高中物理 第三章 磁场 1 磁现象和磁场课件 新人教版选修3-1

第三章 磁场 情景切入 我们的祖先在磁现象的发现及应用方面写下了灿烂的一页 早在战国时期就有 慈石召铁 的记载 讲的是天然磁石对铁块的吸引 指南针是我国古代的四大发明之一 对世界文明有重大影响 磁到底是什么 指南针为什么能指明方向 磁对人类有什么作用 这一章我们就来探究磁的奥秘 知识导航 本章研究有关磁场的产生 描述及磁场对电流和运动电荷作用的知识 安培力 洛伦兹力是磁场性质的具体体现 磁电式电流表 质谱仪和回旋加速器是安培力和洛伦兹力的具体应用 本章在知识结构上可以分为三个单元 1 3节是第一单元 这个单元主要学习磁场基本知识 描述磁场力的性质的物理量 磁感应强度 用磁感线对几种常见磁场进行描述 第4节是第二单元 主要学习电流在磁场中受到的安培力大小的表达 和安培力方向的判断方法 左手定则 同时还有与电流受力有关的电流表的组成和工作原理 5 6节是第三单元 主要讨论磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力的大小和方向 了解电视机显像管的工作原理 本章学习的重点 磁感应强度的概念 磁现象的电本质 磁场对电流的作用力 安培力 磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力 本章难点 带电粒子在磁场中运动的基本规律以及带电粒子在电场 磁场 重力场中的运动规律的综合应用 学法指导 1 本章的学习可以通过与前面学过的电场类比从而更好地理解 例如磁场与电场类比 磁感应强度与电场强度类比 磁感线与电场线类比 安培力 洛伦兹力与电场力类比等 2 要注意培养空间想象能力 磁感应强度 电流 安培力和洛伦兹力分布在一个立体空间 在头脑中对它们的方向构成的立体关系要清晰 层次分明 并且还要根据需要转化为平面内的关系 3 要分清左右手的用法 用左手判断安培力的方向 洛伦兹力的方向 用右手判断电流方向 还要注意研究正负粒子在磁场中运动的问题时 四个手指指向的区别 4 善于利用几何关系 带电粒子的圆周运动 关键是确定圆周的圆心 再利用洛伦兹力提供向心力这一条件 确定圆周运动的半径和周期 再进一步确定运动时间 偏转角度等物理量 1磁现象和磁场 课前预习 1 磁性物质具有 等物质的性质叫磁性 2 磁体 的物体叫磁体 3 磁极磁体的各部分磁性强弱不同 的区域叫磁极 1 任何磁体都有两个磁极 一个叫 另一个叫 2 同名磁极相互 异名磁极相互 磁现象 吸引铁 钴 镍 具有磁性 磁性最强 南极 又称S极 北极 又称N极 排斥 吸引 1 奥斯特实验把导线沿 方向放置在指向南北的磁针上方 通电时磁针发生了 2 实验意义奥斯特实验发现了电流的 即电流可以产生磁场 首先揭示了 的联系 电流的磁效应 南北 转动 磁效应 电与磁 1 定义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 之间 之间的相互作用 这种特殊的物质叫磁场 磁场 磁体和电流 电流和电流 2 磁场的基本性质对放入其中的 或 产生力的作用 所有与磁现象有关的相互作用 都是通过磁场发生的 可与电荷间的相互作用相类比 3 磁场的产生 周围存在磁场 周围存在磁场 电流的磁效应 磁极 电流 永磁体 电流 1 地磁场地球本身是一个磁体 其周围存在的磁场叫 地磁场的N极位于地理 附近 S极位于地理 附近 地磁场很弱 但自由转动的小磁针能显示出地磁场的作用 这是 的原理 地球的磁场 2 磁偏角地球的地理两极与地磁两极并 因此 磁针并非准确地 或 其间有一个交角 这就是 简称磁偏角 如图所示 地磁场 南极 北极 指南针 不重合 指南 指北 地磁偏角 判一判 1 磁场看不见 摸不着 因此磁场是人们假想的 实际并不存在 2 磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的 通电导线与通电导线之间的作用是通过电场发生的 3 磁体中各部分的磁性都是相同的 4 地球的磁场与条形磁体的磁场相似 5 我国古代四大发明中 涉及磁现象应用的发明是指南针 D 解析 地磁场的N极在地理的南极附近 地磁场的S极在地理的北极附近 地磁场方向由南指向北 小磁针N极在地磁场的作用下会自动指向北方 因此通电直导线可以水平南北方向放置 这样小磁针在通电直导线周围磁场的作用下指向东西方向 表明电流周围有磁场 通电直导线不一定放置在地球赤道上 故D正确 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体 而易拉罐环是铝合金材料的 不是铁磁性物质 因此不能取出 而回形针是铁磁性物体 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金属 可通过调节电流大小使磁性增强 把它取出来 故使用电磁铁应更实用一些 课内探究 探究一对磁场的理解 1 甲图中两磁铁作用时 悬挂的磁铁两种情况下转动的方向不同 这说明了磁极间的作用有何特点 2 乙图中当给导线通电时 与导线平行放置的小磁针发生转动 表明电流和磁场存在什么关系 提示 1 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 2 电流周围产生磁场 1 磁场的性质 2 电流的磁效应 1 电现象与磁现象的联系 磁体总存在着两个磁极 自然界中存在两种电荷 同种电荷相互排斥 同名磁极相互排斥 异种电荷相互吸引 异名磁极相互吸引 特别提醒 自然界有两种基本的物质形态 实物和场 1 实物即具体的 有形的物质形态 由物质粒子组成 2 场是物质的另一种存在形态 和实物一样也是一种客观存在物 具有质量 能量 动量等物质的基本属性 A 解析 电流能产生磁场 在电流的周围就有磁场存在 不论是磁体与磁体间 还是电流与电流间 磁体与电流间 都有相互作用的磁场力 磁场是一种特殊物质 其最基本的性质是对放入其中的磁体或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其中的电荷有电场力的作用 它不会对放入其中的磁体产生力的作用 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 正确选项为A 解析 磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质 所以B D选项错误 磁极之间 磁极与电流之间 电流与电流之间 运动电荷之间的作用都是通过磁场发生的 不是直接发生的 故C选项错误 A 提示 地球是一个大磁体 信鸽体内有某种磁性物质 它能借助地磁场辨别方向 探究二地球的磁场 1 地磁场的方向地磁场的方向并不是正南正北方向 即地磁两极与地理两极并不重合 地磁场方向与正南正北方向间有一个夹角 磁偏角 虽然地磁两极与地理两极并不重合 但它们的位置相对来说差别不是很大 因此 一般我们认为 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 地磁场方向指向北上方 在北半球 地磁场方向指向北下方 2 地磁场的影响由于磁场对运动电荷有力的作用 故射向地球的带电粒子 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 特别提醒 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