【金版教程】2014年高中物理 第三章《第1节 磁现象和磁场》课件 新人教版选修3-1

判一判
(1)磁场看不见，摸不着，因此磁场是人们假想的， ) )
实际并不存在．(
(2)电荷周围既能产生电场，又能产生磁场．(
(3)磁场与磁场之间的作用是通过磁场发生的，通电导线与 通电导线之间的作用是通过电场发生的( )
提示：(1)磁场和电场一样，是客观存在的一种物质，故 (1) 错． (2)静止的电荷产生电场，但不能产生磁场，只有运动的电 荷才能产生磁场，故(2)错． (3)磁场与磁场之间的作用是通过磁场发生的，通电导线与 通电导线之间的作用也是通过磁场发生的，故(3)错.
[完美答案] D
本题中设计了一个陷阱：似乎科学家的实验表明信鸽辨别 方向的能力与磁场无关，否则，缚有小磁铁的一组信鸽怎么会 全部飞散呢？实际上是小磁铁的磁场起到了干扰作用.还有一些 生物，诸如燕子、羚羊、鲸鱼等，也是靠地磁场导航的.
[变式训练]
地球是个大磁场，在地球上，指南针能指示
南北，是因为受到________的作用，人类将在本世纪登上火 星，目前火星上的磁场情况不明，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？________(填 “能”、“不能”或“不知道”)
四、地磁场 1. 地磁场
地球本身是一个磁体，N极位于
地理南极
附近，S极位
于 地理北极 附近．自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向， 这就是指南针的原理．
2. 磁偏角
小磁针 的指向与正南正北方向之间的夹角，如图．太阳、
其他行星等许多天体都有磁场．
想一想
指南针是我国古代四大发明之一，现在你知道指
A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力 B．信鸽能发射并接收某种超声波 C．信鸽能发射并接收某种次声波 D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向
那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一 个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅 膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小 相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结 果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚小磁铁的信鸽全部飞 散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想？
01课前自主学习
一、磁现象 1. 磁性 物质 吸引 铁、钴、镍等物质的性质． 2. 磁体 具有 磁性 的物体，如磁铁．
3. 磁极 磁体上磁性 最强 的区域． (1)任何磁体都有两个磁极：一个叫 南极 ，又称S极；另一 个叫 北极 ，又称N极． (2)同名磁极相互 排斥，异名磁极相互 吸引
想一想
南针为什么指南吗？ 提示：地磁场方向由南指向北，水平放置的小磁针处于地 磁场中，在地磁场作用下，静止时N极指北，S极指南．
02课堂合作探究
考点一
对磁场和奥斯特实验的理解
指南针为什么指南？鸽子千里归巢是靠什么来导航的 呢？
重点诠释 对磁场和奥斯特实验的理解 (1)磁场． ①磁场的物质性：磁场是一种特殊的物质，虽然不是由分 子、原子等组成的实体，但它是客观存在的．它的物质性就是 通过磁场的基本性质来体现的，即磁场对放入其中的磁体或电 流有磁场力的作用．
[解析]
指南针能指示南北，是因为受到地磁场的作用，
对火星磁场的观察显示，火星不像地球那样有一个全球性的磁 场，因此指南针不能在火星上工作．
[答案] 地磁场 不能
知识点一 1.
磁体性质
[2013· 济宁高二检测]若把一个条形磁铁从中间断开，则 ) B. 只有S极 D．都没有磁极
断开后的每一段( A．只有N极 C．N、S极都有
答案：C
解析：由于磁铁的磁极是不可分割的，所以条形磁铁从中 间切断后，仍会得到两根有N、S极的小条形磁铁．
2. 上海磁悬浮列车线是世界上第一条投入商业运营的磁悬 浮列车线．运行全程共30 km，最高时速可达552 km，单向运 行约8 min.磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈，
通过地面线圈与列车上的电磁体之间的排斥力使列车悬浮起 来．地面线圈上端的极性与列车上电磁体下端的极性总保持 ( ) A．相同 C．不能确定 B. 相反 D．以上均不对
三、磁场 1. 电流、磁体间的相互作用 (1) 磁体与磁体 间存在相互作用； (2)通电导体对磁体有作用力，磁体对通电导体也有作用力； (3) 两个通电导体之间也有 作用力
2. 磁场 (1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，以及通 电导体与通电导体之间的相互作用，是通过 磁场 发生的， 磁场 是磁体或 电流 周围一种看不见、摸不着的特殊物质． (2)基本 性质：对放入其中的 磁体或通电导体 产生力的作用．
奥斯特实验证明了电流周围产生磁场，本来是没有条件 的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响，让通电导线沿南北 方向放置，磁场方向与地磁场方向尽量不一致，效果明显．
典题研析 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而共同产 生的 D．磁场和电场是同一种物质
[完美答案] A
1注意磁场与电场的区别. 2理解磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用 都是通过磁场产生的.
[变式训练]
铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针， )
若将铁棒A靠近铁棒B时，下列说法中正确的是( A．A、B一定相互吸引 B．A、B间可能无磁场力作用 C．A、B一定相互排斥 D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥
[规范解答] 本题可通过以下表格进行分析： 选项 A B 透析过程 小磁针S极指南是因为地磁N极在地 理的南极附近 地磁场的两极和地理两极是相反的 结论 A错误 B正确
选项 C
透析过程 依据地磁场的空间分布，只有赤道 上的磁场方向和地面平行 地磁偏角是变化的，地磁两极的位
结论 C错误
D
置也是变化的
第三章
磁场
第1节 磁现象和磁场
课堂目标定位 1．了解磁现象，知道磁体、磁极、磁性等概念． 磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质． 2.知道
3.了解电流的磁 4.知道地磁
效应，体会奥斯特发现电流磁效应的人类生活的影响．
背核心语句 1. 磁体是具有磁性的物体，磁体有N、S两个极，同名磁极 相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联 系． 3. 磁场是一种特殊的物质，它对放入其中的磁体、电流有 力的作用． 4．地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北 极附近，地磁轴与地球自转轴间的夹角叫磁偏角.
D正确
[完美答案] BD
[变式训练]
磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控
制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁 体．当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是 ( ) A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律 C．电荷间的相互作用规律 D．磁场对电流的作用原理
[解析]
在地磁场的作用下，军舰被磁化成了一个大的浮
地球上不同的地点地磁场的方向不同，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， 当涉及地磁场方向的问题时，要注意明确在地球上的位置．
典题研析 例2 (多选)关于地球的磁场，下列说法正确的是( )
A．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 B．地磁场的南极在地理北极附近 C．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的 D．地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的
2. 发现 1820 年，丹麦物理学家 奥斯特 在一次讲课中，把导线沿 南北 方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针 转动了 3. 实验意义 电流磁效应的发现， 首次揭示了 电与磁 之间的联系， 揭开了人 类对电磁现象研究的新纪元．
想一想
在发现电流的磁效应之前，人们已经了解到电现
象与磁现象有哪些相似处？ 提示： (1)电荷有两种(正电荷和负电荷)， 磁体有两极(N 极和 S 极)； (2)电荷间存在相互作用(同种电荷相互排斥，异种电荷相互 吸引)，磁极间也存在相互作用(同名磁极相互排斥，异名磁极相 互吸引.
动磁体，当军舰接近磁性水雷时磁极间的相互作用会引起小磁 针的转动，从而接通电路，引起爆炸．这是利用了同名磁极相 互排斥，异名磁极相互吸引的原理，故B正确．
[答案]
B
考点三 典题研析 例3
有关地球磁场的考查
某报曾报道一则消息：“上海雨点鸽从内蒙古放飞
后，历经20余天，返回上海市区鸽巢”，信鸽的这种惊人的远 距离辨认方向的本领，实在令人称奇，人们对信鸽有高超的认 路本领的原因提出了如下猜想：( )
②磁场的存在：磁极的周围和电流的周围都存在着磁 场．磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相 互作用都是通过磁场来传递的． ③磁场的矢量性：磁场是有方向的．所谓磁场方向就是小 磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指 的方向．
(2)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，即电流周围产生磁 场，也就是电流的磁效应．
(2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强 弱相同，且方向水平向北． (3)在南半球，地磁场方向向北偏向上方；在北半球，地磁 场方向向北偏向下方．
2. 地磁场的影响 由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒 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．
[思路点拨]
信鸽有认路的本领，但缚有小磁铁的信鸽全
部飞散，而缚有铜块的信鸽绝大部分飞回，说明信鸽的认路本 领与磁场有关系． [规范解答] 这是一道要求从阅读题目的过程中收集信
息、分析处理信息的应用类题目．信鸽所缚的小磁铁能产生磁 场，扰乱了它靠体内磁性物质借助地磁场辨别方向的能力，所 以缚小磁铁的一组信鸽全部飞散，支持了猜想D.
[答案]
D
考点二
对地磁场的理解
人、地有磁场，那么利用地磁场同学们知道怎样睡觉更有 利于健康吗？
重点诠释 1. 地磁场的方向 地磁场的方向并不是正南正北方向，即地磁两极与地理两 极并不重合．地磁场方向与正南正北方向间有一个夹角——磁 偏角．虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对 来说差别不是很大．因此，我们一般认为： (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．
将一个磁体从中间分成两部分后，是不是每一部
分只有一个磁极呢？ 提示：不是．古人已经发现，不管磁体形状如何，磁体都 有两个磁极．即便将一个磁体分割，分割后的每一部分，仍然 有两个磁极.
二、电流的磁效应 1. 发现前的背景 (1)随着人们对摩擦生热及热机做功等现象认识的深化，自 然界各种运动形式之间存在着 相互联系并相互转化 在哲学界和科学界逐渐形成． (2)当时人们见到的力都沿着 物体连线 的方向，即都是所谓 的“纵向力”． 的思想，
答案：A
解析：由同名磁极相互排斥的特点可知列车悬浮起来，应 受斥力，极性相同．
知识点二
[规范解答]
电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存
在，不论是磁极和磁极之间还是电流与电流之间、磁极与电流 之间，都有相互作用的磁场力，磁场是磁现象中的一种特殊物 质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体、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电场力的作用，它不会对放入电场中 的磁体产生力的作用．因此，磁场和电场是两种不同的物质， 各自具有其本身的特点．
[解析]
小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，
故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针磁场作 用下暂时被磁化的结果．铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定 有磁性，若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被 磁化而发生相互的吸引作用．若A有磁性，则A、B两磁体都分 别有北极和南极，当它们同名磁极互相靠近时，相互排斥；当 异名磁极互相靠近时，相互吸引．这说明不论A有无磁性，它 们之间总有磁场力的作用，故正确答案为D.