高中物理选修3-1第1部分 第三章《磁场》第1节 磁现象 磁场 教科

欢迎进入物理课堂 第三章 第1节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 考向一 考向三 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向二 1 奥斯特发现了电流的磁效应 首次揭示了电与磁间的相互关系 2 磁体和电流周围存在磁场 磁场对磁极和电流有力的作用 一切磁作用都是通过磁场来实现的 3 磁感线是为了形象地描述磁场而引入的 磁感线的疏密程度可以描述磁场的强弱 4 电流周围的磁场方向可以用安培定则判定 磁体外部磁感线由N极出发指向S极 1 我国古代对磁现象的认识及应用 1 春秋战国记载的天然磁石吸引铁的现象和指示南北方向的特征 2 北宋时期发明了 并很快用于航海 3 磁石治疗疾病 史记 本草纲目 中均有记载 指南针 2 电与磁的相互联系现象的发现及第二次产业革命 1 发现了电流磁效应 2 法拉第发现了电磁感应现象 打开了电气化技术时代的大门 导致了人类历史上的第二次产业革命 3 信息技术中的磁现象 1 原理 磁性物质能够把磁场对它的作用记录下来 长久保存且能在一定条件下复现 2 应用 制成磁存储部件或设备 如磁带 磁盘 磁鼓 磁卡等 奥斯特 4 生物体中的磁现象 1 鸽子识归巢 候鸟辨迁途 海龟找 故乡 均可能与这些动物对的敏感有关 2 人体器官也存在磁性 3 医院里使用的核磁共振断层成像装置等 地球磁场 1 磁性是物质的一种普遍属性 大到宇宙星体 小到电子 质子等微观粒子 几乎都会有磁性 地球就是一个巨大的磁体 其表面的磁性较强 甚至在一些生物体内也会含有微量强磁性物质 如Fe3O4 鸽子正是利用这种体内 外磁性的相互作用来辨别方向的 若在鸽子身上缚一块永久磁铁 且其附近的磁场比地磁场强 则 A 鸽子仍能辨别方向B 鸽子更容易辨别方向C 鸽子会迷失方向D 不能确定鸽子是否会迷失方向 解析 鸽子 认家 的本领是通过体内磁性与外部地磁场的相互作用来辨别方向的 若在鸽子身上缚上一块磁铁后 由于磁铁的磁场和地磁场共同与鸽子体内磁性物质发生相互作用 从而使鸽子不能正确地区分地磁场的作用 也就不能辨别正确的方向 选项C正确 答案 C 自学教材 1 磁场磁体 电流周围存在 2 磁场的基本特性对处在它里面的磁极或电流有力的作用 一切磁相互作用都是通过来实现的 磁场 磁场 3 磁感线 1 定义 磁感线是一些假想的有方向的曲线 曲线上每一点的方向为该点的磁场方向 曲线的表示磁场的强弱 曲线疏的地方磁场弱 曲线密的地方磁场强 2 物理意义 形象地描述磁场的强弱和方向 3 磁场的方向 在磁场中某一点小磁针所受磁力的方向 就是该点磁场的方向 切线 疏密 N极 4 几种常见的磁场 1 磁体周围的磁场 图3 1 1 2 电流周围的磁场 安培定则a 直导线周围磁场用右手握住导线 让伸直的拇指所指的方向跟电流方向 弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向 b 环形电流或螺线管周围的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向 伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向 一致 一致 三种常用的电流的磁场分布 3 地磁场 地球是个大磁体 其内部和外部都存在磁场 如图3 1 2所示 地轴的地理北极用Ng表示 地磁场南极用Sm表示 地磁南 北极的连线SmNm偏离地轴约为11 5 图3 1 2 地磁场特点 在赤道附近 地磁场沿水平方向 在地磁南极和北极 地磁场沿竖直方向 在其他地方 地磁场与水平面成一定角度叫磁倾角 重点诠释 1 磁感线的特点 1 为形象地描述磁场而引入的假想曲线 实际并不存在 2 磁感线的疏密表示磁场的强弱 密集的地方磁场强 稀疏的地方磁场弱 3 磁感线的方向 磁体外部从N极指向S极 磁体内部从S极指向N极 4 磁感线闭合而不相交 不相切 也不中断 5 磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 2 磁感线与电场线的比较 2 下列关于磁场的说法中 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 磁极与磁极之间是直接发生作用的D 磁场只有在磁极与磁极 磁极与电流发生作用时才产生 解析 磁体和通电导体周围都存在磁场 磁体之间或电流之间相互作用都是通过磁场产生的 故A正确 答案 A 例1 判断两根钢条甲和乙是否有磁性 可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极 当钢条甲靠近时 小磁针自动远离 当钢条乙靠近时小磁针自动靠近 则 A 两根钢条均有磁性B 两根钢条均无磁性C 钢条甲一定有磁性 钢条乙一定无磁性D 钢条甲一定有磁性 钢条乙可能有磁性 思路点拨 钢条有磁性与磁极间有磁力的作用 当钢条无磁性时 靠近磁极 被磁化后也可有磁力作用 解析 磁体能吸引铁磁性物质 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 排斥的两者必然都是磁体 吸引时至少有一个是磁体 钢条甲靠近小磁针时 小磁针自动远离 说明它们相互排斥 则甲一定有磁性 当乙靠近小磁针时 它们相互吸引 这时可能有两种情况 一是乙没有磁性 此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引 二是乙有磁性 且与小磁针是异名磁极 此时属于异名磁极相互吸引 故D正确 答案 D 两者相互排斥时 一定是同名磁极在相互作用 两者相互吸引时 则可能是异名磁极的吸引 也可能是磁体吸引铁质物质的结果 1 实验表明 磁体能吸引一元硬币 对这种现象解释正确的是 A 硬币一定是铁做的 因为磁体能吸引铁B 硬币一定是铝做的 因为磁体能吸引铝C 磁体的磁性越强 能吸引的物质种类越多D 硬币中含有磁性材料 磁化后能被吸引 解析 一元硬币为钢芯镀镍 钢和镍都是磁性材料 放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性 因而能够被磁体吸引 答案 D 例2 下列关于电场线和磁感线的说法中 正确的是 A 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B 磁场中两条磁感线一定不相交 但在复杂电场中的电场线是可以相交的C 电场线是一条不闭合曲线 而磁感线是一条闭合曲线 磁感线分布较密的地方 同一试探电荷所受的磁场力也越大D 电场线越密的地方 同一试探电荷所受的电场力越大 思路点拨 电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的 熟悉各自的特点 掌握它们的联系与区别是正确处理此类问题的关键 解析 电场线与磁感线分别是为了形象描述电场 磁场而引入的假想线 实际不存在 A错 两种场线的切线方向均表示相应的场方向 两种场线都不会相交 B错 电场线起始于正电荷 终止于负电荷 而磁感线在磁体外部由N极指向S极 在磁体内部由S极指向N极 组成闭合曲线 C对 电场线越密 表示该处电场越强 同一试探电荷在此处受电场力越大 D对 答案 CD 1 从电场 磁场的概念理解两种场线的相似点 矢量性 线的切线 强弱 线的疏密 方向的唯一性 空间任意一点场线不相交 2 从两种场线的区别理解两种场的区别 电场线 电荷有正负 电场线有始终 磁感线 N S极不可分离 磁感线闭合 2 关于磁感线的描述 下列哪些是正确的 A 磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部 其N极指向螺线管的北极C 磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D 两条磁感线的空隙处不存在磁场 解析 磁感线是一条条的闭合曲线 在磁体的外部由N极到S极 而在磁体的内部则由S极到N极 故选项A是不正确的 通电螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似 是由S极到N极的 即磁场方向也是从S极指向N极 所以放置在其中的小磁针N极必然是指向磁场方向 即螺线管的北极 故选项B正确 由磁感线的定义知选项C正确 磁感线是为研究问题方便而假想的曲线 磁场中磁感线有无数条 故提出两条磁感线之间是否有空隙 是否存在磁场等类似问题是毫无意义的 故选项D不正确 答案 BC 例3 如图3 1 3所示 直流电源跟一个线圈连接成闭合回路 线圈的上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针 由图得出的结论正确的是 A 小磁针的c端为N极 电源的a端为正极B 小磁针的c端为N极 电源的a端为负极C 小磁针的d端为N极 电源的a端为正极D 小磁针的d端为N极 电源的a端为负极 图3 1 3 思路点拨 解答本题时可按以下思路进行 解析 根据小磁针的N极方向可以确定通电线圈外部上方磁场的方向 然后应用安培定则确定线圈中的电流方向 从而判断电源a为负极 同时判断d为N极 答案 D 1 在螺线管外部可用 同名磁极相斥 异名磁极相吸 判断小磁针指向 在螺线管内部上述结论不成立 2 不论在螺线管内部还是外部 小磁针N极的指向总是与磁感线的方向一致 这个结论是普遍适用的 若在线圈中心也有一个小磁针 试判断此小磁针N极的指向 解析 在线圈内部磁感线的方向由左向右 故小磁针N极应指向右方 答案 小磁针N极指向右方 点击下图片进入 随堂基础巩固 点击下图片进入 课时跟踪训练 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全