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第三章磁场1磁现象和磁场,一、电流的磁效应1.奥斯特实验：把导线沿_方向放置在指向南北的磁针上方，通电时磁针发生了_。2.实验意义：奥斯特实验发现了电流的_，即电流可以产生磁场，首先揭示了_的联系。,南北,转动,磁效应,电与磁,二、磁场1.电流、磁体间的相互作用：磁体与磁体之间，磁体与_之间，以及_之间都存在作用力。,通电导体,通电导体与通电导体,2.磁场：(1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过_发生的，磁场是_或_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_或_产生力的作用。,磁场,磁体,电流,磁体,通电导体,3.地磁场：(1)地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于_附近，S极位于_附近。(2)磁偏角：小磁针的指向与_、_方向之间的夹角。,地理南极,地理北极,正南,正北,【思考辨析】(1)磁体上各部分的磁性并不都是相同的。()(2)磁体之间的相互作用是通过磁场产生的，而通电导体之间的相互作用不是通过磁场产生的。()(3)奥斯特实验中小磁针偏转说明电流可以产生磁场。(),(4)磁场是假想的，实际上并不存在。()(5)地球的磁场与条形磁体的磁场相似，并且地理位置的南北极即为地球磁场的南北极。(),提示：(1)。磁体上各部分的磁性并不都是相同的，磁体两磁极处磁性最强，(1)正确。(2)。磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的，(2)错误。(3)。小磁针偏转是因为受到了力的作用，这个力就是电流的磁场产生的，(3)正确。,(4)。磁场是存在于磁体或电流周围的一种物质，是客观存在的，(4)错误。(5)。地球的磁场与条形磁体的磁场相似，但是地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，(5)错误。,【生活链接】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，如图所示。原来，棋盘和棋子都是由磁性材料做成的。棋子不会掉落的原因是什么？,提示：由于磁体间的相互作用，所以在水平方向上棋盘对棋子有吸引力，同时棋盘对棋子还有支持力，这两个力是平衡力；棋子在竖直方向上受到棋盘对它向上的摩擦力和棋子自身向下的重力，所以棋子不会掉落是因为这两个力是平衡力，至于空气浮力远小于重力，可以忽略不计。,知识点一对磁场的理解探究导入：如图所示，磁体间、通电导线间都可以在不接触的情况下发生作用。,(1)甲图中两磁铁作用时，悬挂的磁铁两种情况下转动的方向不同，这说明了磁极间的作用有何特点？(2)乙图中两通电导线存在作用力，表明电流和磁场存在什么关系？,提示：(1)甲图中两种情况下磁铁转动的方向不同，原因是它的受力方向不同。该实验表明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。(2)乙图中两电流能够发生相互作用，表明电流可以产生磁场，磁场对电流也能产生作用力。,【归纳总结】1.磁场的性质：(1)客观存在性：与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围。,(2)方向性：人类规定，磁场中任一点小磁针北极(N极)的受力方向(或小磁针静止时N极的指向)为该处的磁场方向。,2.奥斯特实验：(1)实验装置如图所示。(2)实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。(3)实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。,【特别提醒】磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的。,【典题通关】【典例】下列关于磁场的说法中正确的是()A.磁场是客观存在的特殊物质B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的C.磁极与磁极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,【正确解答】选A。磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，所以B、D选项错误，A正确；磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间、运动电荷之间的作用都是通过磁场发生的，不是直接发生的，故C选项错误。,【过关训练】(多选)如图所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上。当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到的现象是(),A.小磁针不动B.若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转C.若是负电荷飞过，小磁针会发生偏转D.若是一根通电导线，小磁针会发生偏转,【解析】选B、C、D。电流是由运动电荷产生的，当电荷在小磁针上方运动时会形成电流，从而形成磁场。运动的正、负电荷形成的两种磁场是等效的，均会使小磁针发生转动，故B、C、D均正确。,【补偿训练】1.下列关于磁场的说法中，正确的是()A.磁场只存在于磁极周围B.磁场是假想的，不是客观存在的C.磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生D.磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用,【解析】选D。磁场是由磁体或电流产生的，存在于磁体周围、电流周围，不只存在于磁极周围，A错误；磁场是客观存在的，B错误；磁极间、电流间或磁极与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的，C错误，D正确。,2.如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是()A.aB.bC.cD.都有可能,【解析】选A。b、c肯定是有磁性，不然不会相互排斥，c被排斥，说明b、c磁性相对，b要是没有磁性，a也不会向b这边偏，只能是a没有磁性。,3.判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有几组器材，其中最为可用的是()A.被磁化的缝衣针及细棉线B.带电的小纸球及细棉线C.小灯泡及导线D.蹄形磁铁及细棉线,【解析】选A。判断一段导线中有无直流电流通过时，可以看导线周围有无磁场，所以可以用一根细棉线将被磁化的缝衣针(相当于一个小磁针)水平吊起，放在南北放置的导线上方或下方，如果发生偏转，则说明导线中有直流电流通过，选项A正确；通电导线周围不会产生电场，所以用细棉线悬挂带电的纸球不会产生任何现象，选项B错误；若将小灯泡用导线连接到要,判断的导线上，若电流太小，小灯泡可能不会发光，若电流过大，可能会损坏小灯泡，选项C错误；由于蹄形磁铁质量较大，即使导线周围产生了磁场，可能也观测不到悬挂磁铁的偏转，选项D错误。,知识点二对地磁场的理解探究导入：一个没有标明南、北极的小磁针，以下有两名同学根据自己的经验得到了正确的结果：,(1)A同学用一个已知磁性的小磁针，立刻得出了结果。你知道他是怎样得出的吗？(2)B同学设计了这样一个方案：他将小磁针固定在小塑料盘中，然后放在水中。他的结论也是正确的，你能说出他利用了什么原理吗？,提示：(1)A同学利用磁极与磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。(2)B同学利用了地磁场的影响，地理的南极为地磁的北极，地理的北极为地磁的南极。小磁针指地理南极的一端一定是小磁针的S极，指地理北极的一端一定是小磁针的N极。,【归纳总结】1.地磁场的方向：(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。,【特别提醒】地球上位置不同地磁场也不同(1)地球上不同的地点地磁场的方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上，在北半球竖直向下。因此当涉及地磁场的问题时，要注意明确在地球上的位置。(2)在两极附近磁场最强，赤道附近磁场最弱。,【典题通关】【典例】(2018北京高考)中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是,A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用,【正确解答】选C。地理南、北极与地磁场存在一个夹角，称为磁偏角，故地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，A正确；地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B正确；由于地磁场中某点的磁场方向沿该点的磁感线切线方向，故只有赤道处磁场方向与地面平行，C错误；在赤道处磁场方向水平，,而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的带电宇宙射线粒子受到洛伦兹力的作用，D正确。,【过关训练】(多选)(2018天水高二检测)关于地球的磁场，下列说法正确的是()A.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B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的,【解析】选B、D。在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地理南极，即地磁北极，故A错误；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，故B正确；地磁场不是匀强磁场，与地面不一定平行，如图所示，,故C错误；地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，小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；磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的，故D正确。,【补偿训练】1.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极附近的磁极上方，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。地球北极附近的磁极是地磁的S极，其上方磁场方向竖直向下，故小磁针的N极将竖直向下，选项D正确。,2.(多选)关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是()A.宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B.宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C.指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作D.指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上才能正常工作,【解析】选A、D。宇宙中有许多天体都有磁场，但有的天体上的磁场和地磁场不同，不是全球性的磁场，因此指南针不能正常使用。故选A、D。,【拓展例题】考查内容：含有磁力的平衡问题【典例】如图所示，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，,结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为()A.FN=mgB.FN=2mgC.FN2mgD.mgFN2mg,【正确解答】选B。以A、B整体为研究对象，由平衡条件可知，C对B的支持力为2mg，再由牛顿第三定律，B对C的压力大小也是2mg，B项正确。,
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