【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
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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.