高中物理第三章磁场1磁现象和磁澄件新人教版选修3_1

1磁现象和磁场 1 了解电流的磁效应 了解电流磁效应的发现过程 体会奥斯特发现电流磁效应的重要意义 2 知道磁场的基本特性 了解地球的磁场 3 了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响 关注磁现象在生活和生产中的应用 1 磁现象人们最早发现的天然磁石的主要成分是Fe3O4 天然磁石或人造磁铁都叫永磁体 它们都能吸引铁质物质 我们把这种性质叫作磁性 磁体的各部分磁性强弱不同 磁性最强的区域叫作磁极 悬挂的小磁针静止时 指南的磁极叫作南极 又叫作S极 指北的磁极叫作北极 又叫作N极 2 电流的磁效应 1 磁极间的相互作用 自然界中的磁体总存在着两个磁极 磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 2 电流的磁效应 通电导体与磁体间相互作用的现象称为电流的磁效应 电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特发现的 3 磁场正像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 磁体周围和通电导体周围存在着磁场 1 地球是一个大磁体 地球的地理两极与地磁两极并不重合 地磁的北极位于地理的南极附近 地磁的南极位于地理的北极附近 地磁子午线与地理子午线之间的夹角叫作地磁偏角 简称磁偏角 如图所示 2 宇宙中许多天体都有磁场 太阳表面的黑子 耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关 月球也曾有过磁场 火星上不像地球那样有一个全球性的磁场 因此指南针不能在火星上工作 为什么说地磁场是地球的 保护伞 提示 从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子 这些高能粒子流到达地球会给地球上的生命带来危害 但是由于地球周围存在磁场 地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向 对地球上的生命起到保护作用 所以说地磁场是地球的 保护伞 1 对磁场和奥斯特实验的理解 1 磁场 磁场的物质性 磁场是一种特殊的物质 虽然不是由分子 原子等组成的实体 但它是客观存在的 它的物质性就是通过磁场的基本性质来体现的 即磁场对放入其中的磁体或电流有磁场力的作用 磁场的存在 磁体的周围和通电导体的周围都存在着磁场 磁体和磁体之间 磁体和通电导体之间 通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场来传递的 磁场的矢量性 磁场是有方向的 所谓磁场方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向 即小磁针静止时其北极所指的方向 2 丹麦物理学家奥斯特做了著名的电流的磁效应的实验 奥斯特实验 实验时 通电直导线要南北方向水平放置 磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方 以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动 由于地磁场使磁针指向南北方向 直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围存在磁场 也就是电流的磁效应 特别提醒 1 磁体和电流周围的磁场是同一种性质的场 具有相同的特点和基本属性 2 场是物质的另一种存在形式 和实物一样 也是一种客观存在物 具有质量 能量等物质的基本属性 2 对地磁场的理解 1 地磁场特点 地磁场的方向并不是正南正北方向的 即地磁两极与地理两极并不重合 地磁南极在地理北极附近 地磁北极在地理南极附近 地磁场方向与正南正北方向间有一夹角 叫磁偏角 2 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 我们一般认为 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 在赤道正上方 地磁场方向水平向北 3 影响 由于磁场对运动电荷有力的作用 故射向地球的高速带电粒子的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 特别提醒由于地球上不同位置地磁场的方向不同 因此当涉及有关导体相对地磁场问题时 应该首先明确所处的位置 然后根据该位置地磁场的方向来求解与地磁场相关的问题 类型一 类型二 磁场的概念 例1 以下说法正确的是 A 磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的B 通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的C 磁体与通电导体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点拨 本题考查磁场与电场的有关理解问题 在处理这类题目时要注意理解概念 1 注意磁场与电场的区别 2 理解磁体与磁体 通电导体与通电导体 磁体与通电导体之间的作用都是通过磁场产生的 类型一 类型二 解析 在通电导体的周围有磁场存在 无论是磁体与磁体间还是通电导体与通电导体间 磁体与通电导体间 都有相互作用的磁场力 磁场是磁现象中的一种特殊物质 它的基本特点是对放入其中的磁体 通电导体有磁场力的作用 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静电力的作用 因此 磁场和电场是两种不同的物质 各自具有其自身的特点 所以只有A正确 答案 A 题后反思注意不要将通电导体之间的相互作用理解成是通过电场产生的 类型一 类型二 地磁场的描述 例2 多选 关于地磁场 下列叙述正确的是 A 地球的地磁两极与地理的两极重合B 我们用指南针确定方向 指南的一极是指南针的南极C 地磁的北极与地理南极重合D 地磁的北极在地理南极附近点拨 地磁场的南极和北极与地理的南 北极相反 并且存在一个磁偏角 类型一 类型二 解析 地球是一个大磁体