磁现象和磁场》同步学案（人教选修31

1、第三章磁场第1节磁现象和磁场要点一 磁场的物质性磁场是磁体、电流和运动电荷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由分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“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，具有能量，能对放入其中的磁体、电流和运动的电荷有力的作用，是不依赖于人类的意志而客观存在的特殊物质要点二 奥斯特实验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1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2由于地磁场使磁针指向南北方向，直导

2、线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场，即电流周围产生了磁场，也就是电流的磁效应.1.地磁两极与地理两极一样吗？(1)地磁的两极与地理的两极并不重合，并且地球的磁极在缓慢移动地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11.(2)地磁场分布在磁极的四周，但地磁两极与地理两极差别不是很大，因此可用指南针判断方向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，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(3)若小磁针能浮在空中自由移动，小磁针既不是严格静止在南北方向，又不是严格的水平方向这说明小磁针所受地磁场的作用力的方向既不是严格的南北方向，也不是严格的水平方向，

3、但差别很小2电场和磁场有哪些异同？电场与磁场都是“场”，通过对比可加深对磁场的理解二者的异同点列表如下：对象内容电场磁场产生电荷周围存在电场磁体或电流周围存在磁场场强大小电场强度：E，是反映电场性质的物理量，其中q为检验电荷磁感应强度：B，是反映磁场性质的物理量，其中IL为检验电流元，磁场力F的大小与电流I的方向有关，当I垂直于B时，F最大方向规定：正电荷在电场中某点的受力方向为该点的电场方向规定：小磁针静止时N极在磁场中的受力方向为该点的磁场方向相互作用同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引一、电流的磁效应【例1】 以下说法中正确的是()A磁极与磁极间的相互作用是通

4、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共同产生的D磁场和电场是同一种物质答案A解析电流能够产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极之间、电流与电流之间还是磁极与电流之间的相互作用，都是通过磁场产生的磁场是一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁极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，各自具有其本身的性质(1)电流产生的磁场与磁体产生的磁场本质相同；(2)磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的；(3)

5、注意磁场与电场的区别二、地磁场【例2】 下列说法正确的是()A磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极B磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的C地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个交角这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D在地球表面各点磁场强弱相同答案AB解析地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确.1.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磁极与磁极间是直接发生作用的D磁场只有在

6、磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生答案A解析磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A对，B、D错；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，并不需要物体之间直接接触，所以C是错误的2奥斯特实验说明()A通电导体的周围存在着磁场B导体的周围存在磁场C磁体的周围存在着磁场D磁场对电流有力的作用答案A解析实验中导体不通电时小磁针南北方向放置不偏转通电后，小磁针偏转为东西方向，说明通电导体周围存在磁场，故A正确3指南针本身就是一个小磁体，根据已有的磁场知识，你能分析一下，指南针为什么会指南、北吗？答案地磁场的南极(S极)在地球的北

7、端(西经100.5，北纬75.5的北美洲帕里群岛附近)，北极(N极)在地球的南端(东经139.9，南纬66.6的南极洲威尔斯附近)根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的N极指向地理的北极附近应注意小磁针的指向并不是正南正北，因为地磁的两极跟地理的两极并不重合，其间的夹角就是地磁偏角，简称磁偏角.题型一 磁现象及其成因 如图1所示，图1质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为，则下列说法中正确的是()A回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为mgtan B回形针静止时受到的细线的拉力大小为C现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了原因

8、是回形针加热后，分子电流排列无序了D现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了原因是回形针加热后，分子电流消失了思维步步高回形针受几个力？这几个力在数值上有什么关系？回形针为什么能够被吸引？回形针的磁性来源是什么？用点燃的火柴加热回形针对回形针有什么影响？解析回形针受到重力、绳子的拉力和磁力而平衡，磁力的方向并不是水平方向，所以A、B选项错点燃火柴会使小磁针内部的分子电流无序，从而使小磁针的磁性消失，所以C对，D错答案C拓展探究关于磁场方向的说法，下列叙述正确的是()A小磁针N极的指向B小磁针S极的受力方向C小磁针N极的受力方向D以上说法都不对答案C磁体之所以能够显磁性，是因

9、为磁体内部的分子电流规律分布，形成一个个小的规律排列的磁铁. 题型二 磁场的应用 为了使实验小车能在比较光滑的水平道路上运动，同学们设计了以下三种办法，甲同学将电扇固定在小车上，认为打开电风扇后小车会运动；乙同学要求在装着电扇的车上加个帆，并声明帆必须足够大，以集中全部风力；丙同学设想人提着强磁铁站在用钢铁材料制成的车上，如图2所示则真正能使小车运动的设计是()图2A甲B乙C丙D三个都不行思维步步高运动的条件是什么？磁铁与人之间的作用力是内力还是外力？解析要想使车运动起来，必须使车和外界发生相互作用，不能是车内部各部分之间发生相互作用答案A拓展探究如图3所示，图3A为橡胶圆盘，其盘面竖直B为紧

10、贴A的毛皮，在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？答案见解析解析当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，小磁针的N极将发生偏转，沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的N极向右，S极向左磁现象有很多应用，其中可以利用磁体间的相互作用吸引物体或者研究受力问题. 一、选择题1关于宇宙中天体的磁场，下列说法正确的是()A宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C用指南针可以在任何一个天体上判别方向D用指南针只能在类似于

11、地球磁场的天体上判别方向答案AD解析不但地球有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，但有些星球的磁场不是全球性的，指南针只能在有全球性磁场的星球上判别方向，否则指南针就不能工作2超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反超导体使磁体处于失重状态超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡ABCD答案D解析同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反磁体悬浮在空中，重力和

12、磁力平衡3关于磁铁的两个磁极，下列说法中正确的是()A可以分开B不能分开C一定条件下可以分开D磁铁很小时就只有一个磁极答案B4下列说法正确的是()A只有磁极周围空间存在磁场B相互接触的两个磁体之间没有磁场力的作用C磁体对电流有力的作用，电流对磁体没有力的作用D磁体和电流之间力的作用是相互的，都是通过磁场产生力的作用答案D5地球是一个大磁体：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；地磁场的北极在地理南极附近；赤道附近地磁场的方向和地面平行；地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的以上关于地磁场的描述正确的是()A B C D答案D6如图4所示，图4假设将一个小磁针放在地球的北极点

13、上，那么小磁针的N极将()A指北B指南C竖直向上D竖直向下答案B解析地理北极不是地磁S极，小磁针N极的方向和地磁感线方向同向7下列所述情况，哪一种可以肯定钢棒没有磁性()A将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者互相排斥B将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极，两者仍互相吸引C将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的北极，两者仍互相吸引D将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相排斥答案C二、计算论述题8地球是个大磁场，在地球上，指南针能指南北是因为受到什么的作用？人类将在本世纪登上火星，目前，火星上

14、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？答案地磁场不能解析地球周围有磁场，指南针就是因为受到地磁场的作用力而指南的火星上磁场情况不明，不能用指南针来导向9动手试一试：如图5，图5把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？如果把导线放在与小磁针垂直的上方进行实验，小磁针的偏转又如何？动脑想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢不同又意味着什么？答案变快变慢不偏转小磁针偏转意味着所

15、在处的磁场发生了变化，即电流产生了磁场小磁针静止时的指向与所在处磁场的方向有关，也即磁场是有方向的小磁针偏转的快慢不同意味着所在处的磁场的强弱的不同，也即磁场是有强弱之分的10阅读下面的材料，并回答问题：磁力对大脑的影响美国佐治亚州亚特兰大Emory大学的神经学专家查尔斯做了一个实验查尔斯让他的同事拉赫大声地数数，而他将一个手机大小的磁线圈对准拉赫的前额“一、二、三”，拉赫数着但当查尔斯把线圈开关打开后，拉赫很快就说不出话了，而是含混地重复着类似“四”的声音查尔斯把开关关上后，拉赫又“四、五、六”地数下去了太奇怪了！拉赫说：“单词就在嘴边却说不出来，和做梦时手脚不听使唤的感觉一样”在这个实验中，查尔斯通过磁场刺激，影响了拉赫的一部分大脑他使用的方法叫穿颅磁力刺激法，简称TMS.TMS的工作原理非常简单：8字形线圈内短暂电流在千分之一秒内产生强磁场，它在小范围内又产生一个电场，作用于大脑表皮下几厘米的地方，从而使大脑的神经细胞反应异常科学家们一直致力于电磁场对大脑活动影响的研究TMS可用来刺激运动神经，从而测试受损的大脑和脊椎，并用来治疗抑郁症通过研究还发现大脑某