高中物理全程学习方略课件：5.1磁场（鲁科选修3-1）

欢迎进入物理课堂 1 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 实际上并不存在C 同名磁极间的作用力是弹力 异名磁极间的作用力是万有引力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 选A 磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质 虽然它看不见 摸不着 但它是一种客观实在 所有磁现象都是通过磁场这种物质而发生作用的 故B错 A正确 磁极间的相互作用力是磁场力 既不是弹力也不是万有引力 C错 通电导体周围产生磁场 D错 2 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 磁化后能被磁体吸引 解析 选D 一元硬币为钢芯镀镍 钢和镍为磁性材料 放在磁体的磁场中被磁化后被磁体吸引 3 下列物体中 周围一定不存在磁场的有 A 地球B 通电直导线C 磁铁附近的铁棒D 静止的带电金属球 解析 选D 地球和通电直导线周围都存在磁场 铁棒放在磁铁附近会被磁化 磁化后的铁棒周围也有磁场 静止的带电金属球 由于其中的电荷不定向运动 所以其周围不存在磁场 故选D 4 关于地磁场 下列说法中正确的是 A 地磁两极跟地理两极完全重合B 世界上第一个论述磁偏角的科学家是我国的张衡C 地球的地磁北极与地理南极重合D 地球的地磁北极在地理南极附近 解析 选D 地磁场的两极与地理两极并不重合 而且地磁场的两极在缓慢移动 A错 地球的地磁北极在地理南极附近 而不是重合 D对C错 我国的沈括是世界上第一个论述磁偏角的科学家 B错 5 关于磁体和磁场的下列说法正确的是 A 电荷可以吸引碎纸屑 磁体也可以吸引碎纸屑B 正负电荷可以单独存在 也一定存在只有一个磁极的磁体C 将一块条形磁铁从正中间断开后 就形成了两个只有单一磁极的磁体D 电流的磁场和磁体的磁场具有相同的性质 解析 选D 磁体可以吸引铁磁性物质 不能吸引碎纸屑 A错误 任意磁体都同时存在N极和S极 B C错误 电流的磁场和磁体的磁场虽然产生磁场的物质不同 但是磁场的性质相同 都能对放入其中的磁极或电流产生力的作用 D正确 典例1 关于磁场和电场 下列说法中正确的是A 磁场和电场一样 是同一种物质B 磁场的最基本特性是对处在磁场中的磁极或电流有磁场力的作用C 磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的D 电流与电流之间的相互作用是通过电场进行的 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 标准解答 选B C 磁场与电场的基本性质不同 产生的原因不同 因此不是同一种物质 故A错误 磁场的基本特性是对放入其中的磁极或电流有力的作用 B正确 磁体与磁体之间 磁体与电流之间 电流与电流之间都是通过磁场相互作用的 C正确D错误 变式训练 下列说法中正确的是 A 只有磁铁周围才有磁场B 电荷的周围一定有电场和磁场C 磁铁的磁场与电流周围的磁场是两种不同的磁场D 电流能产生磁场说明电和磁是有联系的 解析 选D 磁铁和电流周围都有磁场且性质相同 而电流是电荷定向移动形成的 所以 运动电荷周围既有电场又有磁场 静止电荷周围只有电场 A B C均不对 电流能产生磁场就是电和磁有联系的证明 故D正确 典例2 地球是一个大磁体 在地面上放置一个小磁针 小磁针的南极指向地球的北极 地磁场的北极在地理南极附近 赤道附近地磁场的方向和地面平行 北半球地磁场方向相对地面是斜向上的 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 B C D 思路点拨 解决此类问题应先明确地磁场的特点及地球表面各处地磁场的方向 标准解答 选D 本题考查地磁场的特点与分布 地磁场与条形磁铁的磁场相似 主要有三个特点 1 地磁场的N极在地理南极附近 S极在地理北极附近 磁感线分布如图所示 2 地磁场B的水平分量 Bx 总是从地理南极指向北极 而竖直分量 By 则南北相反 在南半球垂直地面向上 在北半球垂直地面向下 3 在赤道平面上 距离地球表面相等的各点 磁感应强度相等 且方向水平向北 故正确答案为D 互动探究 若地磁场的两极与地球的南北两极重合 则指南针的S极在地球的南极点上指向何方 解析 据题意地磁北极应与地理南极重合 即南极点上磁场方向竖直向上 指南针的N S两极受力分别竖直向上和竖直向下 即指南针的S极指向正下方 答案 指向正下方 典例3 把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部 发现两者明显吸引 而把乙的一端靠近甲的中部时 两者几乎不吸引 则A 甲有磁性 乙无磁性B 甲无磁性 乙有磁性C 甲 乙都有磁性D 甲 乙都无磁性 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 标准解答 选A 磁体具有磁性 能够吸引钢铁一类的物质 磁体各个部分的磁性强弱不同 条形磁铁两端的磁性最强 叫做磁极 中间的磁性最弱 几乎没有 当铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部 两者互相吸引 说明甲是磁体 具有磁性 把铁棒乙的一端靠近铁棒甲的中部 两者不能相互吸引 说明乙不是磁体 没有磁性 由以上分析可知 选项A正确 1 2010 东营高二检测 发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代 其中电动机依据的物理原理是 A 磁场对电流的作用B 磁铁间的相互作用C 惯性定律D 万有引力定律 解析 选A 电动机的工作原理是电流在磁场中受力运动 A正确 2 2010 无锡高二检测 指南针是我国古代四大发明之一 东汉学者王充在 论衡 一书中描述的 司南 是人们公认的最早的磁性定向工具 关于指南针能指示南北方向是由于 A 指南针的两个磁极相互吸引B 指南针的两个磁极相互排斥C 指南针能吸引铁 钴 镍等物质D 地磁场对指南针的作用 解析 选D 用指南针指示方向 是由于地球本身是一个大磁体 地球的磁场对磁体产生力的作用 地球的南极是地磁的N极 地球的北极是地磁的S极 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 故指南针指示南北方向 因此选项D正确 A B C错误 3 2010 淮安高二检测 如图所示 假设将一个小磁针放在地球的北极点上 那么小磁针的N极将 A 指北B 指南C 竖直向上D 竖直向下 解析 选D 我们已经知道地球的地理北极点上可以近似地认为是地磁的南极 根据磁体的同性相斥 异性相吸 所以小磁针的N极将竖直向下 故选D 4 2010 绵阳高二检测 磁性水雷是用一个可以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 选B 军舰被磁化 据同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 当军舰接近磁性水雷时 磁体间的相互作用引起小磁针的转动 从而引爆水雷 所以选B 1 5分 以下说法正确的是 A 只有两个磁铁相互接触时 才能发生相互作用B 把一根条形磁铁从中间折断 则被分开的两部分只有N极或S极C 极光现象与地球的磁场有关D 人们代步的电动自行车中应存在磁体 解析 选C D 磁体的周围存在一种特殊的物质 磁场 磁铁间不接触时也可以通过磁场发生相互作用 故A错 无论将磁铁分得多么小 它总有N极和S极 迄今为止 还没有发现只有N极或S极的磁单极子存在 这一点与电荷不同 故B错 极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极 带电粒子与大气相互作用而发光的现象 故C正确 电动自行车的电机中一定有磁体存在 故D正确 2 5分 指南针能指南北是因为 A 指南针有吸引铁的性质B 指南针被地磁场磁化了C 指南针受到地磁场的作用D 地球是一个球体 解析 选C 地磁场的方向在地球表面大体上是由南到北 故指南针的小磁针受的地磁力是南北方向 故指南针指向南北 C对 3 5分 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 解析 选D 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 4 5分 如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现 棋子在竖直放置的棋盘上可以移动 但不会掉下来 原来 棋盘和棋子都是用磁性材料制成的 棋子不会掉落是因为 A 质量小 重力可以忽略不计B 受到棋盘对它向上的摩擦力C 棋盘对它的吸引力与重力平衡D 它一方面受到棋盘的吸引 另一方面还受到空气的浮力 解析 选B 棋子受力如图所示 磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力 棋盘对棋子有向外的弹力 重力使得棋子有向下滑动的趋势 因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力 此力和重力平衡 使得棋子不会掉落 A错B正确 棋盘对它的吸引力与棋盘对棋子向外的弹力是一对平衡力 C错 由于空气浮力远小于重力 故可以忽略不计 虽受到棋盘的吸引 但关键是棋子受到了向上的静摩擦力 D错 5 5分 在地球表面的某位置 发现能自由转动的小磁针静止时S极竖直指向地面 则该位置是 A 地磁北极附近B 地磁南极附近C 赤道附近D 无法确定 解析 选A 地球是个大磁体 地球表面附近的大部分地区的磁场方向基本上是沿南北方向的 因为小磁针静止时北极总指向该处磁场的方向 所以在上述地区小磁针静止时总是指南北 但是在地球的南 北极附近 即地磁场的北 南极附近 地磁场的方向是竖直方向的 从而出现了小磁针沿竖直方向静止的特殊情况 由于小磁针的S极竖直指向地面 该处应该为地理南极 即地磁北极附近 6 5分 目前许多国家都在研制磁悬浮列车 我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成 一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体 车厢用的磁体大多是通过强大电流的电磁铁 现有下列说法 磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用 磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥 磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦 磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦 正确的组合是 A B C D 解析 选A 磁悬浮列车利用磁极间的相互作用的特性而与铁轨分离 这样它在前进过程中不再受到与铁轨之间的摩擦阻力 而只会受到空气的阻力 故A正确 7 5分 如图所示是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器 当仪器顶部接触金属物品时 医生将手控环内推 再拉出整条塑料管 你能说出这种仪器的原理吗 如果小孩不慎吞下的是易拉罐环或一个回形针 哪种物体可以用这种仪器取出来 解析 回形针可以用这种仪器取出来 当仪器顶部接触金属物品时 医生将手控环内推 仪器内的活动永久磁铁向前接触金属物品 能将铁制物品吸引 回形针是铁制的 而易拉罐环一般是铝制品不能被吸引 所以回形针可以用这种仪器取出来 8 6分 磁带 磁盘 存折 信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具 为了保护这些用具上的信息 你认为应该怎样做 解析 磁带 磁卡等是利用对其上面的磁性材料磁化的强弱或方向的不同来记录信息的 如果将它们与磁性物体放在一起 则它上面的磁性材料会被重新磁化 使其原有信息消失 因此磁带 磁卡等应放在远离磁铁等磁性物体的地方 另外各种银行卡 交费卡 电话卡最好也不要长时间地放在一起 以免它们互相磁化而丢失信息 9 9分 2010年7月紫金矿业集团紫金山铜矿废液渗漏导致汀江水质污染 类似的选矿造成的水污染问题时有发生 为了减少能源的浪费和减少环境污染 很多矿产企业使用了磁性选矿机 很多矿藏资源都是共生的 也就是说好几种矿物质混合在一起 它们具有不同的磁性 利用这个特点 人们开发了磁选机 将混在一起的不同磁性的矿物质分开 实现了磁性选矿 如图为磁选机 试简述其工作原理 解析 不同成分矿物质的磁性不同 磁性强弱有差别 用磁铁吸引这些物质 它们所受到的吸引力有所差别 就可以将它们分开 1 下列所述的情况 可以肯定钢棒没有磁性的情况是 A 将钢棒的一端接近磁针的北极 两者相互吸引 再将钢棒的这一端接近磁针的南极 两者相互排斥B 将钢棒的一端接近磁针的北极 两者相互排斥 再将钢棒的另一端接近磁针的北极 两者相互吸引C 将钢棒的一端接近磁针的北极 两者相互吸引 再将钢棒的另一端接近磁针的南极 两者仍相互吸引D 将钢棒的一端接近磁针的北极 两者相互吸引 再将钢棒的另一端接近磁针的北极 两者仍相互吸引 解析 选D A中说明钢棒的该端为南极 B中与磁针的北极相互排斥的一端为北极 另一端为南极 C中一端与磁针的北极相互吸引 若该端为南极 另一端为北极必与磁针的南极相互吸引 所以不能确定钢棒没有磁性 D中钢棒的两端与磁针的北极都吸引 说明钢棒没有磁性 故D正确 A B C错误 2 科学家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 然后把它们带到一定距离的地方放飞 结果大部分缚铜块的信鸽飞回到鸽舍 而缚磁铁的信鸽却全部飞散了 由此可见 信鸽辨别方向是靠 A 对地形地貌有极强的记忆力B 能发射并接收某种超声波C 能发射并接收某种次声波D 体内有某种磁性物质 它能借助地磁场辨别方向 解析 选D 据题中信息知 造成信鸽能否归巢的原因主要是信鸽翅膀下所缚的物块不同 缚磁铁的信鸽不能归巢 说明它们认识方向时不是根据A B C所述因素 而是与磁有关的D项 故D正确 3 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 则 A A B一定互相吸引B A B一定互相排斥C A B间有可能无磁场力作用D A B可能互相吸引 也可能互相排斥 解析 选D 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 当它们的同名磁极互相靠近时 互相排斥 当异名磁极互相靠近时 互相吸引 这说明不论A有无磁性 它们之间总有磁场力作用 故正确选项为D 4 为了研究铁和铁锈的磁性 有人做了一个实验 他在两个相同的纸杯中分别放入等量的 几小勺 铁屑和铁锈 然后在纸杯中注入水 一个多小时后 将杯中的水倒掉 让其干燥 第二天 他把硬纸板分别盖在两纸杯上 然后用同一条形磁铁分别在硬纸板上吸引铁屑和铁锈 比较收集到的铁屑和铁锈的质量 请分析 他会得到什么结果 解析 如果做实验之前没有把铁锈捣散 实验结果就是收集的铁锈的质量比铁屑少 因为铁锈会粘成一团 吸不上来 如果做实验之前把铁锈捣散 实验结果就是收集的铁锈的质量比铁屑多 因为铁锈是铁氧体硬磁性材料 铁屑 纯铁 是软磁性材料 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