2018-2019高中物理 第2章 打开电磁联系的大门 2.1 揭示电磁联系的第一个实验学案 沪科版选修1-1

21揭示电磁联系的第一个实验1(3分)如图211所示，两根完全相同的绝缘细线，把两个质量相等的小球悬挂在同一点O上，甲球的电荷量大于乙球的电荷量，则()图211A甲、乙两球都带正电B甲、乙两球都带负电C甲球受到的静电力大于乙球受到的静电力D甲、乙两球受到的静电力大小相等【解析】从两球互相远离的现象来看，两球应该带的是同种电荷，但不能肯定小球究竟带的是哪种电荷；由于甲和乙之间的作用力属于作用力和反作用力，故这两个力一定大小相等、方向相反，故D正确【答案】D2(3分)下列说法中错误的是()A磁场是一种看不见、摸不着的物质B磁极间的相互作用是通过磁场进行的C磁铁吸引铁钉、铁屑的作用是通过磁场进行的D磁场只存在于磁铁内部【解析】磁场是磁体周围存在的一种物质磁极间相互作用就是通过磁场进行的，A、B、C均正确，磁场在磁铁内外部都存在D错误故选D.【答案】D3(4分)在地球表面某处存在一竖直方向的电场，一带电荷量为q、质量为m的粒子在此电场中恰好能悬浮于空中，电场强度的方向是_，由此可知该处地球表面带_电荷(填“正”或“负”)【解析】带负电的粒子受重力和电场力平衡，所以电场力应向上，场强向下，地球表面带负电【答案】向下负课标导思1.了解前人对磁的探究过程，了解奥斯特实验，知道几种典型磁场的特点.2.知道安培定则，能用安培定则判定电流周围磁场的磁感线分布(重点难点)一、吉尔伯特的断言1吉尔伯特于1600年出版的巨著论磁是物理学史上第一部系统阐述磁现象的科学著作2吉尔伯特的认识误区：他认为电与磁是两种截然无关的现象，并得到库仑的认可早期电磁学领域中两位杰出的先驱者的观点深深影响着科学家的思想，以至在很长一段时间内，人们都将电和磁作为孤立的问题加以研究二、奥斯特的探索118世纪中叶陆续发现的现象(1)1713年，一名英国商人发现，雷电过后，他的新刀叉竟带上磁性(2)1751年，富兰克林发现，莱顿瓶放电后，缝纫针被磁化了2奥斯特的探索(1)奥斯特的观念：信奉自然力是统一的，可以相互转化，物理学不再是关于运动、热、光、空气、电磁以及我们所知道的任何其他现象的零散罗列，我们将把整个宇宙容纳在一个体系中(2)丹麦物理学家奥斯特通过多年的探索，在1820年通过实验的方法发现通电导线可以使小磁针偏转，从而证明了电流的磁效应(3)奥斯特的发现终于使分离了千百年的电与磁，被小磁针的偏转联系在一起了3小磁针“偏转”的实质通电导线跟磁体一样，能产生磁场，它就是依靠磁场这种物质对磁针发生作用的即三、安培的贡献1安培根据通电直导线对不同位置处的磁针的作用总结出判断电流磁场方向的右手螺旋法则(即安培定则)2安培定则(1)通电直导线磁场：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向(2)通电螺线管磁场：用右手握住螺线管让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向也就是说，大拇指指向通电螺线管的北(N)极四、奥斯特实验的意义奥斯特的发现为电磁学的研究开辟了一个崭新的领域，它对人们认识事物本质特征和研究事物间的联系都有很大的推动作用根据奥斯特实验所揭示的电流磁效应，很快研制出了电磁铁，在生产实践中体现了它的价值一、对磁场的理解磁场与电场一样，都是物质磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒组成的物质的形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样，能对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用因此我们说磁场和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质磁体间的相互作用是通过磁场来产生的【特别提醒】磁场力是非接触力，磁场是一种客观存在的物质，具有力的性质也具有能的性质.磁体之间的磁场力通过磁场而发生.二、电流周围的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越小与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场环形电流的两侧，是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越小安培定则立体图横截面图纵截面图【深化探究】我们利用电场线和磁感线分别形象地描述电场和磁场，那么磁感线与电场线有什么不同之处？提示：磁感线是闭合曲线，电场线起于正电荷(或无穷远处)，止于负电荷(或无穷远处).一、电流的磁效应在做“奥斯特实验”时，下列操作现象最明显的是()A沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C通电导线沿南北方向放置在磁针的正上方D通电导线沿东西方向放置在磁针的正上方【导析】认真阅读教材中奥斯特发现电流磁场的史实，体验科学探索的艰苦与偶然性【解析】把导线沿南北方向放置在静止于地磁场中的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转故选C.【答案】C奥斯特的实验本题通过奥斯特实验考查小磁针在电流产生的磁场中的偏转但要注意，电流产生的磁场与地磁场对磁针的影响1如图212所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近当导线中通有电流时，磁针会发生偏转首先发现这个实验现象的物理学家是()图212A伽利略B牛顿C奥斯特 D爱因斯坦【答案】C二、安培定则的应用在图213中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向图213【导析】灵活利用安培定则，根据磁场对小磁针的作用特点加以分析判断【解析】根据安培定则，可以确定：【答案】如图所示应用安培定则注意的问题应用安培定则时，要注意直线电流和环形电流的区别，同时要看清所给图示是立体图、横截面图还是纵截面图2(多选)如图214所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是() 【导学号：17592024】图214A向右飞行的正离子束B向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束D向左飞行的负离子束【解析】由小磁针N极向纸面内偏转，知离子束下方磁感线垂直纸面向里，由安培定则可知，位于小磁针上方带电粒子形成的直线电流方向向右故A、D正确【答案】AD1人们早在公元前6、7世纪就发现了磁石吸铁、磁石指南等现象，如图215所示是最早的指南仪器司南，形似勺子、勺柄是其南极，则司南静止时，勺柄所指的方向是()图215A东方B北方C西方 D南方【解析】地球磁场的地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近由于司南勺柄是其南极，静止时应指向地磁北极，即指向地理南极【答案】D2磁场中任意一点的磁场方向规定为，小磁针在磁场中()A受磁场力的方向B北极所受磁场力的方向C南极所受磁场力的方向D受磁场力作用转动的方向【解析】物理学规定磁场中任意一点的磁场方向为小磁针北极所受磁场力的方向，或静止时小磁针北极的指向【答案】B3(多选)下列哪些物体周围一定存在着磁场()A地球B通电导线C电子束 D静止的带电金属球【解析】磁体及运动电荷周围存在磁场，所以静止的带电金属球周围不存在磁场，A、B、C正确【答案】ABC4下列各图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()ABCD【解析】根据安培安则可知，正确【答案】C5图中电磁铁的N、S极标的正确的是()【解析】根据电池的接法和导线的绕向以及安培定则可判断选项B正确【答案】B7