高中物理 第3章 第2节认识磁场课件 粤教版选修31 .ppt

第二节认识磁场 1 下列有关磁的利用中利用磁化现象记录信息的是 a 门吸b 磁带c 磁石治病d 磁悬浮 答案 b 精彩回眸 2 双选 下列现象或器材中与磁有主要关系的是 a 指南针b 避雷针c 信鸽传书d 大雁南飞 答案 ac3 把录音机的音乐磁带拉出一段后 用强磁铁的一端在磁带上擦上几下后 再放音时 这一段会出现 a 原声加强了b 原声的声音变小了c 原声消失了d 不好确定 答案 c 4 地球是个大磁场 在地球上 指南针能指南北是因为受到 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 填 能 不能 或 不知道 解析 本题考查地磁场及磁极间的相互作用 了解指南针的工作原理是答好本题的关键 地球周围有磁场 指南针就是因为受到地磁场的作用力而指南北的 火星上磁场情况不明确 不能用指南针来导向 答案 地磁场不能 一 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 发生作用的 磁场是物质存在的一种特殊形式 知识梳理 磁体 通电导体 通电导体 磁场 二 磁场的方向小磁针静止时n极所指的方向 或者说小磁针n极的 为该点磁场的方向 三 磁感线1 定义 在磁场中画出一些有方向的曲线 曲线上每一点的 方向都跟该点的磁场方向相同 这样的曲线称为磁感线 受力方向 切线 2 特征 1 磁感线在磁体的外部是从北极 n极 出来进入南极 s极 在磁体的内部则是由 通向 形成一条闭合曲线 2 磁感线密集的地方磁场强 稀疏的地方磁场 3 某点磁感线的切线方向为该点的磁场方向 南极 北极 弱 四 几种常见的磁场电流的磁场可以用安培定则来判定 1 用安培定则判定直线电流的磁场方向 右手握住导线 让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致 弯曲的四指所指的方向就是 2 用安培定则判定环形电流的磁场方向 右手握住环形导线 弯曲的四指所指的方向与环形电流的方向一致 伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上的 磁感线环绕的方向 磁感线的方向 3 用安培定则判定通电螺线管内部的磁场方向 右手握住螺线管 让弯曲的四指方向与电流方向一致 所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向 五 安培分子电流假说内容 在原子 分子等物质微粒的内部 存在着一种环形分子电流 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 大拇指 磁极 思考 两条磁感线能否相交 为什么 答案 磁感线上某点切线的方向代表该点磁场的方向 而该方向是唯一的 若两磁感线相交 则交点处将会有两个磁场方向 这是不可能的 一 永磁体的磁场条形磁铁和蹄形磁铁的磁场如图3 2 2所示 特点是外部的磁感线从磁铁的n极出来 进入磁铁的s极 在磁铁内部 磁感线由s极指向n极 常见磁场及安培定则应用 图3 2 2 二 电流的磁场电流的磁场通常研究的是直线电流 环形电流和通电螺线管的磁场 判断它们的磁场 都可用安培定则来判断 该定则也叫右手螺旋定则 各种电流的磁场分布及磁感线方向的判断如下 1 分布和比较 2 安培定则应用 1 分清 因 和 果 在判定直线电流的磁场方向时 大拇指指 原因 电流方向 四指指 结果 磁场绕向 在判定环形电流的磁场方向时 四指指 原因 电流绕向 大拇指指 结果 环内沿中心轴线的磁感线方向 2 优先采用整体法 一个任意形状的环形电流 如三角形 矩形 圆形 的磁场 都可以视为若干或无数个很短的直线电流的磁场叠加而成 从而可分段进行判定 这种隔离法的判定结果 虽然与视为环形电流的整体法一致 但在步骤上却麻烦多了 三 电场线与磁感线的比较 特别提醒 1 从电场 磁场的概念理解两种场线的相似点 矢量性 线的切线 强弱 线的疏密 方向的唯一性 空间任一点场线不相交 2 从两种场线的区别理解两种场的区别 电场线 电荷有正负 电场线有始终磁感线 n极 s极不可分离 磁感线闭合 例1 如图3 2 3所示 螺线管 蹄形铁芯 环形导线三者相距较远 当开关闭合后关于小磁针n极 黑色的一端 的指向错误的是 a 小磁针a的n极指向正确b 小磁针b的n极指向正确c 小磁针c的n极指向正确d 小磁针d的n极指向正确 图3 2 3 解析 小磁针静止时n极的指向为该处的磁场方向 即磁感线的切线方向 根据安培定则 蹄形铁芯被磁化后右端为n极 左端为s极 小磁针c指向正确 通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似 内部磁场向左 外部磁场向右 所以小磁针b指向正确 小磁针a指向错误 环形电流形成的磁场左侧应为s极 故d的指向正确 在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清 因 和 果 在判定直线电流的磁场方向时 大拇指指 原因 电流方向 四指指 结果 磁场绕向 在判定环形电流磁场方向时 四指指 原因 电流绕向 大拇指指 结果 环内沿中心轴线的磁感线方向 答案 a 1 如图3 2 4所示 放在通电螺线管内部中间处的小磁针 静止时n极指向右 试判断电源的正 负极 2 在蹄形铁芯上绕有线圈 如图3 2 5所示 根据小磁针的指向 画出线圈的绕线方向 图3 2 4 图3 2 5 答案 解析 1 本题考查安培定则 可根据螺线管内的磁场方向和安培定则加以判断 小磁针n极的指向即为该处的磁场方向 所以螺线管内部磁感线由a b 根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出 d端流入 故电源c端为正极 d端为负极 2 本题考查螺线管的磁场 可根据安培定则加以判断 首先由小磁针静止时n极的指向可以确定蹄形铁芯左方为n极 右方为s极 再根据电源标出电流方向 因为铁芯左方上端为n极 由安培定则可知 铁芯左侧线圈中电流方向如图所示 由此可知左侧线圈的绕线方向如图所示 答案 1 c为正极d为负极 2 如解析图所示 一 运动电荷产生磁场从表面上看 磁体 电流 运动的电荷都能产生磁场 但由安培分子电流假说 可以概括为 磁场都是由电流产生的 电流 磁体及运动电荷之间都是通过磁场相互作用的 如图3 2 6所示 磁现象的电本质 图3 2 6 特别提醒 1 根据物质的微观结构理论 原子由原子核和核外电子组成 原子核带正电 核外电子带负电 核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转 形成分子电流 在安培生活的时代 由于人们对物质的微观结构尚不清楚 所以称为 假说 但是现在 假说 已成为真理 2 分子电流假说揭示了电和磁的本质联系 指出了磁性的起源 即一切磁现象都是由运动的电荷产生的 二 安培分子电流假说对有关磁现象的解释1 磁化现象 一根软铁棒 在未被磁化时 内部各分子电流的取向杂乱无章 它们的磁场互相抵消 对外不显磁性 当软磁棒受到外界磁场的作用时 各分子电流取向变得大致相同时 两端显示较强的磁性作用 形成磁极 软铁棒就被磁化了 2 磁体的消磁 磁体的高温或猛烈敲击 即在激烈的热运动或机械运动影响下 分子电流取向又变得杂乱无章 磁体磁性消失 例2 双选 用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象 a 永久磁铁的磁场b 直线电流的磁场c 环形电流的磁场d 软铁棒被磁化的现象解析 本题考查分子电流和宏观电流的区别 分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出的 所以选项a d是正确的 而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动而产生的宏观电流产生的 分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的 但产生的原因是不同的 答案 ad 题后反思解题时应注意某种学说的适用范围 超出了范围的说法是不能用学说来解释的 一根软铁棒被磁化是因为 a 软铁棒中产生了分子电流b 软铁棒中分子电流取向杂乱无章c 软铁棒中分子电流消失d 软铁棒中分子电流取向变得大致相同 答案 d 软铁棒中的分子电流是一直存在的 并不因为外界的影响而产生或消失 故a c错 根据磁化过程的实质可知 b错误 d正确 例3 如图3 2 7所示 a是固定的金属块 b是漂浮在水面的金属球壳 c为宅顶的蓄水池 m是带电机的水泵 d为弹簧 e为衔铁 f为螺线管 g是触点 s是开关 j为电池 请利用上述器材 设计一个住宅楼顶上的自动流水装置 综合 拓展 提高 图3 2 7 1 连接电路图 2 完成下列填空 当水池的水位低时 b球随水面下降 左边的电路断开