2017-2018学年高中物理第三章磁场1磁现象和磁场学案新人教版选修3-1

1、1磁现象和磁场学习目标1. 了解磁现象，知道磁体、磁极、磁性、磁场等概念，明确磁体之间、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是通过磁场发生的2 了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义.3. 了解地磁场的分布情况和地磁两极的特点 .知识探究新知探究点点落宾一、磁现象 电流的磁效应导学探究(1)取一个条形磁铁，用一枚大头针分别靠近磁铁的两端和中部，观察到什么现象？(2) 取两个条形磁铁，分别将它们的同名磁极、异名磁极相互靠近，观察到什么现象？(3) 将一通电直导线水平放置在小磁针的上方，分别观察导线东西放置和南北放置两种情况 下，小磁针的转动情况.答案(1)磁铁能够

2、吸引大头针，两端对大头针的吸引力较大，中间部分对大头针的吸引力较小.(2) 同名磁极靠近，相互排斥；异名磁极靠近，相互吸引(3) 导线东西放置时，小磁针不转动；导线南北放置时，小磁针转动知识梳理1. 磁现象(1)磁性：物体具有的吸引铁质物体的性质称为磁性磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，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_ .2. 电流的磁效应(1)奥斯特实验(如图 1 所示):图 1导线沿南北方向放置在小磁针的上方.(2)意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应， 首先揭示了电与磁之间是

3、有2联系的.即学即用判断下列说法的正误(1) 条形磁铁从中间断开后，每一段只剩一个磁极.(X)(2) 首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特，他发现电流的周围能产生磁场.(V)(3) 大磁铁的磁性较强，对小磁针的作用力大，但小磁针对大磁铁的磁场力较小.(X)任何两个磁体之间产生的磁场力总是大小相等、方向相反.(V)二、磁场导学探究 电荷与电荷之间的相互作用是通过电场产生的，那么磁体与磁体之间、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是如何发生的？答案 都是通过磁场发生的知识梳理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、磁体与通电导体之间、通电导

4、体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的2. 基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(如图 2 所示).图 2即学即用判断下列说法的正误(1) 磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的.(V)(2) 电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的.(X)(3) 磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的.(X)三、地球的磁场导学探究指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道指南针为什么指南吗？答案 因为地球是个大磁体，它对指南针有力的作用知识梳理1.地磁场地球是一个大磁体， 存在的磁场叫地磁场.如图 3 所示，

5、地球磁体的 N 极(北极)位于地理南极 附近，地球磁体的 S 极(南极)位于地理北极附近.32.磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个夹角,这个夹角叫做磁偏角即学即用判断下列说法的正误(1) 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.(X)(2) 地磁场的南极在地理北极附近.(V)(3) 地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.(X)(4) 地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的.(V)题型探究一、对磁现象和磁场的认识【例 1】(多选)下列说法中正确的是()A. 磁场是客观存在的一种物质B. 磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有

6、两个磁极C. 磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场D. 磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的答案 ABC解析 磁场是存在于磁体和通电导体周围的一种客观存在的物质，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产生的针对训练 1 关于磁场，下列说法正确的是()A. 磁场的基本性质是对处于其中的磁体或通电导体有力的作用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. 磁场是磁体周围或通电导体周围存在的一种物质，有小磁针放入其中时，存在磁场；无小 磁针放入时，磁场不存在D. 磁

7、场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无答案 A解析 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，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.地理南极地磴北极4二、对奥斯特实验和电流的磁效应的认识【例 2 在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是（）A. 沿导线方向放置磁针，使小磁针在导线的延长线上B. 垂直导线方向放置磁针，使小磁针在导线的正下方C. 导线沿南北方向放置在小磁针的正上方D. 导线沿东西方向放置在小磁针的正上方答案 C解析为了使现象明显，应该将小磁针放置在导线一侧，且平行导线方向放置小磁针 又由于小磁针只能在水平面内转动，所以应该

8、将小磁针放置在导线下方或上方，即将小磁针和导线 放置在同一竖直面内，而不能将小磁针和导线放置在同一水平面内，由于地球的磁场是沿南 北方向的，为了使实验现象明显，应该使电流的磁场不沿南北方向，最好沿与南北方向夹角 最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线故选 C.针对训练 2 （多选）如图 4 所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上.当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到的现象是（）图 4A. 小磁针不动B. 若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转C. 若是负电荷飞过，小磁针会发生偏转D. 若是一根通电导线，小磁针会发生偏转答案 BCD解析 电流是由运动电荷产生的，

9、当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流，从而形成磁场，通电导线周围也存在磁场，这两种磁场是等效的，均会使小磁针发生转动，故B、C、D 均正确三、对地磁场的认识【例 3 （多选）下列说法正确的是（）A. 地球是一个巨大的磁体，其N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近B. 地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下C. 在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，其间有一个夹角，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 AB5解析 地磁场的分布类似于条形磁铁周围的磁场分布，所以在地球表面赤道上的磁场最弱， 选

10、项 D 错误；在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此选项C 错误.厂方迭总结 -,地磁场问题的处理要点1. 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2. 在赤道正上方，地磁场方向水平向北.3. 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达标检测1.（多选）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，以下示意图正确的是()A.磁体磁场磁体B.磁体磁场通电导体C. 通电导体电场通电导体D. 通电导体磁场通电导体答案 ABD解析 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.2. （多选）指

11、南针是我国古代四大发明之一 .关于指南针，下列说法正确的是（）A. 指南针可以仅具有一个磁极B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C. 指南针的指向会受到附近铁块的干扰D. 在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案 BC3. 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，下列说法正确的是（）A. 地磁场的方向是沿地球上经线方向的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方向的D. 在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的答案 D解析 地磁场的方向是由南向北方向，但与经线并不重合，在赤道上空，地磁场方向与地面6平行，在地理南

12、极附近，地磁场方向竖直向上，在地理北极附近，地磁场方向竖直向下4.（多选）如图 5 所示， 通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生摆动，以下说法正确的是（）图 5A. 这个力F是通过磁场产生的B. 这个力F没有反作用力C. 这个力F的反作用力作用在通电导线上D. 这个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上答案 AD解析 蹄形磁铁通过磁铁的磁场对通电导线产生了力的作用，同时通电导线也通过导线的磁 场对蹄形磁铁产生了力的作用40分钟课时作业强比训练拓展提升一、选择题（16 题为单选题，79 题为多选题）1. 判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有几组器材，其中最为可用的是（）A. 被磁化的缝

13、衣针及细棉线B. 带电的小纸球及细棉线C. 小灯泡及导线D. 蹄形磁铁及细棉线答案 A2. 下列关于磁场的说法中正确的是（）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力的作用C. 把磁体放在真空中，磁场就消失了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答案 B3. 中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，7然常微偏东，不全南也 ”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图 合上述材料，下列说法不正确的是（）图 1A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.

14、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D. 在赤道上磁针的 N 极在静止时指向地理北极附近答案 C4.如图 2 所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右从条形磁铁上方缓慢移动时,弹簧测力计的示数（）图 2A. 不变B. 逐渐减小C. 先减小后增大D. 先增大后减小答案 C解析 磁铁上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右移动时，所受磁铁 的引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大，故选C.5.如图 3 所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N 极将（）1.结地轴8A. 指北B. 指南C. 竖直向

15、上D. 竖直向下答案 D6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BA.FvGB.F=GC.G Fv2GD.F=2G答案 D解析 由A、B两磁环相对的磁极极性相同，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 2G7. 下列说法中正确的是（）A. 磁场看不见、摸不

16、着，所以它并不存在，它是人们为了研究问题方便而假想出来的B. 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引C. 磁体和通电导体都能产生磁场D. 若小磁针始终指向南北方向，则小磁针的附近一定没有磁铁答案 BC解析 磁场是一种“场”物质，它和我们常见的分子、原子组成的物质不同，它是以一种“场”的形式存在的， 故选项 A 错误.由磁极间相互作用的基本规律及电流的磁效应可知，选项 B C 正确.若磁铁放在小磁针的南方或北方，小磁针仍可能始终指向南北方向，故选项D图 39错误.8. 某同学身边有一个长铁条，为了检验它是否具有磁性，该同学用它的一端靠近能自由转动的小磁针.下列给出了几种可能产生的现象以及相应结论，其

17、中正确的是（）A. 若小磁针被吸引过来，则说明长铁条一定有磁性B. 若小磁针被吸引过来，则长铁条可能没有磁性C. 若小磁针被推开，则说明长铁条一定有磁性D.若小磁针被推开，则长铁条可能没有磁性答案 BC解析 因为磁铁有吸引铁质物体的性质，小磁针有磁性，可吸弓 I 长铁条，故长铁条可能没有磁性，选项 A 错，B 对；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，选项C 对，D 错.9.如图 5 所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()0卫右一 一爲屮乙丙图 5A. 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的作用是通过磁体的磁

18、场发生的C丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D.丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的答案 BC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、C 正确.二、非选择题10. 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) 取一枚小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时 N 极指向某一方向，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和改正的地方，如有，请改进或改正答案有需改进和改正的地方.(1)应做多次实验，观察小磁针N 极是否总是指向某一个方向.(2)小磁针静止时，它的 N 极指向就是“月磁”的南极.1011. 两个完全相同的条形磁铁， 放在平板AB上,磁铁的 N S 极如图