2017-2018学年高中物理 第三章 磁场 第1节 磁现象和磁场 第2节 磁感应强度教学案 新人教版选修3-1

1、第一节磁现象和磁场第二节磁感应强度一、磁现象及电流的磁效应。1 .磁现象(1)磁：物质具有吸引铁元素物质物体的性质称为磁。(2)吸铁石：天然吸铁石和人工吸铁石都称为吸铁石。(3)磁极：吸铁石各部分的磁强弱不同，磁最强的区域称为磁极。 能够自由旋转的吸铁石把静止时指针的磁极称为南极(s极)，把指向北方的磁极称为北极(n极)。(4)磁极间相互作用规律：自然段吸铁石总是存在两个磁极，同名磁极互相排斥，同名磁极互相吸引。2 .电流的磁效应(1)奥斯特实验：将导线放置在南北方向指向南北的吸铁石大头针上，通电时吸铁石大头针旋转。(2)意义：奥斯特实验发现电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首先揭示了电与磁的

2、关系。注意事项奥斯特实验证明电流周围产生磁场，本来就没有条件，但在实际实验时考虑到地磁场的影响，必须将通电引线配置在南北方向，磁场方向和地磁场方向尽可能不一致，效果明显。判决一判1 .所有的吸铁石都有两个磁极()2 .即使条纹磁铁从中间断开，仍有2个磁极，但如果不从中间断开，则不一定有2个磁极()3 .首先发现电流磁效应的是丹麦物理学家奥斯特，发现电流周围产生磁场()。二、磁场 944794949494949494949494949494949494949494949494949494949494949494949499499991 .磁场的基本性质：其中放入的吸铁石和通电导线产生力的作用。2

3、 .磁场的产生(1)永久吸铁石的周围存在磁场。(2)在电流周围存在磁场的电流的磁效应。3 .地磁场(1)地球本身是吸铁石，其周围存在的磁场称为地磁场。 地磁场的n极在地理南极附近，s极在地理北极附近。 地磁场很弱，但自由旋转的小吸铁石的针显示出地磁场的作用。 这就是罗盘仪的原理。(2)地磁场的特点地磁场的方向不是正南北方方向，地磁场两极和地理两极不重叠。 地磁场南极位于地理北极附近，地磁场北极位于地理南极附近。磁偏角：地磁场中静止的小磁针方向与南北方向之间的夹角为地磁偏角，也称为磁偏角。 如图所示。 磁偏角的数值因地球上的场所而异。 另外，随着地球磁极的缓慢移动，磁偏角也在缓慢变化。(3)宇宙

4、的很多天体都有磁场，太阳表面的黑点、土卫五、太阳风等活动与磁场有关。 月球上也有过磁场。 火星没有地球那样的世界性磁场，指南针不能在火星上工作。注意事项(1)磁场是客观存在的物质。 场和实物是物质存在的两种形式。(2)吸铁石与吸铁石之间、吸铁石与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是由磁场产生的。判决一判1 .磁场是看不见、触摸不到的，而磁场是客观存在的物质()2 .电荷周围可以产生电场和磁场()3 .吸铁石和吸铁石之间的作用是由磁场产生的，通电导线和通电导线之间的作用是由电场产生的()。4 .地球两极和地磁场两极之间存在磁偏角()三、磁感应强度 94479494949494949494949

5、49494949494949494949494949494949491 .磁感应强度：用于描述磁场强弱的物理量。2 .小磁针：为研究磁场而引入的检查用小磁性体，类似于检查电荷。3 .磁感应强度的方向：在物理学中，当小大头针静止时，n极所指的方向是该点的磁感应强度的方向，简称为磁场的方向。4 .电流源：短的一段通电导线中的电流I和导线长度l的积IL。5 .磁感应强度的大小(1)磁感应强度的大小：磁场中与磁场方向垂直的通电导线受到的力f、电流I和导线长度l的积IL之比用b表示。公式： B=。(3)单位：特斯拉、简称特、符号t。 一吨=一。说明理解磁感应强度的4点(1)在定义式B=中，通电引线必须与

6、磁场方向垂直设置。 这是因为，在磁场中的某一点通电的导线受到的力的大小，除了与磁场的强弱有关，还与导线的方向有关。 根据导线进入磁场的方向不同，受到的磁场力也不同。 电流的方向和b的方向在一条直线上时，施加在导线上的力为零。(2)磁感应强度的方向由磁场中小磁针n极受到的磁场力的方向决定，通电导线受到的力的方向不是磁场磁感应强度的方向。 (3)磁感应强度的定义式也可以适用于非均匀强磁场，这种情况下l较短，IL称为“电流源”，相当于静电场的“探索电荷”。 (4)磁感应强度是向量，运算遵循平行四边形的规律。判决一判1 .小磁针静止时，n极指向的方向是磁场的方向()2 .磁场的方向与磁感应强度的方向相

7、反()从3.b=可以看出，b的大小与f成正比()典型例题下面的说法正确是()a .磁极和磁极之间的相互作用是由磁场产生的b .电流和电流的相互作用是由电场产生的c .磁场实质上是电场，属于同一物质d .磁场不是真实存在的，而是人们设想的解析电流可以产生磁场，在其周围存在磁场，在吸铁石的周围也存在磁场，无论在磁极间、电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力，并由磁场产生，a是正确的，b是错误的电场的最基本的性质放入其中它是其中加入的磁极没有力的作用，电场是存在于电荷周围的特殊物质，磁场存在于电流和吸铁石的周围，产生的反应历程不同，c误差磁场对其中加入的磁极有产生力的作用，磁场是看不见和接触不到

8、的，通过这个力的作用可以识别磁场的客观存在答案a立即巩固1 .关于磁场的以下说法中正确的是()a .磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质b .磁场是为了说明磁极间的相互作用而人为引入的c .直接作用于磁极和磁极之间d .磁场仅在磁极和磁极、磁极和电流作用时产生分析： a磁场和电场一样具有力的性质和能量，是客观存在的物质，磁极和磁极之间以及磁极和电流之间都受磁场作用，a是正确的，b、c、d是错误的。1 .处理地磁场问题的要点(1)地理南极正上方磁场方向垂直向上，地理北极正上方磁场方向垂直向下。(2)在赤道正上方，地磁场的方向水平向北。(3)在南半球，地磁场方向指北上方的北半球，地磁场方向指北下方

9、。2 .地磁场的作用因为磁场对运动电荷有很强的作用，所以，射向地球的高速粒子电荷，其运动方向发生变化，不能直接到达地球。 地磁场对地球的生命有保护作用。对理解地磁场的三个误会1 .地理南北极和地磁场南北极混淆，地理南极(或北极)误认为地磁场南极(或北极)。2 .误认为地理两极和地磁场两极重合。 实际上，两者不重叠，地磁场两极靠近地理两极。3 .误认为地球上各点的磁场方向都与地面平行。 实际上，除赤道以外，南北半球的磁场都有垂直成分。典型例题例2.复数回答以下说法正确的是()a .地球是一个巨大的吸铁石，其吸铁石的n极位于地球南极附近，吸铁石的s极位于地球北极附近b .地球表面磁场的垂直成分南半

10、球中垂直于地面向上，北半球中垂直于地面向下c .地球周围存在磁场，但地磁场两极和地理两极不重叠，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的地方是相同的d .地球表面各点的磁场强弱相同从解析地磁场的特征可以看出，a、b是正确的。 由于地磁场与带状吸铁石的磁场相似，地球表面赤道上的磁场最弱，两极附近的地磁场最强，磁偏角的数值因d错误地球上的位置而异，c错误。答案ab立即巩固2 .关于地磁场，以下记述正确的是()a .地磁场两极和地理两极完全重叠b .用指南针决定方向。 导游的一端是指南针的北极c .地磁场北极和地理南极重叠d .地磁场北极在地理南极附近解析： d选择地球的是大的吸铁

11、石，其磁北极(n极)在地理南极附近，磁南极(s极)在地理北极附近，不重叠。 罗盘仪指南的一端是罗盘仪的南极(s极)，d是正确的，a、b、c是错误的。磁感应强度与电场强度的比较分析典型例题关于磁感应强度b，以下说法正确的是()A.B与f成正比，与IL成反比B.B的大小与f、IL无关c.1段的通电导线在空间的某处受到的力为零时，那里一定没有磁场d .保持电流I和导线长度l一定，放入相同的强磁场中，无论怎样放置都受到相同的力分析仅通过b=比定义法定义磁感应强度，其大小与f、IL无关，由磁场本身决定的通电引线在磁场中受到的力不仅与b、I、l有关，也与它们的方向有关，在引线与磁场方向垂直时受到最大力，引

12、线与磁场方向答案b立即巩固3.多重选择磁场中有长10 cm的通电导线，导线中的电流为5 A，受力为510-2 N，该磁场的磁感应强度的大小可能为()A.0.01 T B.0.05 T C.0.1 T D.0.2 T分析：所选择的CD从问题中可知，如果导线与磁场方向垂直，则通电导线电流I=5 A，L=0.1 m，受到的磁场力F=510-2 N，从式中可得到B=T=0.1 T，如果导线与磁场不垂直1 .如图所示，将导线平行放置在磁性大头针的上方附近，当导线中流过电流时，磁性大头针发生偏转。 发现这个实验现象的物理学家是()解析：选择c牛顿是经典力学的奠基者，爱因斯坦建立了狭义和广义的相对论，而居里

13、夫人在天然放射性的研究领域有着出色的贡献，奥斯特首先发现电流的磁效应，正解为c。2 .铁元素棒a可以吸引小吸铁石的针，铁元素棒b可以反弹小吸铁石的针，使铁元素棒a接近铁元素棒b时()a、a、b一定要互相吸引B.A、b必须相互排斥C.A、b之间可能不会作用磁场力D.A、b可能相互吸引，也可能相互排斥解析：由于选择d小磁针本身是有磁性的，可以吸引没有磁性的铁元素棒，所以铁元素棒a可能有磁性，也可能没有磁性。 说明铁元素棒b能排斥小磁针，铁元素棒b一定有磁性。 a不具有磁性，a接近b时，也会被b的磁场磁化，相互吸引。 如果a有磁性，a、b两个吸铁石分别有北极和南极，当这些同名磁极靠近时，相互排斥，当

14、同名磁极靠近时，相互吸引。 这表明，无论a有无磁性，它们之间始终有磁场力的作用，选项d是正确的。3.多个选择关于磁感应强度方向和电场强度方向，以下说法正确的是()a .电场强度方向和电荷受到的电场力方向相同b .电场强度与正电荷受到的电场力的方向相同c .磁感应强度方向与小磁针n极受到的磁场力方向相同d .磁感应强度的方向与小磁针静止时n极指向的方向相同解析：在BCD物理学上，由于将正电荷在电场中受到的力的方向规定为该点的电场方向，将小吸铁石的n极受到的力的方向规定为该点的磁场方向，即小吸铁石静止时n极所指的方向，因此b、c、d是正确的。4 .关于多重选择地磁场，以下说法正确的是() a.在地面上放置小吸铁石针，小吸铁石针的南极指向地磁场的南极b .地磁场南极位于地理北极附近c .地球上任何地磁场的方向都不与地面平行d .地球偏角的数值因地球上的位置而异解析：选择BD小磁针s极指南是因为地磁场n极在地理的南极附近，所以a错了。 由于地磁场两极与地理两极相反，b根据正确的地磁场空间分布，只有赤道上的磁场方向与地面平行，c是错误的地磁极慢慢移动，地磁偏角随场所而变化，即