高二物理选修3-1第三章 磁场
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选修3-1知识点第三章磁场3.1磁现象和磁场一、磁现象,最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物,其中含有主要成分为Fe3O4。
注意:天然磁石和人造磁铁都是永磁体。
①磁性:能够吸引铁质物体的性质。
②磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极。
小磁针静止时指南的磁极叫做南极,又叫S极;指北的磁极叫做北极,又叫N极。
二、电流的磁效应1、奥斯特通电直导线实验。
①导线:要南北方向放置②磁针要平行的放置于导线的下方或者上方。
2、实验现象,当给导线通时,与导线平行放置的小磁针发生转动。
3、实验结论,电可以生磁,即电流的磁效应。
三、磁场1、定义:磁体和电流周围空间存在的一种特殊物质,客观存在。
2、基本性质:磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。
四、地球的磁场1、地球是一个巨大的磁体。
(类似条形磁体)2、地球周围空间存在的磁场叫地磁场。
3、磁偏角:地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,但两者并不完全重合,它们之间的夹角称为磁偏角。
3.2磁感应强度一、磁感应强度,为描述磁场强弱的物理量,用符号“B”表示。
二、磁感应强度的方向1、物理学中把小磁针在磁场中静止时 N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称为磁场的方向。
2、因为 N 极不能单独存在。
小磁针静止时是所受的合力为零,因而不能用测量 N 极受力的大小来确定磁感应强度的大小。
三、磁感应强度的大小1、电流元:很短的一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积IL。
(也可以叫点电流)2、通电指导线在磁场中受力大小为BILF(1)式中B 是比例系数,它与导线长度和电流大小都没有关系。
B是反映磁场性质的物理量,是由磁场自身决定的,与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关。
(客观存在)(2)不同磁场中,B 一般不同。
3、磁感应强度的表达式:(1)定义:在导线与磁场垂直的情况下,所受的磁场力 F 跟电流 I和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。
第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1.磁现象磁性:能吸引铁质物体的性质叫磁性。
磁体:具有磁性的物体叫磁体。
磁极:磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2.电流的磁效应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。
(与电荷类比)电流的磁效应:电流通过导体时导体周围存在磁场的现象(奥斯特实验)。
3.磁场磁场的概念:磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着,是物质存在的一种特殊形式)。
磁场的基本性质:对处于其中的磁极和电流有力的作用。
磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的。
磁场对电流的作用,电流与电流的作用,类比于库仑力和电场,形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质,我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场。
4.磁性的地球地球是一个巨大的磁体,地球周围存在磁场-—-地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合(地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角。
地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。
月球也有磁场.例1、以下说法中,正确的是()A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面,ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向,当螺线管通入如图所示的电流时,5个小磁针将怎样转动?例3、有一矩形线圈,线圈平面与磁场方向成 角,如图所示。
设磁感应强度为B,线圈面积为S,则穿过线圈的磁通量为多大?例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上,当螺线管通电后,两软铁将(填“吸引”、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。
3.2 磁感应强度第二节、磁感应强度1.磁感应强度的方向:小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向思考:能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢?2.磁感应强度的大小匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。
(完整版)⾼中物理选修3-1笔记磁场第三章磁场3.1磁现象和磁场⼀、磁现象1.磁性:物质具有吸引铁钴镍等物质的性质称为磁性。
2.磁体:具有磁性的物质叫磁体。
3.磁极:磁性最强的部分叫磁极。
任何磁铁都有两个磁极,⼀个叫S极,⼀个叫N极。
4.磁极之间的相互作⽤:同名相斥,异名相吸。
⼆、电流的磁效应1.电流对⼩磁针的作⽤(丹麦物理学家奥斯特)1)现象:通电后,通电导线下⽅的与导线平⾏的⼩磁针发⽣偏转。
2)注意:为排除地磁场的影响,⼩磁针及通电导线均应南北放置。
3)结论:通电导线周围有磁场产⽣。
2.磁铁对通电导线的作⽤结论:磁铁会对通电导线产⽣⼒的作⽤,使导体偏转。
3.定义:通电导体的周围有磁场,电流的磁场使放在导体周围的磁针发⽣偏转,磁场的⽅向跟电流有关,这种现象叫电流的磁效应。
三、磁场1.定义:磁场是磁体或电流周围存在的⼀种特殊物质。
2.性质:对放⼊其中的磁极或电流产⽣⼒的作⽤。
3.产⽣:1)永磁体2)电流4. ⼩磁针静⽌时N极所指的⽅向即为该点的磁场⽅向。
四、地磁场1.两极1)地理南极是地磁北极2)地理北极是地磁南极2.定义:地球周围存在着的磁场叫做地磁场3.地磁偏⾓地轴与磁轴之间的夹⾓称为地磁偏⾓3.2磁感应强度⼀、磁感应强度1.定义:在磁场中垂直于磁场⽅向的通电导线所受的安培⼒跟电流I和导线长度L的乘积的⽐值叫磁感应强度。
2.物理意义:表⽰磁场强弱和⽅向的物理量3.表⽰:B4.公式B=F电流⽅向与磁场⽅向垂直5.单位:特斯拉,简称特,符号T。
(1T=1N)6.⽅向:⼩磁针静⽌时N极所指的⽅向规定为该点的磁感应强度的⽅向。
即磁场⽅向。
三、探究影响通电导线受⼒的因素1.电流元:把很短的⼀段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫电流元。
2.检验电流:为了间接了解磁场特性⽽垂直放⼊磁场的电流元称为检验电流。
3.⽅法1)保持I不变,改变L2)保持L不变,改变I4.结论F∝IL3.3⼏种常见的磁场⼀、磁感线1.定义:在磁场中画⼀些有⽅向的曲线,曲线上每⼀点的切线⽅向都跟该点的磁场⽅向相同,这样的曲线称为磁感线。
高中物理学习材料 (马鸣风萧萧**整理制作)第三章 磁场第一节 磁现象、磁场、磁感应强度〖知识精讲〗知识点1.磁性、磁极[例1] A. 物体能够吸引轻小物体的性质叫磁性( )B. 磁铁的两端部分就是磁铁的磁极( )[例2]磁场是一种物质吗?[例3] 下列说法正确的是( )A 、磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F 与该导线的长度L 、通过的电流I 的乘积的比值B=ILF即为磁场中某点的磁感应强度B 、通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C 、磁感应强度B=ILF只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F 、I 、L 以及通电导线在磁场的方向无关D 、磁场是客观存在的物质〖综合拓展〗磁感应强度的概念及其矢量性理解:考题1:有关磁感应强度的下列说法中,正确的是( ) A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B. 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C. 若有一小段长为L ,通以电流为I 的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F ,则该处磁感应强度的大小一定是F/ILD. 由定义式B=F/IL 可知,电流强度I 越大,导线L 越长,某点的磁感应强度就越小〖基础达标〗1.磁场中任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.北极受磁场力的方向C.南极受磁场力的方向D.受磁场力作用转动的方向3、磁感应强度的单位是T ,1T 相当( )A 、1㎏/A ·s 2B 、1㎏·m/A ·s 2C 、1㎏·m /s 2D 、1㎏·m 2/A ·s 24、下列说法正确的是( )A .电荷处在电场强度为零的地方,受到的电场力一定为零B .小段通电导线放在磁感应强度为零的地方,受到的磁场力一定为零C .小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度为零D .荷在某处不受电场力的作用,则该处电场为零〖能力提升〗ILF 知,磁场中某处磁感应强度的大小( )A 、随通电导线中电流I 的减少而增大B 、随IL 的乘积的减少而增大C 、随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D 、跟F 、I 、L 的变化无关2、电流的磁场是由 首先发现的,而首先发现电流磁场的方向跟电流的方向的关系的是法国科学家Nab I2、如图所示,质量为m 、长度为l 的金属棒ab 通过两根金属丝悬挂在绝缘支架MN 下方。
1磁现象磁场[学习目标] 1.了解人类对磁现象的认识与应用.2.了解磁场是客观存在的物质,知道磁感线及其物理意义.3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向.一、磁现象[知识梳理]1.我国古代对磁现象的认识及应用(1)春秋战国时期最早发现并记载了天然磁石具有吸引铁的现象和指示南北方向的特征.(2)北宋时期发明了指南针,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.2.电与磁相互联系现象的发现及第二次产业革命(1)奥斯特发现了电流磁效应.(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:某些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.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地球磁场的敏感有关.(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.二、磁场[导学探究](1)电荷与电荷之间的相互作用是通过电场产生的,那么磁体与磁体之间、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是如何发生的?(2)在玻璃板上撒一层细铁屑,放入磁铁的磁场中,轻敲玻璃板,由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状,由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的?磁感线有什么特点?磁感线是磁场中真实存在的吗?答案(1)都是通过磁场发生的.(2)磁感线的分布和特点见[知识梳理].磁感线不存在,是假想的曲线.[知识梳理]1.磁场:存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质.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发生的.2.磁感线(1)磁感线:在磁场中画出的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致.(2)磁感线的特点:①磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向,即小磁针N极所受磁力的方向.②磁铁外部的磁感线从N极指向S极,内部从S极指向N极,磁感线是闭合曲线.③磁感线的疏密程度表示磁场强弱,磁感线密集处磁场强,磁感线稀疏处磁场弱.④磁感线在空间不相交.(3)几种常见磁场的磁感线分布(如图1所示)图1(4)磁感线和电场线的比较:相同点:都是疏密程度表示场的强弱,切线方向表示场的方向;都不能相交.不同点:电场线起始于正电荷,终止于负电荷,不闭合;但磁感线是闭合曲线.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的.(√)(2)电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的.(×)(3)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的.(×)(4)磁感线上每点的切线方向就是该点的磁场方向.(√)三、电流周围的磁场安培定则[知识梳理]电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断.(1)直线电流的磁场:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向.这个规律也叫右手螺旋定则.特点:以导线上各点为圆心的同心圆,圆所在平面与导线垂直,越向外越疏.(如图2所示)图2(2)环形电流的磁场:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,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.特点:内部比外部强,磁感线越向外越疏.(如图3所示)图3(3)通电螺线管的磁场:用右手握住螺线管,让弯曲的四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上磁感线的方向.特点:内部为匀强磁场,且内部比外部强.内部磁感线方向由S极指向N极,外部由N极指向S极.(如图4所示)图4[即学即用]判断下列说法的正误.(1)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环.(√)(2)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场.(√)(3)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场,在安培定则判断时,大拇指指的都是磁场方向.(×)四、磁现象的电本质[导学探究]磁铁和电流都能产生磁场,而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似,它们的磁场有什么联系?答案它们的磁场都是由电荷的运动产生的.[知识梳理]安培分子电流假说(1)法国学者安培提出:在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.(如图5所示)图5(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时,铁棒对外显磁性(如图6甲);当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时,铁棒对外不显磁性(如图乙).图6(3)安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场发生的.(√)(2)安培认为,磁体内部有许多环形电流,每个环形电流都相当于一个小磁体.(√)(3)一个物体是否对外显磁性,取决于物体内部分子电流的取向.(√)一、对磁场和磁感线的认识例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答案A解析磁场和电场一样,是客观存在的物质,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,选项A正确.例2关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止的B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的D.两个磁场的叠加区域,磁感线可能相交答案B解析磁感线是闭合曲线,A不正确;磁感线上每一点切线方向表示磁场方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱,小磁针静止时北极受力方向和静止时北极的指向均为磁场方向,选项B正确;磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合曲线,实际上并不存在,选项C不正确;叠加区域合磁场的方向也具有唯一性,故磁感线不可能相交,D选项错误.二、对安培定则的理解与应用例3电路没接通时两枚小磁针方向如图7,试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向.图7答案见解析解析接通电源后,螺线管的磁场为:内部从左指向右,外部从右指向左,如图所示,故小磁针1逆时针转动至N极水平向左,小磁针2顺时针转动至N极水平向右.小磁针在磁场中受力的判断方法1.当小磁针处于磁体产生的磁场中,或环形电流、通电螺线管外部时,可根据同名磁极相斥,异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向.2.当小磁针处于直线电流的磁场中或处于环形电流、通电螺线管内部时,应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同,来判断小磁针的受力方向.针对训练如图8所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是()图8A.a、b、c的N极都向纸里转B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转答案B三、对安培分子电流假说的认识例4(多选)关于磁现象的电本质,下列说法正确的是()A.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷或电流产生的B.根据安培分子电流假说,在外磁场作用下,物体内部分子电流取向变得大致相同时,物体就被磁化了,两端形成磁极C.一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用D.磁就是电,电就是磁;有磁必有电,有电必有磁答案BC解析变化的电场能够产生磁场,而永久磁铁的磁场也是由运动电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的,故A错误.没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的,分子电流产生的磁场相互抵消,但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时,分子电流产生的磁场相互加强,物体就被磁化了,两端形成磁极,故B正确.由安培分子电流假说知C正确.磁和电是两种不同的物质,故磁是磁,电是电.有变化的电场或运动的电荷就能产生磁场,但静止的电荷不能产生磁场,恒定的电场不能产生磁场,同样恒定磁场也不能产生电场,故D错误.1.下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B.磁感线是磁场中客观存在的线C.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止D.实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线答案A解析磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,但它不是客观存在的线,可以用细铁屑模拟.在磁铁外部磁感线由N极到S极,但内部是由S极到N极.故选A.2.下列各图中,已标出电流及电流磁场的方向,其中正确的是()答案D解析电流与电流磁场的分布,利用的是右手螺旋定则,大拇指指向直导线电流方向,四指指向磁感线方向,因此A、B错;对于螺线管和环形电流,四指弯曲方向为电流方向,大拇指指向内部磁场方向,故选D.3.(多选)如图9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()图9A.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,小磁针会发生偏转答案BCD解析电流是由运动电荷产生的,当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流,从而形成磁场.这两种磁场是等效的,均会使小磁针发生转动,故B、C、D均正确.4.通电螺线管内有一在磁场力作用下静止的小磁针,磁针指向如图10所示,则()图10A.螺线管的P端为N极,a接电源的正极B.螺线管的P端为N极,a接电源的负极C.螺线管的P端为S极,a接电源的正极D.螺线管的P端为S极,a接电源的负极答案B解析通电螺线管内轴线的磁场方向水平向左,则P端为N极,由安培定则知,b接电源正极,选项B正确.5.(多选)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是()A.永久磁铁的磁场B.直线电流的磁场C.环形电流的磁场D.软铁棒被磁化的现象答案AD解析安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的,所以选项A、D是正确的;而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的.分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的,但产生的原因是不同的.选择题(1~10题为单选题,11~13题为多选题)1.关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是()A.磁感线是闭合曲线,而电场线不是闭合曲线B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C.磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向答案A2.关于电流的磁场,下列说法正确的是()A.直线电流的磁场,只分布在垂直于导线的某一个平面内B.直线电流的磁感线,是一些同心圆,距离导线越远处磁感线越密C.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相同,在管内无磁场D.直线电流、环形电流、通电螺线管,它们的磁场方向都可用安培定则来判断答案D解析直线电流的磁场,分布在垂直于导线的所有平面内,A错误;直线电流的磁感线,是一些同心圆,距离导线越远处磁场越弱,磁感线越疏,B错误;通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相似,在管内存在磁场,方向从S极指向N极,C错误;安培定则可以用来判断直线电流、环形电流、通电螺线管产生的磁场,D正确.3.如图1所示,小磁针正上方的直导线与小磁针平行,当导线中有电流时,小磁针会发生偏转.首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是()图1A.物理学家伽利略,小磁针的N极垂直转向纸内B.天文学家开普勒,小磁针的S极垂直转向纸内C.物理学家牛顿,但小磁针静止不动D.物理学家奥斯特,小磁针的N极垂直转向纸内答案D解析发现电流的磁效应的科学家是奥斯特,根据右手螺旋定则和小磁针N极所指的方向为该点磁场方向可知D对.故选D.4.做奥斯特实验时,要观察到小磁针明显的偏转现象,下列方法可行的是()A.将导线沿东西方向放置,磁针放在导线的延长线上B.将导线沿东西方向放置,磁针放在导线的下方C.将导线沿南北方向放置,磁针放在导线的延长线上D.将导线沿南北方向放置,磁针放在导线的下方答案D解析由于小磁针受到地磁场的作用,要指南北方向,为了观察到明显的偏转现象,应使电流产生的磁场方向为东西方向,故应将直导线沿南北方向放置,当小磁针发生偏转时,说明了磁场的存在,当电流方向改变时,产生的磁场的方向也改变,故小磁针的偏转方向也改变.故选D.5.磁铁的磁性变弱,需要充磁.充磁的方式有两种,图2甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中,图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间,a、b和c、d接直流电源,下列接线正确的是(充磁时应使外力磁场与磁铁的磁场方向相同)()图2A.a接电源正极,b接电源负极,c接电源正极,d接电源负极B.a接电源正极,b接电源负极,c接电源负极,d接电源正极C.a接电源负极,b接电源正极,c接电源正极,d接电源负极D.a接电源负极,b接电源正极,c接电源负极,d接电源正极答案B解析甲图中,因磁铁在螺线管的内部,应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极,右端是S极),由安培定则可判定,a接电源正极,b接电源负极;乙图中,同理可知,右端是螺线管N极,左端是S极,由安培定则可判定c接电源负极,d接电源正极,B选项正确.6.如图3所示,O处有一通电直导线,其中的电流方向垂直于纸面向里,图形abcd为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形,则以下说法中正确的是()图3A.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示,且离O点越远,磁场越强B.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示,且离O点越远,磁场越弱C.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示,且离O点越远,磁场越强D.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示,且离O点越远,磁场越弱答案D解析由安培定则可知,通电直导线周围的磁感线是以通电导线为圆心的一些同心圆,题给通电直导线产生的磁场方向如图中a或c箭头所示,且离通电直导线越远,磁场越弱,故选项D正确.7.如图4所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()图4A.小磁针N极向里转B.小磁针N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动答案A解析由于线圈中电流沿顺时针方向,根据安培定则可以确定,线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里.而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同,故小磁针N极向里转.8.如图5所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,认为它们的磁场互不影响,当开关S闭合后,小磁针N极(黑色一端)的指向正确的是()图5A.aB.bC.cD.d答案B解析由右手螺旋定则可知,直导线AB的磁场方向(从上往下看)为逆时针方向,根据小磁针静止时N极的指向即为磁场的方向,则有a磁针方向错误;而通电螺线管左端为S极,右端为N极,因此c磁针方向错误,b磁针的方向正确;对于电磁铁D,左端相当于N极,右端相当于S极,故d磁针的方向错误,故选B.9.如图6所示,若一束电子沿y轴正方向移动,则在z轴上某点A的磁场方向应该()图6A.沿x轴的正方向B.沿x轴的负方向C.沿z轴的正方向D.沿z轴的负方向答案B解析电子沿y轴正方向移动,相当于电流方向沿y轴负方向,根据安培定则可判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向.故选项B正确.10.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是()答案B11.指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转答案BC12.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图如图7.结合上述材料,下列说法正确的是()图7A.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.在赤道上磁针的N极在静止时指向地理北极附近答案ABD13.如图8所示,回形针系在细线下端被磁铁吸引,下列说法正确的是()图8A.回形针下端为N极B.回形针上端为N极C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了D.用点燃的火柴对回形针加热,回形针不被磁铁吸引,原因是回形针加热后,分子电流消失了答案AC解析回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致,故回形针的下端为N极,A对,B错;对回形针加热,回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了,故C对,D错.。
第三章磁场3.1 磁现象和磁场[学习目标]1.了解磁现象,知道磁性、磁极的概念。
2.知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。
3.知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的.知道地球具有磁性。
[重点难点]重点:1.电流的磁效应和磁场概念的形成2.利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。
难点:磁现象的应用[自主学习]1、天然磁石的主要成分是,现使用的磁铁多是用、、等金属或用制成的。
天然磁石和人造磁铁都叫做,它们能吸引的性质叫磁性。
磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最的区域叫磁极。
能够自由转动的磁体,静止时指的磁极叫做南极(S极),指的磁极叫做北极(N 极)。
2、自然界中的磁体总存在着个磁极,同名磁极相互,异名磁极相互。
3、重做奥斯特实验:该实验说明了该实验成功的关键奥斯特的贡献是发现了电流的。
4、磁体与磁体之间的相互作用是通过发生的。
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也是通过发生的。
磁体周围、电流周围都存在着磁场、所有磁作用都是通过磁场发生的,磁场和电场一样都是一种客观物质,是客观存在的,虽然看不见摸不着,但是很多磁现象感知了它的存在。
在同一空间区域,可以有几个磁场共同占有,实物做不到。
结论:磁场的基本性质:回顾:电场的基本性质:5、地球是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫地磁场,地磁场南极在地理极附近,地磁北极在地理极附近。
指南针所指的南北(磁场的南北极)与地理上的南北极并不完全一致,两者之间存在着偏角,即磁偏角。
磁偏角最早是由发现的。
[合作探究及展示提升]探究一:磁现象1.司南与生活中的磁现象阅读教材东汉:王充《论衡》(浙江上虞人)2.天然磁体的成分:Fe3O4;现在使用的磁体的构成:铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的问题1:磁体的基本性质是什么?3.磁性:磁体本身之间的相互作用、磁体吸引铁质物体的性质。
问题2:磁体的磁性处处相同吗?4.磁极:北极(N)、南极(S)问题3:N、S是如何确定的?探究二:电流的磁效应(阅读教材)问题1:磁极之间具有:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
谁也具有类似性质?问题2:磁现象与电现象的类似,是否电与磁之间存在着某种联系?不可能?可能?介绍科学家的坚定的信念与执着。
(有依据的猜想)问题3:有磁与电相关的历史事实吗?1731年,一位英国商人发现,雷电过后,他的一箱刀叉竞有了磁性1751年,富兰克林发现莱顿瓶放电使缝衣针磁化问题4:你相信电与磁一定有联系吗?电荷可以单独存在,而磁极总是成对出现,当初很多科学也不支持电与磁有联系。
直到1820年,丹麦物理学家,奥斯特发现电流的磁效应,才真正揭示电与磁的联系(重温奥斯特实验)问题5:奥斯特如此幸运?介绍奥斯特发现电流的磁效应的偶然与必然受“纵向力”的影响,奥斯特总以电流的方向放置小磁针,均以失败告终。
1820年4月在一次讲课中,他偶然将导线沿南北放置,结果奇迹发生了。
问题6:奥斯特实验说明了什么?说明通电导线周围存在磁场,电生磁成为事实。
探究三:磁场问题1:通电导线与磁体是怎样发生作用的呢?没有直接接触就能产生力的作用?(类比电荷间的相互作用通过电场发生,说明其间有看不见的物质——磁场)问题2:磁场的最基本的特性是什么?(对放入其中的磁体或电流有力的作用)问题3:存在于何处?(磁场存在于磁体周围以及电流周围)探究四:磁性的地球问题1:指南针给我们带来了什么启示?地球存在磁性,地球是个大磁体。
问题2:地磁的南北极与地理的南北极的关系如何?如右图所示:地磁场的北磁极(N极)在地球的南端地磁场的南磁极(S极)在地球的北端类似于条形磁铁周围的磁场问题3:地磁的两极与地理的两极完全重合吗?不重合。
存在一个磁偏角。
地球上不同的地方磁偏角不同,并在缓慢地变化。
问题4:其他天体有磁性吗?许多天体有磁性:太阳、月亮都有磁性。
但火星上没有磁性。
●关于磁偏角指南针并不指向地球的正南和正北.公元11世纪,我国科学家通过长期的观察发现,指南针的指向并不是地球的正南和正北,而是略微偏离一点.也就是说地的两极和地磁的两极并不重合,这个偏差,在现代科学技术中可以用磁偏角来描述.如图3-1-6所示,地理南北极与地磁南北极并不重合,地磁的北极(N极)在南半球南纬70010/和东经150045/的地方,地磁的南极(S极)在北半球北纬70050/和西经960的地方.通过磁针静止位置所作的竖直平面叫做地磁子午面,地磁子午面和地理子午面做夹的角度叫做磁偏角.实际测量的结果指出,地球各处的磁偏角不同.[达标测评]1.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家 ( )A安培 B法拉第 C奥斯特 D特斯拉2.奥斯特实验说明了( )A.磁场的存在 B.磁场具有方向性C.通电导线周围存在磁场 D.磁体间有相互作用3. 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4.在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该 ( )A.平行南北方向,在小磁针正上方B.平行东西方向,在小磁针正上方C.东南方向,在小磁针正上方D.西南方向,在小磁针正上方5.下列说法正确的是()A.地球磁场的北极与地理南极不完全重合B.将条形磁铁从中间断开,一段是N极,另一段是S极C.改变通电螺线管中电流的方向可使其N极与S极对调D.磁场是客观存在的一种物质甲 乙6.下列所述的情况,哪一种可以肯定钢棒没有磁性 ( )A .将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的这端接近磁针的南极,两者互相排斥B .将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引;再将钢棒的另一端接近磁针的北极,两者仍互相吸引C .将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的南极两者仍互相吸引D .将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相排斥7.地球具有磁场,宇宙中的许多天体也有磁场,围绕此话题的下列说法中正确的是:( ) A 、 地球上的潮汐现象与地磁场有关B 、 太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关C 、 通过观察月球磁场和月岩磁性推断,月球内部全部是液态物质D 、 对火星观察显示,指南针不能在火星上工作 【课后巩固题】1、下列关于磁场的说法中,正确的是 ( ) A 、只有磁铁周围才存在磁场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2、把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部,发现两者吸引,而把乙的一端靠近甲的中部时两者互不吸引,则 ( )A. 甲有磁性,乙无磁性B.甲无磁性,乙有磁性C.甲和乙都有磁性D.甲和乙都没有磁性3、磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用示意图,以下正确的是( ) A 、磁体 磁场 磁体 B 、磁体 磁场 电流 C 、电流 电场 电流 D 、电流 磁场 电流4、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 、磁极间相互作用的规律 C 、电荷作用间的相互作用规律 D 、磁场对电流的作用原理 5 、在做奥斯特实验时,下列操作中现象最明显的是 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 、电流沿南北方向放置在磁针的正上方 D 、电流沿东西方向放置在磁针的正上方6、关于电场和磁场,以下说法中正确的是( )A.电流周围存在的是电场B.磁极周围存在磁场C.磁体与磁体之间通过磁场而相互作用D.磁体与电流之间一定没有相互作用7、如图所示,甲、乙两个形状,外表颜色都相同的铁棒,一根有磁性,一根没有磁性,下列说法正确的是: ( )A .甲能吸住乙,甲有磁性 B.甲能吸住乙,乙有磁性C.甲吸不住乙,乙有磁性 D .甲吸不住乙,甲有磁性8、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的天体上正常工作9、如图所示,A 为电磁铁,C 为胶木秤盘。
A 和C(包括支架)的总质量为M,B 为铁片、质量为m,当电磁铁A 通电,铁片被吸引上升的过程中,悬挂C 的轻绳上拉力的大小为 ( ) A .F=Mg B .Mg<F<(M+m)g C .F=(M+m)g, D .F>(M+m)g[纠错总结](成功者善于总结)3.2.1、磁感应强度[学习目标]1.理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。
2 .知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
3.掌握用磁感线描述磁场的方法。
4.会用磁感应强度的定义式进行有关计算, 解答有关问题。
[重点难点]重点:磁感应强度的物理意义难点:磁感应强度概念的建立。
[自主学习]1、磁场不仅具有___________,而且也具有___________,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量——______________,该物理量_______量。
2、本节中用____________________的方法来研究磁场对通电导线的作用力。
3、磁感应强度:将一小段通电直导线垂直磁场放置时,其受到的磁场力F与电流强度I成_________、与导线的长度L成__________,其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都___________的物理量,它反映了该处磁场的___________,定义F/IL为该处的___________.其单位为______________,方向为该点的磁感线的_____________,也是小磁针在该处静止时N极的_____________。
[合作探究及展示提升]探究一:1.引入:复习电场提问:电场的基本特性是什么?(对其中的电荷有电场力的作用。
)空间有点电场Q建立的电场,如在其中的A点放一个检验电荷q1,受电场力F1,如改放电荷q2,受电场力F2,则有何关系,说明什么?(比值为恒量,反映场的性质,叫电场强度。
)磁场的基本特征是什么?(对其中的电流,即通电导线有磁场力的作用。
)对磁场的这种特性如何描述呢?随笔:探究二:磁场对通电直导线有力的作用,作定性分析,得出:确定的磁场,对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I,以及导线上电流方向与磁场方向夹角有关。
(1)通电导线在磁场中受到力的作用——磁场力F。