2018-2019高中物理 第三章 磁場(chǎng) 3.1 磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)課件 新人教版選修3-1.ppt
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第三章磁場(chǎng)1磁現(xiàn)象和磁場(chǎng),一、電流的磁效應(yīng)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_______，即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，首先揭示了_______的聯(lián)系。,南北,轉(zhuǎn)動(dòng),磁效應(yīng),電與磁,二、磁場(chǎng)1.電流、磁體間的相互作用：磁體與磁體之間，磁體與_________之間，以及___________________之間都存在作用力。,通電導(dǎo)體,通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體,2.磁場(chǎng)：(1)定義：磁體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)體之間以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用，是通過_____發(fā)生的，磁場(chǎng)是_____或_____周圍一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)。(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的_____或_________產(chǎn)生力的作用。,磁場(chǎng),磁體,電流,磁體,通電導(dǎo)體,3.地磁場(chǎng)：(1)地磁場(chǎng)：地球本身是一個(gè)磁體，N極位于_________附近，S極位于_________附近。(2)磁偏角：小磁針的指向與_____、_____方向之間的夾角。,地理南極,地理北極,正南,正北,【思考辨析】(1)磁體上各部分的磁性并不都是相同的。()(2)磁體之間的相互作用是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的，而通電導(dǎo)體之間的相互作用不是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的。()(3)奧斯特實(shí)驗(yàn)中小磁針偏轉(zhuǎn)說明電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。(),(4)磁場(chǎng)是假想的，實(shí)際上并不存在。()(5)地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似，并且地理位置的南北極即為地球磁場(chǎng)的南北極。(),提示：(1)√。磁體上各部分的磁性并不都是相同的，磁體兩磁極處磁性最強(qiáng)，(1)正確。(2)。磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的，(2)錯(cuò)誤。(3)√。小磁針偏轉(zhuǎn)是因?yàn)槭艿搅肆Φ淖饔?，這個(gè)力就是電流的磁場(chǎng)產(chǎn)生的，(3)正確。,(4)。磁場(chǎng)是存在于磁體或電流周圍的一種物質(zhì)，是客觀存在的，(4)錯(cuò)誤。(5)。地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似，但是地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近，(5)錯(cuò)誤。,【生活鏈接】如果你看過中央電視臺(tái)體育頻道的圍棋講座就會(huì)發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動(dòng)，但不會(huì)掉下來，如圖所示。原來，棋盤和棋子都是由磁性材料做成的。棋子不會(huì)掉落的原因是什么？,提示：由于磁體間的相互作用，所以在水平方向上棋盤對(duì)棋子有吸引力，同時(shí)棋盤對(duì)棋子還有支持力，這兩個(gè)力是平衡力；棋子在豎直方向上受到棋盤對(duì)它向上的摩擦力和棋子自身向下的重力，所以棋子不會(huì)掉落是因?yàn)檫@兩個(gè)力是平衡力，至于空氣浮力遠(yuǎn)小于重力，可以忽略不計(jì)。,知識(shí)點(diǎn)一對(duì)磁場(chǎng)的理解探究導(dǎo)入：如圖所示，磁體間、通電導(dǎo)線間都可以在不接觸的情況下發(fā)生作用。,(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)乙圖中兩通電導(dǎo)線存在作用力，表明電流和磁場(chǎng)存在什么關(guān)系？,提示：(1)甲圖中兩種情況下磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向不同，原因是它的受力方向不同。該實(shí)驗(yàn)表明同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。(2)乙圖中兩電流能夠發(fā)生相互作用，表明電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)電流也能產(chǎn)生作用力。,【歸納總結(jié)】1.磁場(chǎng)的性質(zhì)：(1)客觀存在性：與電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)，是一種看不見而又客觀存在的特殊物質(zhì)。存在于磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷、變化電場(chǎng)、地球的周圍。,(2)方向性：人類規(guī)定，磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針北極(N極)的受力方向(或小磁針靜止時(shí)N極的指向)為該處的磁場(chǎng)方向。,2.奧斯特實(shí)驗(yàn)：(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(2)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)。(3)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(chǎng)。,【特別提醒】磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間的作用都是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的。,【典題通關(guān)】【典例】下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中正確的是()A.磁場(chǎng)是客觀存在的特殊物質(zhì)B.磁場(chǎng)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(chǎng)只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生,【正確解答】選A。磁場(chǎng)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，A正確；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(chǎng)發(fā)生的，不是直接發(fā)生的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。,【過關(guān)訓(xùn)練】(多選)如圖所示，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針?biāo)椒胖迷谧烂嫔?。?dāng)有一束帶電粒子沿與磁針指向平行的方向從小磁針上方水平飛過時(shí)，所能觀察到的現(xiàn)象是(),A.小磁針不動(dòng)B.若是正電荷飛過，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.若是負(fù)電荷飛過，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.若是一根通電導(dǎo)線，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),【解析】選B、C、D。電流是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，當(dāng)電荷在小磁針上方運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)形成電流，從而形成磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)的正、負(fù)電荷形成的兩種磁場(chǎng)是等效的，均會(huì)使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，故B、C、D均正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列關(guān)于磁場(chǎng)的說法中，正確的是()A.磁場(chǎng)只存在于磁極周圍B.磁場(chǎng)是假想的，不是客觀存在的C.磁場(chǎng)只有在磁極與磁極、磁極和電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生D.磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間都是通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用,【解析】選D。磁場(chǎng)是由磁體或電流產(chǎn)生的，存在于磁體周圍、電流周圍，不只存在于磁極周圍，A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)是客觀存在的，B錯(cuò)誤；磁極間、電流間或磁極與電流之間的相互作用都是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，C錯(cuò)誤，D正確。,2.如圖所示，a、b、c三根鐵棒中有一根沒有磁性，則這一根可能是()A.aB.bC.cD.都有可能,【解析】選A。b、c肯定是有磁性，不然不會(huì)相互排斥，c被排斥，說明b、c磁性相對(duì)，b要是沒有磁性，a也不會(huì)向b這邊偏，只能是a沒有磁性。,3.判斷一段導(dǎo)線中是否有直流電流通過，手邊若有幾組器材，其中最為可用的是()A.被磁化的縫衣針及細(xì)棉線B.帶電的小紙球及細(xì)棉線C.小燈泡及導(dǎo)線D.蹄形磁鐵及細(xì)棉線,【解析】選A。判斷一段導(dǎo)線中有無直流電流通過時(shí)，可以看導(dǎo)線周圍有無磁場(chǎng)，所以可以用一根細(xì)棉線將被磁化的縫衣針(相當(dāng)于一個(gè)小磁針)水平吊起，放在南北放置的導(dǎo)線上方或下方，如果發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則說明導(dǎo)線中有直流電流通過，選項(xiàng)A正確；通電導(dǎo)線周圍不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，所以用細(xì)棉線懸掛帶電的紙球不會(huì)產(chǎn)生任何現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若將小燈泡用導(dǎo)線連接到要,判斷的導(dǎo)線上，若電流太小，小燈泡可能不會(huì)發(fā)光，若電流過大，可能會(huì)損壞小燈泡，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于蹄形磁鐵質(zhì)量較大，即使導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁場(chǎng)，可能也觀測(cè)不到懸掛磁鐵的偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,知識(shí)點(diǎn)二對(duì)地磁場(chǎng)的理解探究導(dǎo)入：一個(gè)沒有標(biāo)明南、北極的小磁針，以下有兩名同學(xué)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)得到了正確的結(jié)果：,(1)A同學(xué)用一個(gè)已知磁性的小磁針，立刻得出了結(jié)果。你知道他是怎樣得出的嗎？(2)B同學(xué)設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)方案：他將小磁針固定在小塑料盤中，然后放在水中。他的結(jié)論也是正確的，你能說出他利用了什么原理嗎？,提示：(1)A同學(xué)利用磁極與磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。(2)B同學(xué)利用了地磁場(chǎng)的影響，地理的南極為地磁的北極，地理的北極為地磁的南極。小磁針指地理南極的一端一定是小磁針的S極，指地理北極的一端一定是小磁針的N極。,【歸納總結(jié)】1.地磁場(chǎng)的方向：(1)地理南極正上方磁場(chǎng)方向豎直向上，地理北極正上方磁場(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)弱相同，且方向水平向北。(3)在南半球，地磁場(chǎng)方向向北偏向上方；在北半球，地磁場(chǎng)方向向北偏向下方。,2.磁偏角的形成：磁偏角是小磁針的指向與正南、正北方向間的夾角。磁偏角的存在是因?yàn)榈厍虻牡乩韮蓸O與地磁兩極并不重合，小磁針靜止時(shí)，它的兩極分別指向地磁兩極而不是地理兩極，所以產(chǎn)生了磁偏角。,【特別提醒】地球上位置不同地磁場(chǎng)也不同(1)地球上不同的地點(diǎn)地磁場(chǎng)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，在北半球豎直向下。因此當(dāng)涉及地磁場(chǎng)的問題時(shí)，要注意明確在地球上的位置。(2)在兩極附近磁場(chǎng)最強(qiáng)，赤道附近磁場(chǎng)最弱。,【典題通關(guān)】【典例】(2018北京高考)中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是,A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用,【正確解答】選C。地理南、北極與地磁場(chǎng)存在一個(gè)夾角，稱為磁偏角，故地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合，A正確；地磁南極在地理的北極附近，地磁北極在地理南極附近，B正確；由于地磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向沿該點(diǎn)的磁感線切線方向，故只有赤道處磁場(chǎng)方向與地面平行，C錯(cuò)誤；在赤道處磁場(chǎng)方向水平，,而射線是帶電的粒子，運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向，根據(jù)左手定則可得射向赤道的帶電宇宙射線粒子受到洛倫茲力的作用，D正確。,【過關(guān)訓(xùn)練】(多選)(2018天水高二檢測(cè))關(guān)于地球的磁場(chǎng)，下列說法正確的是()A.在地面上放置一個(gè)小磁針，小磁針的南極指向地磁場(chǎng)的南極B.地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近C.地球上任何地方的地磁場(chǎng)方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是不同的,【解析】選B、D。在地面上放置一個(gè)小磁針，小磁針的南極指向地理南極，即地磁北極，故A錯(cuò)誤；地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近，地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近，故B正確；地磁場(chǎng)不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，與地面不一定平行，如圖所示，,故C錯(cuò)誤；地球的地理兩極與地磁兩極并不重合，因此，小磁針并非準(zhǔn)確地指向南北，其間有一個(gè)夾角，這就是地磁偏角；磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是不同的，故D正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示，假如將一個(gè)小磁針放在地球的北極附近的磁極上方，那么小磁針的N極將()A.指北B.指南C.豎直向上D.豎直向下,【解析】選D。地球北極附近的磁極是地磁的S極，其上方磁場(chǎng)方向豎直向下，故小磁針的N極將豎直向下，選項(xiàng)D正確。,2.(多選)關(guān)于宇宙中的天體的磁場(chǎng)，下列說法正確的是()A.宇宙中的許多天體都有與地球相似的磁場(chǎng)B.宇宙中的所有天體都有與地球相似的磁場(chǎng)C.指南針在任何天體上都能像在地球上一樣正常工作D.指南針只有在磁場(chǎng)類似于地球磁場(chǎng)的天體上才能正常工作,【解析】選A、D。宇宙中有許多天體都有磁場(chǎng)，但有的天體上的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)不同，不是全球性的磁場(chǎng)，因此指南針不能正常使用。故選A、D。,【拓展例題】考查內(nèi)容：含有磁力的平衡問題【典例】如圖所示，將一根刨光的圓木柱固定在一個(gè)木制的圓盤底座C上，將兩個(gè)內(nèi)徑略大于圓木柱直徑、質(zhì)量均為m的磁環(huán)A、B套在圓木柱上，且同名磁極相對(duì)，,結(jié)果磁環(huán)A懸浮后靜止。已知重力加速度為g。這時(shí)磁環(huán)B對(duì)底座C的壓力FN的大小為()A.FN=mgB.FN=2mgC.FN>2mgD.mg下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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