物理同步人教版高二选修3-1学案：第三章_第1节_磁现象和磁场_word版含解析

第1节磁现象和磁场

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，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这

就是地磁偏角，简称磁偏角。

5．火星上没有一个全球性的磁场，所以指南针在火星上不能工作。

一、磁现象及电流的磁效应

1．磁现象

(1)磁性：物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。

(2)磁体：天然磁石和人造磁铁都叫做磁体。

(3)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫做南极(S极)，指北的磁极叫做北极(N极)。

(4)磁极间相互作用规律：自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

2．电流的磁效应

(1)奥斯特实验：把导线沿南北方向放置在指向南北的磁针上方，通电时磁针发生了转动。

(2)意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首先揭示了电与磁的联系。

二、磁场

1．磁体、电流间的相互作用

(1)磁体与磁体间存在相互作用。

(2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。

(3)两条通电导线之间也有作用力。

2．磁场

(1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，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线有力的作用。

三、地球的磁场

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方向之间的夹角。

3．太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场。

1．自主思考——判一判

(1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。(×)

(2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。(√)

(3)单独一个带电体可以只带正电荷(或负电荷)，同样磁体也可以只有N极或S极。(×)

(4)地磁场能使小磁针的两极指向正南正北。(×)

(5)地理的南北极与地磁的南北极并不重合，地磁的北极在地理北极附近。(×)

(6)磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力的作用。(√)

2．合作探究——议一议

(1)若将一条形磁体从中间截开后，是不是一部分为北极，另一部分为南极？

提示：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。

(2)指南针是我国古代四大发明之一，现在你知道指南针为什么指南吗？

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。

1．电场与磁场的比较

2．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。

1．奥斯特实验说明了()

A．磁场的存在B．磁场的方向性

C．电流可以产生磁场D．磁体间有相互作用

解析：选C奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场。故正确答案为C。

2．[多选]关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()

A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的

B．乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的

C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的

D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的

解析：选BC导线中的电流对小磁针的作用、磁体对电流的作用、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的，故B、C均正确。

3．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．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的

C．磁极与磁极间是直接发生作用的

D．磁场和电场是同一种物质

解析：选A磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，A对，B错；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过磁场发生的，并不需要物体之间直接接触，C错；磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、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，但它不会对放入电场中的磁极产生力的作用，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，D错。

1．地磁场的方向

地磁N极位于地理南极附近，地磁S极位于地理北极附近，但它们位置的差别不是很大，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。

(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．磁偏角的形成

磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角，磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的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。

3．地磁场的作用

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，不能到达地球。因此，地磁场对地球生命有保护作用。

[典例]地球是一个大磁体，①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；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；

⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。以上关于地磁场的描述正确的是()

A．①②④B．②③④

C．①⑤D．②③

[解析]求解该题应先明确地磁场的特点及地球表面各处地磁场的方向。地面上的小磁针静止时，磁针南极应指向地磁场的北极。地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，因此地磁场的方向在赤道附近和地面平行，北半球地磁场方向相对地面是斜向下的，南半球斜向上方。

[答案] D