2019-2020学年高中物理 第2章 磁及其应用 第1节 磁性与磁场学案 鲁科版选修1-1

第1节磁性与磁场1.了解静磁体的吸铁性与指极性2.知道磁场具有传递力的性质，了解场是一种物质(重点)3知道地球是一个大磁体，能解释指南针指示南北的原因4.知道磁偏角，了解我国古代对磁偏角的记载5理解磁场的存在及其概念，地磁场的认识(重点)一、奇妙的磁性1磁性：磁石就是磁铁矿矿石，主要成分是fe3o4，人们把能够吸引铁、钴、镍等物质的性质，称为磁性把具有磁性的物体称为磁体人们把磁体上磁性特别强的区域称为磁极，磁体都有两极，即n极和s极2磁极的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引3实践证明，我们日常所接触的磁体，无论分割多短，它们的磁极总是成对出现的4没有磁性的铁钉靠近磁铁，磁铁吸引铁钉将铁钉与磁铁分开，再用铁钉靠近没有磁性的其他铁钉，发现它们互相吸引铁钉有了磁性，这种现象叫做磁化二、磁场的概念1磁体周围存在着磁场，并通过磁场产生相互作用磁体与磁体之间、磁体与铁钉之间的作用力都是通过磁场来传递的2磁场的物质性：磁体周围客观存在着磁场，磁场和电场一样都是物质，尽管人眼看不见，但它是自然界物质存在的一种形式三、地球是个大磁体1地磁极：如图所示，地磁南极和地磁北极分别位于地理北极和地理南极附近，地球周围存在的磁场叫地磁场指南针就是在地磁场的作用下指示南北的地磁场的分布大致上就像一个条形磁铁外面的磁场；地球表面上磁场的方向大致是从地理的南极到地理的北极2磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个夹角，叫做磁偏角在地球上的各个地方，磁偏角是不同的地震发生时，无线电通讯系统往往会出现“故障”，尤其是临震前几分钟，手机正在通话突然声音中断、杂音增多，电视音像不稳定等请讨论一下这是为什么？提示：这是因为地壳中的岩石有许多是具有磁性的，当这些岩石受力变形时，它们的磁性也要跟着变化因此在强烈地震以前地磁场的强弱和磁偏角、磁倾角都会发生改变，造成地磁的局部异常，这就是所谓的“震磁效应”地磁场的这种“震磁效应”可以帮助人们对地震进行紧急预报对磁体和磁场的理解1磁体与磁极磁体中磁性最强的部分为磁极，自然界中的磁极总是成对出现的若将条形磁铁从中间断开，原为中性区的断面立刻会变为新的磁极，分开的两段又分别成为新的条形磁铁，如图所示2磁场的理解磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，说它特殊是因为它和我们常见的以分子、原子等组成的物质不同，它不是以微粒的形式存在，而是以看不见、摸不着的一种“场”的形式存在说它是物质是因为它和我们常见的实物一样，能对放入其中的磁体产生力的作用，所以，我们说磁场也和我们常见的房屋、桌子等一样，是一种客观存在的物质磁体之间的相互作用就是通过它们周围的这种特殊物质传递的下列说法中错误的是()a磁场是一种看不见、摸不着的物质b磁极间的相互作用是通过磁场进行的c磁铁吸引铁钉、铁屑的作用是通过磁场进行的d磁场只存在于磁铁内部解析磁场是磁体周围存在的一种物质磁极间的相互作用就是通过磁场进行的，a、b、c均正确，磁场在磁铁内、外部都存在d错误答案d磁场是一种客观存在的物质，磁体间的相互作用通过磁场进行，明确这些特点是解题的关键 1.若把一个条形磁铁从中间断开，则断开后的每一段()a只有n极b.只有s极cn、s极都有 d.都没有磁极解析：选c.自然界中磁极总是成对出现，因此断开后的条形磁铁n极、s极都有，选项c正确地球的磁场磁偏角1地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近2磁偏角水平放置的磁针的指向与地理子午线的交角叫磁偏角磁偏角的数值在地球上不同点是不同的地球磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化3地磁场分布简图如图所示4产生原因：有理论提出地磁场主要是由于地球内部电磁流体的运动产生新民晚报曾报道一则消息：“上海雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海区鸽巢”信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了以下猜想a信鸽对地形、地貌有极强的记忆力b信鸽能发射并接收某种超声波c信鸽能发射并接收某种次声波d信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一个实验：把几百只信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了科学家的实验支持了上述哪种猜想()思路点拨 根据科学家两组实验的不同方案和实验现象分析解析两组实验的结果是带磁铁的信鸽没有飞回，说明所带的磁铁对信鸽辨别方向的能力造成了影响故选项d正确答案d2.若你在野外迷失了方向，而天空又飘着小雨，你手边只有一个已知磁极的条形磁铁和一根细绳，你如何利用磁铁和细绳判别方向？解析：用细绳系住条形磁铁的中间，将磁铁悬挂起来，当磁铁静止时，s极的指向就为南方答案：见解析随堂检测 1地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，它们之间存在磁偏角，首先观测到磁偏角的是()a意大利航海家哥伦布b葡萄牙航海家麦哲伦c中国的航海家郑和d中国古代科学家沈括解析：选d.我国北宋著名学者沈括所著的梦溪笔谈中就有了被公认的关于磁偏角的记载所以选项d正确2将钢棒的一端靠近小磁针的北极，它们相互吸引，靠近小磁针的南极，它们也相互吸引，则()a钢棒一定有磁性b钢棒可能有磁性，也可能没有磁性c钢棒一定没有磁性d无法判断解析：选c.若钢棒有磁性的话只会与其中小磁针的一极相互吸引，与另一极应相互排斥，所以可判断选项c正确3关于地磁场，下列说法中正确的是()a地磁场的北极和地球的南极重合 b北京地区地磁场方向是由北向南c在地磁北极处，可以自由转动的小磁针n极竖直指向天空d在地磁南极处，可以自由转动的小磁针n极竖直指向天空解析：选c.地磁场的南北极并不与地理北南极重合，a错误；地球表面除南北极处，磁场方向都是由南向北，b错误；在地磁北极处，由异名磁极相斥可知，自由转动的小磁针的n极应竖直指向天空，c正确；同理，d错误4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：选b.地球是一个大磁体，地磁场的南极和北极分别位于地理北极和南极附近，在赤道上，地磁场方向由南指向北，小磁针静止时n极指向地理北极故选项b正确5一个没有标明南北极的小磁针，你能想办法判断它的磁极吗？(1)a同学用一个已知磁性的小磁针，立刻得出了结果你知道他是怎样得出的吗？(2)b同学设计了这样一个方案，他将小磁针固定在小塑料盘中，然后放在水中他的结论也是正确的，你能说出他利用了什么原理吗？解析：(1)a同学利用磁体的磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引与已知磁极的小磁针的n极相吸引的，一定是未知小磁针的s极，若与已知磁极的小磁针的s极相吸引，一定是未知小磁针的n极(2)b同学利用了地磁场的影响，小磁针指地理南极的一端一定是小磁针的s极，指地理北极的一端一定是小磁针的n极答案：见解析课时作业一、选择题1下列说法正确的是()a磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的b只有磁极周围存在磁场c磁极与磁极间的作用不是通过磁场产生的d磁场和电场是同一种物质解析：选a.磁极与磁极的相互作用，实质上是磁极在磁场中受到的力，所以选项a正确，c错误在磁极和电流的周围都有磁场，选项b不对磁场和电场本质不同，所以它们不是同一种物质，所以选项d不正确2甲、乙两块条形磁铁异名磁极相互靠近，下列关于乙磁铁北极受力原因的说法正确的是()a甲的南极直接施力给乙的北极b甲通过自己的磁场施力给乙的北极c甲通过自己的磁场施力给乙的磁场d以上说法均不对或不全面解析：选b.磁极之间的作用力实际上是磁极的周围产生的磁场对磁极的作用力，因此b正确3关于磁场，下列说法正确的是()a磁场和电场一样，是客观存在的物质b磁体周围部分区域不存在磁场c任何物体周围都存在磁场d磁体的内部没有磁场解析：选a.磁场和电场是客观存在的物质，故a正确；磁场分布于磁体周围的整个空间，所以b错误；易知c是错误的；磁体的外部、内部同样存在磁场，所以d错误故选a.4若把地球磁场等效为一个条形磁铁的磁场，那么下列城市中哪个城市的地磁场最强()a广州 b.莫斯科c东京 d.新加坡解析：选b.条形磁铁的磁场靠近两极磁性最强、中间最弱，而莫斯科最靠近两极，所以选b.5下列说法中正确的是()a指南针指出的“北”是真正的北，两者没有差别b地磁两极与地理两极不重合，地磁南极在地球南极附近，地磁北极在地球北极附近c在地球上单独使用指南针就可以得到准确的地理位置d磁偏角在地球不同位置是不同的解析：选d.由于地磁两极与地理两极并不完全重合，存在磁偏角，所以a错误；地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，b错误；由于在地球不同位置磁偏角不同，要准确确定地理位置就要将磁偏角考虑在内，所以c错误，d正确6如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是()aa b.bcc d.都有可能解析：选a.由图中a、b、c绳的情况可判断b、c一定相互排斥，说明b、c一定有磁性，故应选a.7以下说法正确的是()a只有两个磁极相互接触时，才能发生相互作用b把一根条形磁铁从中间折断，则被分开的两部分只有n极或s极c极光现象与地球的磁场无关d人们代步的电动自行车中应存在磁体解析：选d.磁体的特点是n、s极同时存在，而且通过磁场发生作用，属非接触力磁体的周围存在一种特殊的物质磁场，磁铁间不接触时也可以通过磁场发生相互作用，故选项a错；无论将磁铁分得多么小，它总有n极和s极迄今为止，还没有发现只有n极或s极的磁单极子存在(这一点与电荷不同)，故选项b错；极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极，带电粒子与大气相互作用而发出的光，故选项c错误；电动自行车的电机中一定有磁体存在，故选项d正确8如果将条形磁铁中间挖一洞，将一小磁针放入(小磁针可自由转动)，则小磁针的北极指向()a磁铁的南极 b.磁铁的北极c垂直条形磁铁方向 d.无法确定解析：选b.磁体内部磁场方向是由s极指向n极，所以小磁针北极指向磁铁的北极，b项正确二、非选择题9如图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？解析：(1)当仪器的顶部接触到金属物品，手控环内推，使活动永久磁铁与仪器顶部的固定铁接触，使其磁化，固定铁具有磁性，吸引金属物品，再拉出整条塑料管就可把金属物品取出(2)回形针能被磁铁吸引而能被取出，易拉罐拉环由铝制成，不能被磁铁吸引，也就不能用此仪器取出答案：见解析10随着“嫦娥二号”载人飞船成功巡天，华夏儿女