【学案导学设计】2013-2014学年高考物理 2-1 指南针与远洋航海课件 新人教版选修1-1
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1． 定义： 磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线． 其
本 学 案 栏 目 开 关
疏密程度反映磁场的 强弱 跟该点的 2．特点：
，线上每一点的切线方向都
磁场 方向相同．
(1)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内 部由南极回到北极． (2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方 磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上． (3)磁感线闭合而不 相交 ，不相切，也不中断．
学习·探究区
4．地磁场分布如图 2 所示．
本 学 案 栏 目 开 关
图2
学习·探究区
[延伸思考] 我们向来都认为，指南针永远是一头指南，一头指北的．在
本 学 案 栏 目 开 关
地球上有没有一个地方的指南针两头都指北？
答案 有．地球的磁极同地理上的南北极并不一致．放在
地理南极上的指南针，一头指着附近的那个磁极，另一头 指着和这相反的方向．而在地理上的南极四周，处处都是 北方，所以放在那里的指南针的两头都是指北的．
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
本 学 案 栏 目 开 关
B．磁感线总是从磁铁的 N 极发出，到 S 极终止 C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑 的地方就没有磁感线 D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
学习·探究区解析来自磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描
绘磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场
方
6．磁感线：是在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线 上每点的切线方向，亦即该点的
磁场
方向，磁感线的
分布疏密
表示磁场强弱．
知识·储备区
7．地球在周围空间会产生磁场，叫 地磁场 ．地磁场的分布 大致上就像一个 条形 磁体．
天体 都有磁场．月球也 本 8．地球具有磁场，宇宙中的许多 学 案 有 磁场 ．火星不象地球那样有一个 全球性 的磁 栏 目 场，因此 指南针 不能在火星上工作． 开 关
答案 BD
学习·探究区
【例 2】 关于地磁场的说法正确的是 ( CD )
A．地磁场的北极在地理北极附近 B．地磁场的方向总与地面平行，且由南指向北
本 学 案 栏 目 开 关
C．地磁场并不是正南正北方向的 D．在北半球，地磁场的方向由南向北且偏下 解析 由于地磁场的磁感线由南指向北，显然地磁场的北
极应在地理南极附近，故 A 错误；由于地磁场的方向除赤 道上空外与地面并不平行，故 B 错误；由磁偏角的存在可 知 C 正确；在北半球，由地磁场磁感线的分布情况可知，D 正确．
图3
学习·探究区
解析
小磁针静止时 N 极的指向即为该处的磁场方向，条
形磁铁外部磁感线方向是由 N 极指向 S 极，而内部是由 S
本 学 案 栏 目 开 关
极指向 N 极，由小磁针静止时 N 极所指的方向可判定磁铁 d 端是 N 极，c 端是 S 极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场 方向可判定，a 端是 S 极，b 端是 N 极．
本 学 案 栏 目 开 关
的强弱与方向，选项 A 正确；磁感线从磁铁的 N 极发出， 从磁铁的 S 极进入，构成闭合曲线，由安培定则知电流产 生的磁场其磁感线都是闭合曲线，选项 B 错误；磁感线是 人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项 C 错误；磁场的 强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关， 选项 D 错误．
方法二：磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向．
学习·探究区
[要点提炼] 1．磁性：天然磁石、人造磁体和电磁铁都具有吸引 铁质 物 体的性质，这种性质叫做磁性．
本 学 2．磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫 案 栏 磁极 ．能够自由转动的磁体，如用细线悬吊的磁针， 目 开 静止时指南的磁极叫南极(S 极)，指北的磁极叫北极(N 极)． 关
本 学 案 栏 目 开 关
学案 1
[学习目标定位]
本 学 案 栏 目 开 关
指南针与远洋航海
1. 了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会 发展中的作用．了解磁学基础知识. 2. 知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点 的磁场方向. 3. 了解磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况. 4. 了解地理南北极与地磁南北极反向并且不重合，知道磁 偏角．
本 学 案 栏 目 开 关
( AC )
A．该点磁场的方向 B．小磁针在该点的受力方向 C．小磁针静止时 N 极在该点的指向 D．小磁针静止时 S 极在该点的指向
自我·检测区
3．对磁感线的认识，下列说法正确的是
( C )
A．磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极
本 学 案 栏 目 开 关
B．磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力 方向相同 C．磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 D．磁感线是磁场中客观存在的线
对处在磁场里面的磁极或电流有安培力的作用．
本 学 案 栏 目 开 关
磁极和磁极之间、磁极和通电导体之间、通电导体和通电 导体之间都是通过磁场发生相互作用的，电荷和电荷之间 的相互作用力是通过电场相互作用的，电场和磁场是两种 不同的物质．
答案 A
学习·探究区
【例 4】 下列关于磁感线的说法中正确的是 ( )
自我·检测区
4．下列说法正确的是 A．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
本 学 案 栏 目 开 关
( A )
B．磁场和电场一样不是客观存在的 C．磁感线是实际存在的线，可由实验得到 D． 磁感线类似于电场线， 它总是从磁体的 N 极出发终止于 S极
学习·探究区
[延伸思考] 请思考电场线与磁感线有哪些相同点和不同点，并填写下表 .
电场线
本 学 案 栏 目 开 关
磁感线 1.在磁体内部，磁感线是从 S 极指向 N 极，外部是从 N极 出发从 S极 进去．
1.电场线从 正电荷 (或无 穷远)出发，终止于 负电荷 (或无穷远).
2. 正 电荷在电场中某点受到 2.小磁针在磁场中静止时 N 电场力的方向与该点的 场强 极的受力方向与该点的 场强 方向一致，也与该点所在磁感 方向一致，也与该点所在电场 线的 切线 方向一致． 线的 场强 方向一致 .
知识·储备区
1．我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼用 罗盘
本 学 案 栏 目 开 关
和 观星 ，二者相互补充，相互修正．用罗盘指引航向，探索 航道， 将船舶航向的变动与 指南针指向 的变动的对应关系总 结出来，画出的航线在古代称为
针路
或 针径 ．
2．意大利航海家哥伦布用了三年时间完成了环球航行，通过这 次航行，人类更加认识到地球是 球形 ．
学习·探究区
(4)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在，
本 学 案 栏 目 开 关
通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线． (5)磁场中的任何一条磁感线都是 闭合 曲线．例如：条
形磁铁或通电螺线管的磁感线在外部都是从 N 极出来进入 S 极，在内部则由 S 极回到 N 极，形成 闭合 曲线．
学习·探究区
【例 1】
本 学 案 栏 目 开 关
条形磁铁上部一小磁针平衡时 N 极指向如图 3
所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示， 则下列说法正确的是 A．磁铁 c 端是 N 极，d 端是 S 极 B．磁铁 c 端是 S 极，d 端是 N 极 C．小磁针 a 端是 N 极，b 端是 S 极 D．小磁针 a 端是 S 极，b 端是 N 极 ( )
答案 因为地球是有磁性的；地面附近地磁场的磁性不强．
学习·探究区
[要点提炼] 1．地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场 ——地磁场． 本 学 案 2．两极：地磁体的南极在地球的 北极 附近，地磁体的北极 栏 目 在地球的 南极 附近． 开 关 3．磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不 重合 ，因此， 磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏 角，简称磁偏角．
学习·探究区
电场线 3.电场中任何两条电场线都
本 学 案 栏 目 开 关
磁感线 3.磁场中任何两条磁感线都 不 相交．
不
相交.
4.电场线的疏密程度表示电场 4.磁场线的疏密程度表示磁场 的
强弱
.
的 强弱
.
学习·探究区
三、磁性的地球 [问题设计]
本 学 案 栏 目 开 关
放在地面上的小磁针静止时为什么指向南北方向呢？地面 附近的地磁场磁性强吗？
知识·储备区
9．分别用字母在图 1 中标出磁体的南北极
本 学 案 栏 目 开 关
图1
答案
学习·探究区
本 学 案 [问题设计] 栏 阅读教材并思考如何确定磁场的方向？ 目 开 答案 方法一：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定 关
一、磁场
的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针 N 极的指向即 为该点的磁场方向．
学习·探究区
【例 3】 下列说法中正确的是 ( )
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流的相互作用是通过电场产生的
本 学 案 栏 目 开 关
C． 磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质
学习·探究区
解析 磁极或通电导体在其周围空间里会产生磁场，磁场
答案 A
自我·检测区
1．关于磁感线的下列说法中，正确的是
本 学 案 栏 目 开 关
( B )
A．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线 B．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同 C．磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极 D．磁感线有可能出现相交的情况
自我·检测区
2．磁感线上某点的切线方向表示
学习·探究区
3．磁场 (1)定义：磁场是存在于磁极周围的一种 特殊物质
本 学 案 栏 目 开 关
．
(2)磁场的方向规律：在磁场中的某一点，小磁针北极受力 的方向，也就是小磁针静止时北极所指的方向，就是那一 点的磁场方向． (3)磁场的基本性质：对放入其中的 磁体 力的作用． 和通电导体有
学习·探究区 二、磁感线 [要点提炼]
知识·储备区
3． 磁体是通过 磁场 对铁一类物质发生作用的，磁场和电场 一样，是 物质 存在的另一种形式，是客观存在的．
本 学 异名磁极 相互吸引 ． 案 栏 目 5．规定：在磁场中的某一点，小磁针 静止时N极所指 开 关 向就是那一点的磁场方向．
4．磁体上磁性最强的部分叫 磁极 ，同名磁极 相互排斥 ，
本 学 案 栏 目 开 关
疏密程度反映磁场的 强弱 跟该点的 2．特点：
，线上每一点的切线方向都
磁场 方向相同．
(1)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内 部由南极回到北极． (2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方 磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上． (3)磁感线闭合而不 相交 ，不相切，也不中断．
学习·探究区
4．地磁场分布如图 2 所示．
本 学 案 栏 目 开 关
图2
学习·探究区
[延伸思考] 我们向来都认为，指南针永远是一头指南，一头指北的．在
本 学 案 栏 目 开 关
地球上有没有一个地方的指南针两头都指北？
答案 有．地球的磁极同地理上的南北极并不一致．放在
地理南极上的指南针，一头指着附近的那个磁极，另一头 指着和这相反的方向．而在地理上的南极四周，处处都是 北方，所以放在那里的指南针的两头都是指北的．
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
本 学 案 栏 目 开 关
B．磁感线总是从磁铁的 N 极发出，到 S 极终止 C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑 的地方就没有磁感线 D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
学习·探究区解析来自磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描
绘磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场
方
6．磁感线：是在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线 上每点的切线方向，亦即该点的
磁场
方向，磁感线的
分布疏密
表示磁场强弱．
知识·储备区
7．地球在周围空间会产生磁场，叫 地磁场 ．地磁场的分布 大致上就像一个 条形 磁体．
天体 都有磁场．月球也 本 8．地球具有磁场，宇宙中的许多 学 案 有 磁场 ．火星不象地球那样有一个 全球性 的磁 栏 目 场，因此 指南针 不能在火星上工作． 开 关
答案 BD
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【例 2】 关于地磁场的说法正确的是 ( CD )
A．地磁场的北极在地理北极附近 B．地磁场的方向总与地面平行，且由南指向北
本 学 案 栏 目 开 关
C．地磁场并不是正南正北方向的 D．在北半球，地磁场的方向由南向北且偏下 解析 由于地磁场的磁感线由南指向北，显然地磁场的北
极应在地理南极附近，故 A 错误；由于地磁场的方向除赤 道上空外与地面并不平行，故 B 错误；由磁偏角的存在可 知 C 正确；在北半球，由地磁场磁感线的分布情况可知，D 正确．
图3
学习·探究区
解析
小磁针静止时 N 极的指向即为该处的磁场方向，条
形磁铁外部磁感线方向是由 N 极指向 S 极，而内部是由 S
本 学 案 栏 目 开 关
极指向 N 极，由小磁针静止时 N 极所指的方向可判定磁铁 d 端是 N 极，c 端是 S 极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场 方向可判定，a 端是 S 极，b 端是 N 极．
本 学 案 栏 目 开 关
的强弱与方向，选项 A 正确；磁感线从磁铁的 N 极发出， 从磁铁的 S 极进入，构成闭合曲线，由安培定则知电流产 生的磁场其磁感线都是闭合曲线，选项 B 错误；磁感线是 人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项 C 错误；磁场的 强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关， 选项 D 错误．
方法二：磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向．
学习·探究区
[要点提炼] 1．磁性：天然磁石、人造磁体和电磁铁都具有吸引 铁质 物 体的性质，这种性质叫做磁性．
本 学 2．磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫 案 栏 磁极 ．能够自由转动的磁体，如用细线悬吊的磁针， 目 开 静止时指南的磁极叫南极(S 极)，指北的磁极叫北极(N 极)． 关
本 学 案 栏 目 开 关
学案 1
[学习目标定位]
本 学 案 栏 目 开 关
指南针与远洋航海
1. 了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会 发展中的作用．了解磁学基础知识. 2. 知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点 的磁场方向. 3. 了解磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况. 4. 了解地理南北极与地磁南北极反向并且不重合，知道磁 偏角．
本 学 案 栏 目 开 关
( AC )
A．该点磁场的方向 B．小磁针在该点的受力方向 C．小磁针静止时 N 极在该点的指向 D．小磁针静止时 S 极在该点的指向
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3．对磁感线的认识，下列说法正确的是
( C )
A．磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极
本 学 案 栏 目 开 关
B．磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力 方向相同 C．磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 D．磁感线是磁场中客观存在的线
对处在磁场里面的磁极或电流有安培力的作用．
本 学 案 栏 目 开 关
磁极和磁极之间、磁极和通电导体之间、通电导体和通电 导体之间都是通过磁场发生相互作用的，电荷和电荷之间 的相互作用力是通过电场相互作用的，电场和磁场是两种 不同的物质．
答案 A
学习·探究区
【例 4】 下列关于磁感线的说法中正确的是 ( )
自我·检测区
4．下列说法正确的是 A．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
本 学 案 栏 目 开 关
( A )
B．磁场和电场一样不是客观存在的 C．磁感线是实际存在的线，可由实验得到 D． 磁感线类似于电场线， 它总是从磁体的 N 极出发终止于 S极
学习·探究区
[延伸思考] 请思考电场线与磁感线有哪些相同点和不同点，并填写下表 .
电场线
本 学 案 栏 目 开 关
磁感线 1.在磁体内部，磁感线是从 S 极指向 N 极，外部是从 N极 出发从 S极 进去．
1.电场线从 正电荷 (或无 穷远)出发，终止于 负电荷 (或无穷远).
2. 正 电荷在电场中某点受到 2.小磁针在磁场中静止时 N 电场力的方向与该点的 场强 极的受力方向与该点的 场强 方向一致，也与该点所在磁感 方向一致，也与该点所在电场 线的 切线 方向一致． 线的 场强 方向一致 .
知识·储备区
1．我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼用 罗盘
本 学 案 栏 目 开 关
和 观星 ，二者相互补充，相互修正．用罗盘指引航向，探索 航道， 将船舶航向的变动与 指南针指向 的变动的对应关系总 结出来，画出的航线在古代称为
针路
或 针径 ．
2．意大利航海家哥伦布用了三年时间完成了环球航行，通过这 次航行，人类更加认识到地球是 球形 ．
学习·探究区
(4)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在，
本 学 案 栏 目 开 关
通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线． (5)磁场中的任何一条磁感线都是 闭合 曲线．例如：条
形磁铁或通电螺线管的磁感线在外部都是从 N 极出来进入 S 极，在内部则由 S 极回到 N 极，形成 闭合 曲线．
学习·探究区
【例 1】
本 学 案 栏 目 开 关
条形磁铁上部一小磁针平衡时 N 极指向如图 3
所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示， 则下列说法正确的是 A．磁铁 c 端是 N 极，d 端是 S 极 B．磁铁 c 端是 S 极，d 端是 N 极 C．小磁针 a 端是 N 极，b 端是 S 极 D．小磁针 a 端是 S 极，b 端是 N 极 ( )
答案 因为地球是有磁性的；地面附近地磁场的磁性不强．
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[要点提炼] 1．地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场 ——地磁场． 本 学 案 2．两极：地磁体的南极在地球的 北极 附近，地磁体的北极 栏 目 在地球的 南极 附近． 开 关 3．磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不 重合 ，因此， 磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏 角，简称磁偏角．
学习·探究区
电场线 3.电场中任何两条电场线都
本 学 案 栏 目 开 关
磁感线 3.磁场中任何两条磁感线都 不 相交．
不
相交.
4.电场线的疏密程度表示电场 4.磁场线的疏密程度表示磁场 的
强弱
.
的 强弱
.
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三、磁性的地球 [问题设计]
本 学 案 栏 目 开 关
放在地面上的小磁针静止时为什么指向南北方向呢？地面 附近的地磁场磁性强吗？
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9．分别用字母在图 1 中标出磁体的南北极
本 学 案 栏 目 开 关
图1
答案
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本 学 案 [问题设计] 栏 阅读教材并思考如何确定磁场的方向？ 目 开 答案 方法一：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定 关
一、磁场
的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针 N 极的指向即 为该点的磁场方向．
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【例 3】 下列说法中正确的是 ( )
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流的相互作用是通过电场产生的
本 学 案 栏 目 开 关
C． 磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质
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解析 磁极或通电导体在其周围空间里会产生磁场，磁场
答案 A
自我·检测区
1．关于磁感线的下列说法中，正确的是
本 学 案 栏 目 开 关
( B )
A．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线 B．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同 C．磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极 D．磁感线有可能出现相交的情况
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2．磁感线上某点的切线方向表示
学习·探究区
3．磁场 (1)定义：磁场是存在于磁极周围的一种 特殊物质
本 学 案 栏 目 开 关
．
(2)磁场的方向规律：在磁场中的某一点，小磁针北极受力 的方向，也就是小磁针静止时北极所指的方向，就是那一 点的磁场方向． (3)磁场的基本性质：对放入其中的 磁体 力的作用． 和通电导体有
学习·探究区 二、磁感线 [要点提炼]
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3． 磁体是通过 磁场 对铁一类物质发生作用的，磁场和电场 一样，是 物质 存在的另一种形式，是客观存在的．
本 学 异名磁极 相互吸引 ． 案 栏 目 5．规定：在磁场中的某一点，小磁针 静止时N极所指 开 关 向就是那一点的磁场方向．
4．磁体上磁性最强的部分叫 磁极 ，同名磁极 相互排斥 ，