高中物理人教版课件选修3-1 3.1磁现象和磁场（数理化网 为您收集整理）

1、1 磁现象和磁场1.1.了解磁现象，了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对了解磁现象，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。人类文明的影响。2.2.了解电流的磁效应及电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发了解电流的磁效应及电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义。现的重要意义。3.3.知道磁场的概念及基本特性，知道磁场是客观存在的物质。知道磁场的概念及基本特性，知道磁场是客观存在的物质。4.4.知道地磁场的特点及对人类生活的影响。知道地磁场的特点及对人类生活的影响。 重点：重点：1.1.知道磁极和电流的周围都存在磁场，磁场是一种特知道磁极和电流的周围都存在磁场，磁场是一种

2、特 殊的物质。殊的物质。 2.2.知道地磁场的特点及应用。知道地磁场的特点及应用。难点：磁场概念的形成及磁场的基本性质。难点：磁场概念的形成及磁场的基本性质。一、磁现象一、磁现象1.1.磁性磁性物质吸引物质吸引_、_、_等物质的性质。等物质的性质。2.2.磁体磁体具有具有_的物体，如磁铁。磁体分为天然磁体和人造磁体。的物体，如磁铁。磁体分为天然磁体和人造磁体。铁铁钴钴镍镍磁性磁性3.3.磁极磁极磁体上磁性磁体上磁性_的区域。的区域。(1)(1)任何磁体都有两个磁极，悬挂着的小磁针静止时指南的磁任何磁体都有两个磁极，悬挂着的小磁针静止时指南的磁极叫极叫_(S_(S极极) )，指北的磁极叫，指北的

3、磁极叫_(N_(N极极) )。(2)(2)磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 最强最强南极南极北极北极二、电流的磁效应二、电流的磁效应1.1.奥斯特实验奥斯特实验将导线沿将导线沿_方向放置在带玻璃罩的小磁针的上方，通电时方向放置在带玻璃罩的小磁针的上方，通电时小磁针发生了转动。小磁针发生了转动。2.2.发现发现奥斯特实验发现了奥斯特实验发现了_，即电流可以产生磁场，即电流可以产生磁场, ,首首次揭示了次揭示了_的联系。的联系。 南北南北电流的磁效应电流的磁效应电与磁电与磁三、磁场三、磁场1.1.磁场磁场磁体或通电导体的周

4、围存在的一种特殊磁体或通电导体的周围存在的一种特殊_，能够传递磁体，能够传递磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的间的_。2.2.基本性质基本性质对放入其中的对放入其中的_或或_产生力的作用。产生力的作用。3.3.产生产生(1)_(1)_周围。周围。(2)_(2)_的周围的周围电流的磁效应。电流的磁效应。 物质物质相互作用相互作用磁体磁体通电导体通电导体磁体磁体通电导体通电导体四、地球的磁场四、地球的磁场1.1.地磁场地磁场地球本身是一个地球本身是一个_，在其周围产生的磁场叫做地磁场。，在其周围产生的磁场叫做地磁场。2.

5、2.地磁两极和地理两极的关系地磁两极和地理两极的关系地磁南极地磁南极(S(S极极) )在地理在地理_附近，地磁北极附近，地磁北极(N(N极极) )在地理在地理_附近，二者并不重合。附近，二者并不重合。磁体磁体北极北极南极南极3.3.磁偏角磁偏角小磁针静止时北极的指向与小磁针静止时北极的指向与_之间的夹角。之间的夹角。正南方正南方【判一判【判一判】(1)(1)磁体上各部分的磁性都是相同的。磁体上各部分的磁性都是相同的。( )( )(2)(2)奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，推动了物理学的发展。奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，推动了物理学的发展。( )( )(3)(3)磁场只存在于磁体的周围。

6、磁场只存在于磁体的周围。( )( )(4)(4)磁体之间的相互作用是通过磁场产生的，而通电导体之间的作磁体之间的相互作用是通过磁场产生的，而通电导体之间的作用力不是通过磁场产生的。用力不是通过磁场产生的。( )( )(5)(5)地球的磁场与条形磁体的磁场相似。地球的磁场与条形磁体的磁场相似。( )( )提示：提示：(1)(1)磁体上两极的磁性最强，叫磁极，所以磁体上两极的磁性最强，叫磁极，所以(1)(1)错误。错误。(2)(2)奥斯特实验说明了电可以产生磁，揭示了电和磁之间的联系，奥斯特实验说明了电可以产生磁，揭示了电和磁之间的联系，所以所以(2)(2)正确。正确。(3)(3)磁场不只存在于磁

7、体的周围，在通电导体的周围也存在磁场，磁场不只存在于磁体的周围，在通电导体的周围也存在磁场，所以所以(3)(3)错误。错误。(4)(4)磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的，所以体之间的相互作用都是通过磁场产生的，所以(4)(4)错误。错误。(5)(5)地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，地磁地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，地磁场与条形磁体的磁场相似，所以场与条形磁体的磁场相似，所以(5)(5)正确。正确。 磁现象和电流的磁效应磁现象和电流的磁效应1.1.电现象与磁

8、现象有许多相似的地方，显示了二者之间可能存电现象与磁现象有许多相似的地方，显示了二者之间可能存在某种联系，结合下表对比分析电现象和磁现象。在某种联系，结合下表对比分析电现象和磁现象。提示：提示： 正电荷正电荷排斥排斥吸引吸引负电荷负电荷南极南极北极北极排斥排斥吸引吸引2.2.探究电流的磁效应探究电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间应该存在着联系，并多次丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间应该存在着联系，并多次进行实验验证。请观察奥斯特实验，回答以下几个问题：进行实验验证。请观察奥斯特实验，回答以下几个问题：(1)(1)导线通电后观察到什么现象？实验现象说明了什么问题？导线通电后观察到什么现

9、象？实验现象说明了什么问题？提示：提示：导线通电后发现小磁针转动了；实验现象说明了通电导线导线通电后发现小磁针转动了；实验现象说明了通电导线周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用。周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用。(2)(2)奥斯特实验在物理学发展中有何意义奥斯特实验在物理学发展中有何意义? ?提示：提示：奥斯特实验发现了电流的磁效应奥斯特实验发现了电流的磁效应, ,揭示了电与磁的联系。揭示了电与磁的联系。【知识点拨【知识点拨】对奥斯特实验的理解对奥斯特实验的理解(1)(1)实验方法：做实验时可以分为四种情况观察并记录现象：实验方法：做实验时可以分为四种情况观察并记录现象：水平电流在小磁针的

10、正上方时，让电流分别由南向北流和由北水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北流和由北向南流。流和由北向南流。(2)(2)实验现象：四种情况小磁针均发生了偏转，但偏转的方向实验现象：四种情况小磁针均发生了偏转，但偏转的方向不同，与电流的方向及导线的位置有关。不同，与电流的方向及导线的位置有关。(3)(3)结论：电可以产生磁。结论：电可以产生磁。【探究归纳【探究归纳】1.1.磁现象和电现象在存在形式、作用规律方面具有相似性。磁现象和电现象在存在形式、作用规律方面具有相似性。2.

11、2.奥斯特实验说明电可以产生磁，揭示了电和磁之间的联系。奥斯特实验说明电可以产生磁，揭示了电和磁之间的联系。【典例【典例1 1】(2012(2012长春高二检测长春高二检测) )物理实验都需要有一定的控物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，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影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是( )( )A.A.该实验必须在地球赤道上进行该实验必须在地球赤道上进行B.B.通电直导线应该竖直放置通电直导线应该竖直放置C.C.通电直导线应该水平东西方向放置通电直导线应该水平东

12、西方向放置D.D.通电直导线应该水平南北方向放置通电直导线应该水平南北方向放置【思路点拨【思路点拨】解答本题要把握以下两点：解答本题要把握以下两点：(1)(1)地磁场方向为南北方向。地磁场方向为南北方向。(2)(2)实验中导线要水平南北放置以产生东西方向的磁场，以排实验中导线要水平南北放置以产生东西方向的磁场，以排除地磁场的影响。除地磁场的影响。【解析【解析】选选D D。小磁针静止时指向南北方向，说明地磁场的方向。小磁针静止时指向南北方向，说明地磁场的方向为南北方向。当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，为南北方向。当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

13、显的偏转，故选项把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选项D D正确。正确。【变式训练【变式训练】实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象的实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象的解释正确的是解释正确的是( )( )A.A.硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B.B.硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C.C.磁体的磁性越强，能够吸引的物质种类越多磁体的磁性越强，能够吸引的物质种类越多D.D.硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引【解析【解析】选选D D。磁体能吸引一元硬币，说明硬币中含有磁性材。

14、磁体能吸引一元硬币，说明硬币中含有磁性材料，但不一定是用铁做的，料，但不一定是用铁做的，A A错误，错误，D D正确；铝不是磁性材料，正确；铝不是磁性材料，不能被磁铁吸引，不能被磁铁吸引，B B错误；磁体吸引物质的种类与磁性没有关错误；磁体吸引物质的种类与磁性没有关系，系，C C错误。错误。 探究磁场及磁场的基本性质探究磁场及磁场的基本性质1.1.演示演示“通电导体与磁体间的相互作用通电导体与磁体间的相互作用”及及“通电导体间的相通电导体间的相互作用互作用”实验，可以观察到什么现象？说明了什么？实验，可以观察到什么现象？说明了什么？提示：提示：可以观察到通电导体与磁体间有相互作用力，通电导体可

15、以观察到通电导体与磁体间有相互作用力，通电导体间同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。说明通电导体与磁间同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。说明通电导体与磁体间、通电导体间的相互作用是通过磁场产生的。体间、通电导体间的相互作用是通过磁场产生的。【误区警示【误区警示】对于通电导体间的相互作用，学生会误认为是通对于通电导体间的相互作用，学生会误认为是通过电场产生的，实际上是通过磁场产生的。一导体通电后在其过电场产生的，实际上是通过磁场产生的。一导体通电后在其周围产生磁场，另一通电导体处于这一通电导体所产生的磁场周围产生磁场，另一通电导体处于这一通电导体所产生的磁场中，从而产生作用力。中，从而产生作用

16、力。2.2.试总结磁场存在于哪些地方，磁场的基本性质是什么。试总结磁场存在于哪些地方，磁场的基本性质是什么。提示：提示：综上可知磁体的周围、通电导体的周围存在磁场，磁场综上可知磁体的周围、通电导体的周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体产生力的作用。的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体产生力的作用。3.3.磁场与电场一样，都是一种物质，为什么说磁场是一种特殊磁场与电场一样，都是一种物质，为什么说磁场是一种特殊的物质？的物质？【思路分析【思路分析】磁场的特殊性主要从磁场的基本性质及磁场和通磁场的特殊性主要从磁场的基本性质及磁场和通常物质的组成不同的角度来分析。常物质的组成不同

17、的角度来分析。提示：提示：磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质，磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质，磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用就是通过这种特殊物质而发生的。它和我们常之间的相互作用就是通过这种特殊物质而发生的。它和我们常见的由分子、原子、离子组成的物质不同，不是以微粒的形式见的由分子、原子、离子组成的物质不同，不是以微粒的形式存在，看不见、摸不着，只能通过它的基本性质反映出来。存在，看不见、摸不着，只能通过它的基本性质反映出来。【知识点拨【知识点拨】磁场的三个性质磁场的三个

18、性质(1)(1)磁场的客观性磁场的客观性磁场是磁体和电流周围存在的一种特殊物质。磁场是磁体和电流周围存在的一种特殊物质。(2)(2)磁场的基本性质磁场的基本性质对放入其中的磁体或电流有力的作用。对放入其中的磁体或电流有力的作用。(3)(3)磁场物质的特殊性磁场物质的特殊性磁场是一种客观存在的物质，但它没有形状和体积，也不是磁场是一种客观存在的物质，但它没有形状和体积，也不是由分子、原子组成的。由分子、原子组成的。磁场具有可叠加性，即两个或两个以上的磁场可同时占据同磁场具有可叠加性，即两个或两个以上的磁场可同时占据同一个空间。一个空间。 【探究归纳【探究归纳】1.1.磁场和电场虽然都是场，但其基

19、本性质不同，不是同一种物质。磁场和电场虽然都是场，但其基本性质不同，不是同一种物质。2.2.磁场不只存在于磁体和通电导体的周围，在运动电荷的周围也磁场不只存在于磁体和通电导体的周围，在运动电荷的周围也有磁场。有磁场。3.3.磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有力的作用。【典例【典例2 2】下列关于磁场的说法中正确的是】下列关于磁场的说法中正确的是( )( )A.A.磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B.B.将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场将小磁

20、针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用力的作用C.C.磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、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体之间的相互作用都是通过磁场发生的D.D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失【思路点拨【思路点拨】解答本题要把握以下三点：解答本题要把握以下三点：(1)(1)磁场的客观性。磁场的客观性。(2)(2)磁场的基本性质。磁场的基本性质。(3)(3)磁场的特殊性。磁场的特殊性。【解析【解析】选选B B、C C。磁场是磁体或通电导

21、体周围存在的一种特殊。磁场是磁体或通电导体周围存在的一种特殊物质，虽然看不见、摸不着，但不管磁体周围是否有铁屑，磁物质，虽然看不见、摸不着，但不管磁体周围是否有铁屑，磁场都是客观存在的，所以场都是客观存在的，所以A A、D D错误。磁场的基本性质是对放入错误。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体产生力的作用，所以小磁针偏转是因为其中的磁体或通电导体产生力的作用，所以小磁针偏转是因为受到磁场力的作用；磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、受到磁场力的作用；磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、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，所通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生

22、的，所以以B B、C C正确。正确。【变式训练【变式训练】(2012(2012湛江高二检测湛江高二检测) )关于磁场，下列说法中正关于磁场，下列说法中正确的是确的是( )( )A.A.磁场和电场一样，都是客观存在的特殊物质磁场和电场一样，都是客观存在的特殊物质B.B.磁场对处在其中的磁体有磁场力的作用磁场对处在其中的磁体有磁场力的作用C.C.磁铁对通电导线不可能有力的作用磁铁对通电导线不可能有力的作用D.D.两根通电导线之间不可能有力的作用两根通电导线之间不可能有力的作用【解析【解析】选选A A、B B。磁场和电场虽然看不见、摸不着，但它们都。磁场和电场虽然看不见、摸不着，但它们都是客观存在的

23、物质，可以通过磁体或通电导体检验磁场的存在，是客观存在的物质，可以通过磁体或通电导体检验磁场的存在，A A正确。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作正确。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用；电流与磁体之间，电流与电流之间的相互作用都是通过磁用；电流与磁体之间，电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的，所以场发生的，所以B B正确，正确，C C、D D错误。错误。 探究地磁场探究地磁场你能否根据小磁针静止时的指向判断地磁场的极性呢？地磁场你能否根据小磁针静止时的指向判断地磁场的极性呢？地磁场在空间是如何分布的呢？在空间是如何分布的呢？提示：提示：地球磁场方向由南指向北，

24、根据异名磁极相吸的特点地球磁场方向由南指向北，根据异名磁极相吸的特点, ,由于小磁针静止时小磁针北极指向北方由于小磁针静止时小磁针北极指向北方, ,小磁针南极指向南方小磁针南极指向南方, ,所以地磁场的北极在地理的南极附近所以地磁场的北极在地理的南极附近, ,地磁场的南极在地理的地磁场的南极在地理的北极附近。地磁场的空间分布情况与条形磁铁的磁场分布情况北极附近。地磁场的空间分布情况与条形磁铁的磁场分布情况相似相似, ,并且地球的磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。并且地球的磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。【知识点拨【知识点拨】地磁场的三个特点地磁场的三个特点(1)(1)地磁场的地磁场的N

25、N极在地理南极附近，极在地理南极附近，S S极在地理北极附近。极在地理北极附近。 (2)(2)地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地球地磁场的方向在南半球斜向上，在北半球斜向下，与地球表面并不平行。表面并不平行。(3)(3)在赤道平面上，到地心等距离的各点，磁场的强弱相等，在赤道平面上，到地心等距离的各点，磁场的强弱相等，且方向水平向北。且方向水平向北。【探究归纳【探究归纳】 1.1.地磁的两极与地理的两极并不重合。地磁的两极与地理的两极并不重合。2.2.由于地球的磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。由于地球的磁极在缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。【典例【典例3 3】地球是一个大磁体，

26、它的磁场分布情况与一个条形】地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确的是磁铁的磁场分布情况相似，以下说法正确的是( )( )A.A.地磁场的方向是沿地球上的经线方向的地磁场的方向是沿地球上的经线方向的B.B.地磁场的方向是与地面平行的地磁场的方向是与地面平行的C.C.地磁场的方向是从北指向南的地磁场的方向是从北指向南的D.D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的【思路点拨【思路点拨】解答本题时应注意以下三个方面：解答本题时应注意以下三个方面：(1)(1)地理南北极与地磁南北极的方位关系。地理南北极与地磁南北极的

27、方位关系。(2)(2)地面上南北方向的确定。地面上南北方向的确定。(3)(3)磁场方向与地面上南北方向的关系。磁场方向与地面上南北方向的关系。【解析【解析】选选D D。由于地磁场的方向是从南指向北，而地理南北。由于地磁场的方向是从南指向北，而地理南北极与地磁南北极不重合，所以空间某点地磁场方向与该点经线极与地磁南北极不重合，所以空间某点地磁场方向与该点经线的方向不一致，地磁场方向也不与地面平行。但在地磁南北极的方向不一致，地磁场方向也不与地面平行。但在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直的，地磁南极竖直向下，地磁北附近，磁场方向是与地面垂直的，地磁南极竖直向下，地磁北极竖直向上，故选极竖直向上，故选D D。【变式训练【变式训练】(2012(2012金华高二检测金华高二检测) )如图所示是最早的磁性指如图所示是最早的磁性指向器向器司南，司南能指南北的原因是司南，司南能指南北的原因是( )( )A.A.太阳周围有磁场太阳周围有磁场 B.B.月球周围有磁场月球周围有磁场 C.C.地球周围