高中物理磁场(一)3.1磁现象和磁场学案

磁现象和磁场
【学习目标】
1. 了解磁现象，知道磁场概念，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相互作用是通过磁场发生。

2. 了解电流磁效应及其发现过程，体会奥斯特发现重要意义。

3. 了解地磁场分布情况和地磁两极特点。

知识点一磁现象
1. 磁性
物质具有__________________等物质性质叫磁性。

2．磁体
__________物体叫磁体。

3．磁极
磁体各局部磁性强弱不同，__________区域叫磁极。

(1) 任何磁体都有两个磁极，一个叫______________，另一个叫________________。

(2) 同名磁极相互________，异名磁极相互________。

4．想一想
假设将一条形磁体从中间截开后，是不是一局部为北极，另一局部为南极？
知识点二电流磁效应
1. 奥斯特实验
把导线沿________方向放置在指向南北磁针上方，通电时磁针发生了__________。

2．实验意义
奥斯特实验发现了电流__________，即电流可以产生磁场，首先提醒了__________联系。

3．想一想
将一通电直导线水平放置在小磁针上方，分别观察导线东西放置和南北放置两种情况下，小磁针转动情况会怎样？
知识点三磁场
1. 定义
磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、____________之间、____________之间相互作用，这种特殊物质叫磁场。

2．磁场根本性质
对放入其中_______或_______产生力作用。

所有与磁现象有关相互作用，都是通过磁场发生，可与电荷间相互作用相类比。

3．磁场产生
①__________周围存在磁场；②________周围存在磁场——电流磁效应。

知识点四地球磁场
1. 地磁场
地球本身是一个磁体，其周围存在磁场叫__________。

地磁场N 极位于地理______附近，S极位于地理________附近。

地磁场很弱，但自由转动小磁针能显示出地磁场作用，这是__________原理。

2．磁偏角
地球地理两极与地磁两极并__________，因此，磁针并非准确地__________或__________，其间有一个交角，这就是__________，简称磁偏角。

(如下图)
答案
一磁现象 1. 吸引铁、钴、镍 2. 具有磁性 3. 磁性最强南极(又称S极) 北极(又称N极) 排斥吸引4.不是，磁体从中间分开后，成为两个小磁体，任何一磁体均有两个磁极。

二电流磁效应
1. 南北转动
2. 磁效应电与磁
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。

三磁场
1. 磁体和电流电流和电流
2. 磁极电流
3. 永磁体电流
四地球磁场
1. 地磁场南极北极指南针
2. 不重合指南指北地磁偏角
知识点一对磁场理解
根本性质对放入其中磁体或电流产生磁力作用
客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成，但是它和常见桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在物质
特殊性质磁场和常见由分子、原子组成物质不同，不是以微粒形式存在，而是以一种场形式存在
磁场方向性磁场是具有方向。

所谓磁场方向就是小磁针在磁场中其北极受力方向，即小磁针静止时其北极所指方向。

【名师点睛】
1. 自然界有两种根本物质形态：实物和场。

(1) 实物即具体、有形物质形态，由物质粒子组成。

(2) 场是物质另一种存在形态，和实物一样也是一种客观存在物，具有质量、能量、动量等物质根本属性。

2. 对“场〞理解
(1) 自然界中未通过接触面发生力作用物体,其作用都是通过“场〞实现。

(2)“场〞是客观存在物质,不依人意志而转移。

(3) 不同“场〞“引力场〞使有质量物体间产生引力,“电场〞使电荷间产生力,“磁场〞使磁体、电流产生力作用。

知识点一对磁场理解
【典例探究】
【典例1】以下关于磁场说法中正确是( )
A．磁场和电场一样，是客观存在特殊物质
B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为引入
C．磁极与磁极间是直接发生作用
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
【典例2】如下图，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，那么这一根可能是( )
A．a B．b
C．c D．都有可能
【学霸总结】
磁体周围和电流周围都存在磁场。

磁场和常见由分子、原子组成物质不同，不是以微粒形式存在，但却是一种客观存在物质。

知识点二电流磁效应
1．电现象与磁现象联系：
(1) 磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电知识点二电流磁效应
【典例探究】
【典例3】在做奥斯特实验时，以下操作中现
荷。

(2) 同种电荷相互排斥，同名磁极相互排斥；异种电荷相互吸引，异名磁极相互吸引。

2．奥斯特实验：
(1) 实验装置如下图。

(2) 实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置小磁针发生转动。

(3) 考前须知：为了排除地磁场影响，使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针正上方。

(4) 实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。

(5) 实验意义：电流磁效应发现，首次提醒了电与磁之间联系，揭开了人类对电磁现象研究新纪元。

象最明显是( )
A．沿导线方向放置磁针，使磁针在导线延长线上
B．垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线正下方
C．导线沿南北方向放置在磁针正上方
D．导线沿东西方向放置在磁针正上方
【典例4】如下图，能自由转动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方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到现象是( )
A. 小磁针不动
B. 假设是正电荷飞过，小磁针会发生偏转
C. 假设是负电荷飞过，小磁针会发生偏转
D. 假设是一根通电导线，小磁针会发生偏转
知识点三对地磁场理解
1．虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们位置相对来说差异不是很大。

因此，一般我们认为：
(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，距离地球外表高度相等点，磁场强弱一样，且方向水平向北。

(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。

2．影响：由于磁场对运动电荷有力作用，故射向地球带电粒子，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。

【名师点睛】知识点三对地磁场理解
【典例5】假设把地球磁场等效为一个条形磁铁磁场，那么以下城市中哪个城市地磁场最强
A．莫斯科B．新加坡
C．广州 D．东京
【典例6】(多项选择) 关于地球磁场，以下说法正确是( )
A. 在地面上放置一个小磁针，小磁针南极指向地磁场南极
B. 地磁场南极在地理北极附近
C. 地球上任何地方地磁场方向都是和地面平行
地球上不同地点地磁场方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上，在北半球竖直向下，因此当涉及到地磁场问题时，要注意明确在地球上位置。

3．磁偏角形成
磁偏角是小磁针指向与正南、正北方向间夹角，磁偏角存在是因为地球地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角。

4．对地磁场理解三大误区
(1) 将地理南北极与地磁场南北极混淆，误将地理南极(或北极)当作地磁场南极(或北极)。

(2) 误认为地理两极与地磁场两极位置重合。

事实上，两者位置并不重合，地磁场两极在地理两极附近。

(3) 误认为地球上各点磁场方向都是和地面平行。

事实上，除赤道外，南北半球磁场都有竖直分量。

D. 地球磁偏角数值在地球上不同地点是不同
【典例7】如下图，假设将一个小磁针放在地球北极附近磁极上方，那么小磁针N极将( )
A．指北 B．指南
C．竖直向上D．竖直向下
答案与解析
1.【答案】A
【解析】磁场是客观存在于磁极或电流周围一种物质，所以B、D选项错误；磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间、运动电荷之间作用都是通过磁场发生，不是直接发生，故C选项错误。

2.【答案】A
【解析】由题图知b、c相互排斥，说明b、c都有磁性，所以a棒无磁性。

应选项A正确。

3.【答案】C
4.【答案】BCD
【解析】电流是由运动电荷产生，当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流，从而形成磁场。

运动正、负电荷形成两种磁场是等效，均会使小磁针发生转动，故B、C、D均正确。

5.【答案】A
【解析】将地球等效为一个条形磁铁，越靠近两极，磁场越强，应选A。

6.【答案】BD
【解析】在地面上放置一个小磁针，小磁针南极指向地理南极，即地磁北极，故A错误；地磁场南极在地理北极附近，地磁场北极在地理南极附近，故B正确；地磁场不是匀强磁场，与地面不一定平行，如下图，
故C错误；地球地理两极与地磁两极并不重合，因此，小磁针并非准确指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角；磁偏角数值在地球上不同地点是不同，故D正确。

7.【答案】D
【解析】地磁场分布规律与条形磁铁类似，在地球北极附近，地磁场竖直向下，此处小磁针N极应竖直向下，D对。