人教版选修31 第三章第1节 磁现象和磁场 学案.doc

第1节磁现象和磁场研究学考明确要求知识内容磁现象和磁场考试要求学考b选考b基本要求1.了解磁性、磁极概念。2了解电流的磁效应，领会发现电流磁效应现象的意义。3知道磁体和通电导体周围都有磁场，磁体与磁体、磁体与通电导体、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。发展要求1.大致了解地磁场的分布。2初步了解磁偏角的概念。基 础 梳 理1磁性和磁体物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体。2磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁体上磁性最强的区域叫磁极。(1)磁体有两个磁极，一个叫n极(又叫北极)，另一个叫s极(又叫南极)。(2)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。典 例 精 析【例1】 磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说法正确的是()a两者都是电现象b两者都是磁现象c前者是电现象，后者是磁现象d前者是磁现象，后者是电现象解析磁铁吸引小铁钉是靠磁铁的磁场把铁钉磁化而作用的，是磁现象；摩擦过的塑料上带电荷使周围产生电场而吸引毛发碎纸屑的，是电现象。答案d由于磁场而产生的现象是磁现象；由于电场而产生的现象是电现象。基 础 梳 理1丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在着联系。1820年他发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的关系。2奥斯特实验的结论：导线通入电流后，小磁针发生了转动，说明小磁针受到了磁场力的作用，可见电可以生磁。通入不同方向的电流时小磁针的转动方向不同，说明通入电流的方向不同，产生的磁现象也不一样。3奥斯特实验的意义：发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁之间是有联系的。典 例 精 析【例2】 物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流的磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()a该实验必须在地球赤道上进行b通电直导线应该竖直放置c通电直导线应该水平东西方向放置d通电直导线应该水平南北方向放置解析小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当通电直导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选d。答案d南北放置的通电导线产生的磁场为东西方向，与磁针垂直，作用力最大。即 学 即 练1如图1所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()图1a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电场发生的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正确。答案b基 础 梳 理1磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质。磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的。2基本性质：图2对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(如图2所示)。3磁场的产生(1)磁体周围有磁场。(2)电流周围有磁场。(3)运动电荷周围有磁场。特别提醒磁场和电场一样，都是一种物质，是客观真实存在的。典 例 精 析【例3】 关于磁场，下列说法正确的是()a其基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用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磁场不是客观存在的一种特殊物质形态d磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无解析磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用，a正确；磁场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，b、c、d错误。答案a磁场是客观存在的一种物质，并对放入其中的磁体或电流产生力的作用。基 础 梳 理1地磁场：地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。如图3所示，地球磁场的n极(地磁北极)位于地理南极附近，地球磁场的s极(地磁南极)位于地理北极附近。图32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)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。(2)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。典 例 精 析【例4】 如图4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()图4a指北 b指南c竖直向上 d竖直向下解析地磁场的分布规律与条形磁铁类似，在地理北极附近，地磁场竖直向下，此处小磁针的n极应竖直向下，d正确。答案d即 学 即 练2地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁体的磁场分布情况相似，以下说法正确的是()a地磁场的方向沿地球上经线方向b地磁场的方向是与地面平行的c地磁场的方向是从北向南的d在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的解析每一点地磁场的方向并不是沿经线方向，选项a错误；地磁场的方向只有在赤道附近和地面平行，选项b错误；地球内部的磁场方向才是从北向南，选项c错误，只有选项d正确。答案d1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，下述说法中正确的是()aa、b一定相互吸引ba、b一定相互排斥ca、b间可能无磁场力作用da、b可能相互吸引，也可能相互排斥解析磁体相互吸引可以是原来没有磁性的铁棒磁化而吸引磁体，也可以是因为两个磁体的异名磁极相互吸引。这是吸引的两种情况。而排斥只能在两个磁体的同名磁极间才可能发生。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。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a会被磁化而发生相互吸引作用；若a有磁性，则a、b两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极靠近时，相互排斥；当异名磁极靠近时，相互吸引，这说明不论a有无磁性，它们之间总有磁场的作用，故选项d正确。答案d2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。答案a3磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用，以下示意图不正确的是()a磁体磁体b磁体通电导体c通电导体通电导体d通电导体通电导体解析磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的。答案c4下列说法中正确的是()a奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力b奥斯特实验说明了磁体对通电导线有作用力c奥斯特实验说明了任意两条通电导线之间有作用力d奥斯特实验说明了任意两个磁体之间有作用力解析奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力，所以选项a正确。答案a5我国古代四大发明中，涉及到磁现象应用的发明是()a指南针 b造纸术 c印刷术 d火药解析指南针利用地磁场使小磁针偏转来指示方向，涉及到磁现象，而我国古代四大发明中，造纸术、印刷术、火药不涉及磁现象，故a正确。答案a1如图1所示，一根条形磁铁，左端为s极，右端为n极。下列表示从s极到n极磁性强弱变化情况的图象中正确的是()图1解析条形磁铁两极磁性最强，中间磁性最弱，故磁性强弱变化曲线如c所示。答案c2磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()a磁体的吸铁性b磁极间的相互作用规律c电荷间的相互作用规律d磁场对电流的作用原理解析军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷。b项正确。答案b3如图2所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，发现这个实验现象的物理学家是()图2答案c4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磁体间有相互作用解析本题考查了电流的磁效应及奥斯特实验。奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场。故正确答案为c。答案c5(2017嘉兴教学质量检测)指南针静止时，其位置如图3中虚线所示。若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置。据此可能是()图3a导线南北放置，通有向北的电流b导线南北放置，通有向南的电流c导线东西放置，通有向西的电流d导线东西放置，通有向东的电流解析若导线南北放置，通有向北的电流，根据安培定则可知，小磁针n极将由北向西偏转，a错误；导线南北放置，通过向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针n极将由北向东偏转，可转向图中实线所示位置，b正确；导线东西放置，通过向西的电流，根据安培定则可知，小磁针n极将向南偏转或不偏转，c错误；导线东西放置，通过向东的电流，根据安培定则可知，小磁针n极不偏转，d错误。答案b6下列关于磁场的说法中，正确的是()a磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质b磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的c磁极与磁极之间是直接发生作用的 d磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析磁场是一种特殊物质，磁体间的相互作用是靠磁场发生的。答案a7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地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的d地球磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的解析小磁针s极指南是因为地磁的n极在地理的南极附近，故a错误；地磁场的两极和地理两极是相反的，所以b正确；依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向和地面平行，故c错误；地球的磁偏角是变化的，地磁两极的位置也是变化的，所以d错误。答案b8在地球赤道上放置一个小磁针，静止时小磁针n极指向()a地理南极 b地理北极c东方 d西方解析地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极和北极分别位于地理的北极和南极附近，在赤道处，地磁场方向由地理南极指向地理北极，小磁针静止时n极指向地理北极。指南针就是利用上述原理制成的。答案b9将a、b两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对的磁极极性相同，此时可以看到上方的磁环a“悬浮”在空中，如图4所示，设两磁环受到的重力相等且都为g，则磁环b对木支架底座的压力f与重力g的大小关系是()图4afg bfgcgf2g df2g解析由a、b两磁环相对的磁极极性相同，可知它们之间相互作用力是斥力。a“悬浮”在空中，说明a受力平衡，因此，a受到的重力和b对a的排斥力大小相等。根据牛顿第三定律，b受到a的斥力大小等于g。对b受力分析可知，b受到重力、向下的斥力和底座对b向上的支持力，b静止，所以f支2g，所以b对底座的压力f也为2g。答案d10下列说法中与实际情况相符的是()a地球的磁偏角是一个定值b地磁场的北极在地理位置的北极附近c除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象d郑和出海远航比哥伦布的远洋探险先使用指南针解析磁偏角随地理位置变化而变化，a错误；地磁场的北极在地理南极附近，b错误；其他星球上也有磁场存在，c错误；我国是最早利用指南针航海的国家，d正确。答案d11在超市里，顾客可以自己在货架上挑选商品，十分方便，但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走，那么出口处的报警器马上会鸣响报警，你知道这是为什么吗？解析在超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的商标，当经过出口时，那里的磁性探测器便检测出来并发出报警，只有当你付款后，售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性消除，探测器才会让你把商品带出超市。答案见解析12关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场。(2)小磁针静止时，它的n极指向就是“月磁”的北极。你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正。答案(1)小磁针静止时指向某一方向，说明月球周围存在磁场。(2)小磁针静止时，它的n极