B正确依据地磁场的空间分布，只有赤道上方的磁场方向和地面平行，C错误地球的磁偏角在地球上的不同地点是不同的，地球两磁极的位置也是变化的，D正确10如图为一种用电磁原理制作的充气泵的结构示意图其工作原理类似打点计时器当电流从电磁铁的接线处a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是()A小磁铁的下端为N极B小磁铁的下端为S极C电磁铁的上端为N极D电磁铁的上端为S极解析：选AD由安培定则知电磁铁的上端为S极，下端为N极，根据同