2019春高中物理 第3章 磁場 1 磁現(xiàn)象和磁場課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、第三章,磁場,情 景 切 入 我們的祖先在磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用方面寫下了燦爛的一頁早在戰(zhàn)國時(shí)期就有“慈石召鐵”的記載，講的是天然磁石對鐵塊的吸引。指南針是我國古代的四大發(fā)明之一，對世界文明有重大影響。 磁到底是什么？指南針為什么能指明方向？磁對人類有什么作用？這一章我們就來探究磁的奧秘。,知 識(shí) 導(dǎo) 航 本章研究有關(guān)磁場的產(chǎn)生、描述及磁場對電流和運(yùn)動(dòng)電荷作用的知識(shí)，安培力、洛倫茲力是磁場性質(zhì)的具體體現(xiàn)，磁電式電流表、質(zhì)譜儀和回旋加速器是安培力和洛倫茲力的具體應(yīng)用。 本章在知識(shí)結(jié)構(gòu)上可以分為三個(gè)單元：13節(jié)是第一單元，這個(gè)單元主要學(xué)習(xí)磁場基本知識(shí)、描述磁場力的性質(zhì)的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度、用磁感線對幾種

2、常見磁場進(jìn)行描述；第4節(jié)是第二單元，主要學(xué)習(xí)電流在磁場中受到的安培力大小的表達(dá)，和安培力方向的判斷方法左手定則，同時(shí)還有與電流受力有關(guān)的電流表的組成和工作原理。56節(jié)是第三單元，主要討論磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力洛倫茲力的大小和方向，了解電視機(jī)顯像管的工作原理。,本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，磁現(xiàn)象的電本質(zhì)；磁場對電流的作用力安培力；磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力洛倫茲力。 本章難點(diǎn)：帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及帶電粒子在電場、磁場、重力場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用。,學(xué) 法 指 導(dǎo) 1本章的學(xué)習(xí)可以通過與前面學(xué)過的電場類比從而更好地理解，例如磁場與電場類比，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度類比，磁感線與電場線

3、類比，安培力、洛倫茲力與電場力類比等。 2要注意培養(yǎng)空間想象能力。磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流、安培力和洛倫茲力分布在一個(gè)立體空間，在頭腦中對它們的方向構(gòu)成的立體關(guān)系要清晰，層次分明，并且還要根據(jù)需要轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)的關(guān)系。,3要分清左右手的用法。用左手判斷安培力的方向，洛倫茲力的方向，用右手判斷電流方向，還要注意研究正負(fù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)，四個(gè)手指指向的區(qū)別。 4善于利用幾何關(guān)系。帶電粒子的圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是確定圓周的圓心，再利用洛倫茲力提供向心力這一條件，確定圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期，再進(jìn)一步確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間、偏轉(zhuǎn)角度等物理量。,1磁現(xiàn)象和磁場,,課 前 預(yù) 習(xí),1磁性 物質(zhì)具有_______________

4、_等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性。 2磁體 _____________的物體叫磁體。 3磁極 磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，_____________的區(qū)域叫磁極。 (1)任何磁體都有兩個(gè)磁極，一個(gè)叫_________________，另一個(gè)叫_________________。 (2)同名磁極相互___________，異名磁極相互___________。,磁現(xiàn)象,吸引鐵、鈷、鎳,具有磁性,磁性最強(qiáng),南極(又稱S極),北極(又稱N極),排斥,吸引,1奧斯特實(shí)驗(yàn) 把導(dǎo)線沿___________方向放置在指向南北的磁針上方，通電時(shí)磁針發(fā)生了___________。 2實(shí)驗(yàn)意義 奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的______

5、______，即電流可以產(chǎn)生磁場，首先揭示了____________的聯(lián)系。,電流的磁效應(yīng),南北,轉(zhuǎn)動(dòng),磁效應(yīng),電與磁,1定義 磁體或電流周圍存在一種特殊物質(zhì)，能夠傳遞磁體與磁體之間、____________之間、____________之間的相互作用，這種特殊的物質(zhì)叫磁場。 2磁場的基本性質(zhì) 對放入其中的___________或___________產(chǎn)生力的作用。 所有與磁現(xiàn)象有關(guān)的相互作用，都是通過磁場發(fā)生的，可與電荷間的相互作用相類比。,磁場,磁體和電流,電流和電流,磁極,電流,3磁場的產(chǎn)生 ____________周圍存在磁場； ___________周圍存在磁場電流的磁效應(yīng)。,永磁體

6、,電流,1地磁場 地球本身是一個(gè)磁體，其周圍存在的磁場叫____________。地磁場的N極位于地理___________附近，S極位于地理___________附近。地磁場很弱，但自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針能顯示出地磁場的作用，這是____________的原理。 2磁偏角 地球的地理兩極與地磁兩極并____________，因此，磁針并非準(zhǔn)確地___________或___________，其間有一個(gè)交角，這就是_____________，簡稱磁偏角。(如圖所示),地球的磁場,地磁場,南極,北極,指南針,不重合,指南,指北,地磁偏角,,判一判 (1)磁場看不見，摸不著，因此磁場是人們假想的，實(shí)際并

7、不存在。() (2)磁體與磁體之間的作用是通過磁場發(fā)生的，通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的作用是通過電場發(fā)生的。 () (3)磁體中各部分的磁性都是相同的。 () (4)地球的磁場與條形磁體的磁場相似。 () (5)我國古代四大發(fā)明中，涉及磁現(xiàn)象應(yīng)用的發(fā)明是指南針。 (), ,選一選 (2018陜西西北工業(yè)大學(xué)附中高二上學(xué)期段考)下列說法中與實(shí)際情況相符的是() A地球的磁偏角是一個(gè)定值 B地磁場的北極在地理北極附近 C除了地球外，到目前為止其他星球上還沒有發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象 D鄭和出海遠(yuǎn)航比哥倫布的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)早 解析：磁偏角隨地理位置變化而變化，A錯(cuò)誤；地磁場的北極在地理南極附近，B錯(cuò)；通過觀察發(fā)現(xiàn)其他星球

8、上也有磁場存在，C錯(cuò)誤；鄭和出海遠(yuǎn)航比哥倫布的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)早，D正確。,D,想一想 如圖是醫(yī)生用來取出病人吞下的金屬物品的儀器。當(dāng)儀器頂部接觸金屬物品時(shí)，醫(yī)生將手控環(huán)內(nèi)推，再拉出整條塑料管。 (1)你能說出這種儀器的原理嗎？ (2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉環(huán)或一個(gè)回形針，哪種物體可以用這種儀器取出來？ (3)如果把活動(dòng)永磁體換成電磁鐵，你認(rèn)為是不是更實(shí)用呢？,,,解析：(1)當(dāng)儀器頂部接觸金屬物品時(shí)，將手控環(huán)內(nèi)推，其上的活動(dòng)永磁鐵使固鐵磁化，磁化后吸引鐵磁性金屬物品，然后拉出整條塑料管，即可把這種金屬物品取出。 (2)由于磁鐵只能吸引鐵磁性物體，而易拉罐環(huán)是鋁合金材料的，不是鐵磁性物質(zhì)，因此不

9、能取出；而回形針是鐵磁性物體，可以用此儀器取出。 (3)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以隨電流的變化而變化，如果是誤吞了比較重的金屬，可通過調(diào)節(jié)電流大小使磁性增強(qiáng)，把它取出來。故使用電磁鐵應(yīng)更實(shí)用一些。,課 內(nèi) 探 究,如圖所示，磁體間、通電導(dǎo)線和磁體間都可以在不接觸的情況下發(fā)生作用。,探究一對磁場的理解,1,,(1)甲圖中兩磁鐵作用時(shí)，懸掛的磁鐵兩種情況下轉(zhuǎn)動(dòng)的方向不同，這說明了磁極間的作用有何特點(diǎn)？ (2)乙圖中當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí)，與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，表明電流和磁場存在什么關(guān)系？ 提示：(1)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引 (2)電流周圍產(chǎn)生磁場,1磁場的性質(zhì),2電流的磁效應(yīng) (1)電現(xiàn)象

10、與磁現(xiàn)象的聯(lián)系： 磁體總存在著兩個(gè)磁極，自然界中存在兩種電荷。 同種電荷相互排斥，同名磁極相互排斥；異種電荷相互吸引，異名磁極相互吸引。,(2)奧斯特的實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)給導(dǎo)線通電時(shí)，與導(dǎo)線平行放置的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 注意事項(xiàng)：為了排除地磁場的影響，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置在小磁針的正上方。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電流具有磁效應(yīng)，即電流可以產(chǎn)生磁場。 實(shí)驗(yàn)意義：電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，首次揭示了電與磁之間的聯(lián)系，揭開了人類對電磁現(xiàn)象研究的新紀(jì)元。,,特別提醒：自然界有兩種基本的物質(zhì)形態(tài)：實(shí)物和場。 (1)實(shí)物即具體的、有形的物質(zhì)形態(tài)，由物質(zhì)粒子組成。 (2)場是物質(zhì)的另一種

11、存在形態(tài)，和實(shí)物一樣也是一種客觀存在物，具有質(zhì)量、能量、動(dòng)量等物質(zhì)的基本屬性。,A,解析：電流能產(chǎn)生磁場，在電流的周圍就有磁場存在，不論是磁體與磁體間，還是電流與電流間、磁體與電流間，都有相互作用的磁場力。磁場是一種特殊物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對放入其中的磁體或電流有磁場力的作用；而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷有電場力的作用，它不會(huì)對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用，因此，磁場和電場是兩種不同的物質(zhì)，各自具有其本身的特點(diǎn)，正確選項(xiàng)為A。,對點(diǎn)訓(xùn)練1(2016河北衡水中學(xué)高二上學(xué)期調(diào)研)下列關(guān)于磁場的說法中正確的是() A磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì) B磁場

12、是為了解釋磁極間的相互作用而人為引入的 C磁極與磁極間是直接發(fā)生作用的 D磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生 解析：磁場是客觀存在于磁極或電流周圍的一種物質(zhì)，所以B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間、運(yùn)動(dòng)電荷之間的作用都是通過磁場發(fā)生的，不是直接發(fā)生的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。,A,信鴿千里歸巢是一件再普通不過的事情。可為鴿子導(dǎo)航的“地圖”在哪兒？為什么在沒有陽光的暴風(fēng)雨天氣或者在出現(xiàn)日食的日子鴿子會(huì)迷路？ 提示：地球是一個(gè)大磁體，信鴿體內(nèi)有某種磁性物質(zhì)，它能借助地磁場辨別方向。,探究二地球的磁場,2,,1地磁場的方向 地磁場的方向并不是正南正北方向，即地磁兩極與地理兩

13、極并不重合。地磁場方向與正南正北方向間有一個(gè)夾角磁偏角。雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對來說差別不是很大。因此，一般我們認(rèn)為： (1)地理南極正上方磁場方向豎直向上，地理北極正上方磁場方向豎直向下。 (2)在赤道正上方，距離地球表面高度相等的點(diǎn)，磁場的強(qiáng)弱相同，且方向水平向北。 (3)在南半球，地磁場方向指向北上方；在北半球，地磁場方向指向北下方。,2地磁場的影響 由于磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，故射向地球的帶電粒子，其運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生變化，不能直接到達(dá)地球，因此地磁場對地球生命有保護(hù)作用。,特別提醒：地球上不同的地點(diǎn)地磁場的方向不同，水平分量由南指向北，豎直分量在南半球豎直向上，

14、在北半球豎直向下，因此當(dāng)涉及到地磁場的問題時(shí)，要注意明確在地球上的位置。,D,解析：本題考查地球磁場的特點(diǎn)與分布，地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，主要有三個(gè)特點(diǎn)： (1)地磁場的N極在地理南極附近，S極在地理北極附近，磁感線分布如圖所示。,,,(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地理南極指向北極，而豎直分量(By)則南北相反，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，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向水平向北。故正確答案為D。,對點(diǎn)訓(xùn)練2若把地球磁場等效為一個(gè)條形磁鐵的磁場，那么下列城市中哪個(gè)城市的地磁場最強(qiáng)() A莫斯科 B新加坡 C廣州 D東京 解析：將地球等效為一個(gè)條形磁鐵，越靠近兩極，磁場越強(qiáng)，故選A。,A,,,素 養(yǎng) 提 升,電場與磁場的比較,解析：磁鐵是靠其周圍的磁場作用于小鐵釘，是磁現(xiàn)象，摩擦過的塑料尺帶上電荷，靠其周圍的電場作用于毛發(fā)紙屑等物體，是電現(xiàn)象，D對，A、B、C錯(cuò)。,D,