物理：3.1磁現(xiàn)象與磁場精品學(xué)案(人教版選修31)

1、第三章磁場第1節(jié)磁現(xiàn)象和磁場要點(diǎn)一 磁場的物質(zhì)性磁場是磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，說它“特殊”是因?yàn)樗臀覀兂Ｒ姷挠煞肿印⒃?、離子組成的物質(zhì)不同，它不是以微粒形式存在，而是以一種“場”的形式存在；說它是“物質(zhì)”是因?yàn)樗臀覀兂Ｒ姷膶?shí)物一樣，具有能量，能對(duì)放入其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)的電荷有力的作用，是不依賴于人類的意志而客觀存在的特殊物質(zhì)要點(diǎn)二 奧斯特實(shí)驗(yàn)丹麥物理學(xué)家奧斯特做了著名的電流的磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電直導(dǎo)線要南北方向水平放置，磁針要與導(dǎo)線平行地放在導(dǎo)線的正下方或正上方，以保證電流的磁場與地磁場方向不同而使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)2由于地磁場使磁針指向南北方向，直導(dǎo)

2、線通電后小磁針改變指向說明通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁場，即電流周圍產(chǎn)生了磁場，也就是電流的磁效應(yīng).1.地磁兩極與地理兩極一樣嗎？(1)地磁的兩極與地理的兩極并不重合，并且地球的磁極在緩慢移動(dòng)地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸兩者的夾角約為11.(2)地磁場分布在磁極的四周，但地磁兩極與地理兩極差別不是很大，因此可用指南針判斷方向由于磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，故射向地球的高速帶電粒子，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(duì)地球生命有保護(hù)作用(3)若小磁針能浮在空中自由移動(dòng)，小磁針既不是嚴(yán)格靜止在南北方向，又不是嚴(yán)格的水平方向這說明小磁針?biāo)艿卮艌龅淖饔昧Φ姆较蚣炔皇菄?yán)格的南北方向，也不是嚴(yán)格的水平方向，

3、但差別很小2電場和磁場有哪些異同？電場與磁場都是“場”，通過對(duì)比可加深對(duì)磁場的理解二者的異同點(diǎn)列表如下：對(duì)象內(nèi)容電場磁場產(chǎn)生電荷周圍存在電場磁體或電流周圍存在磁場場強(qiáng)大小電場強(qiáng)度：Eeq f(F,q)，是反映電場性質(zhì)的物理量，其中q為檢驗(yàn)電荷磁感應(yīng)強(qiáng)度：Beq f(F,IL)，是反映磁場性質(zhì)的物理量，其中IL為檢驗(yàn)電流元，磁場力F的大小與電流I的方向有關(guān)，當(dāng)I垂直于B時(shí)，F(xiàn)最大方向規(guī)定：正電荷在電場中某點(diǎn)的受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)的電場方向規(guī)定：小磁針靜止時(shí)N極在磁場中的受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向相互作用同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引同名磁極相互排斥異名磁極相互吸引【課堂探究】一、電流的磁效應(yīng)【例1】

4、以下說法中正確的是()A磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B電流與電流間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的C磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場共同產(chǎn)生的D磁場和電場是同一種物質(zhì)二、地磁場【例2】 下列說法正確的是()A磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極，任何磁體都有兩個(gè)磁極B磁體與磁體之間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的C地球的周圍存在著磁場，但地磁的兩極與地理的兩極并不重合，其間有一個(gè)交角這就是磁偏角，磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是相同的D在地球表面各點(diǎn)磁場強(qiáng)弱相同【課堂練習(xí)】1.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磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規(guī)定的C磁極與磁極

5、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2奧斯特實(shí)驗(yàn)說明()A通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場B導(dǎo)體的周圍存在磁場C磁體的周圍存在著磁場D磁場對(duì)電流有力的作用3指南針本身就是一個(gè)小磁體，根據(jù)已有的磁場知識(shí)，你能分析一下，指南針為什么會(huì)指南、北嗎？【方法題型探究】題型一 磁現(xiàn)象及其成因如圖1所示，圖1質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為，則下列說法中正確的是()A回形針靜止時(shí)受到的磁體對(duì)它的磁力大小為mgtan B回形針靜止時(shí)受到的細(xì)線的拉力大小為eq f(mg,cos )C現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了原因

6、是回形針加熱后，分子電流排列無序了D現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了原因是回形針加熱后，分子電流消失了拓展探究關(guān)于磁場方向的說法，下列敘述正確的是()A小磁針N極的指向B小磁針S極的受力方向C小磁針N極的受力方向D以上說法都不對(duì)題型二 磁場的應(yīng)用為了使實(shí)驗(yàn)小車能在比較光滑的水平道路上運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下三種辦法，甲同學(xué)將電扇固定在小車上，認(rèn)為打開電風(fēng)扇后小車會(huì)運(yùn)動(dòng)；乙同學(xué)要求在裝著電扇的車上加個(gè)帆，并聲明帆必須足夠大，以集中全部風(fēng)力；丙同學(xué)設(shè)想人提著強(qiáng)磁鐵站在用鋼鐵材料制成的車上，如圖2所示則真正能使小車運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)是()圖2A甲B乙C丙D三個(gè)都不行拓展探究如圖3所

7、示，圖3A為橡膠圓盤，其盤面豎直B為緊貼A的毛皮，在靠近盤的中軸上有一個(gè)小磁針靜止于圖示位置當(dāng)沿圖中箭頭的方向轉(zhuǎn)動(dòng)把手C時(shí)，小磁針將發(fā)生什么現(xiàn)象？【課后鞏固練習(xí)】一、選擇題1關(guān)于宇宙中天體的磁場，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B宇宙中的所有天體都有與地球相似的磁場C用指南針可以在任何一個(gè)天體上判別方向D用指南針只能在類似于地球磁場的天體上判別方向2超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，對(duì)磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車就采用了這項(xiàng)技術(shù)，磁體懸浮的原理是()超導(dǎo)體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相同超導(dǎo)體電

8、流的磁場方向與磁體的磁場方向相反超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài)超導(dǎo)體對(duì)磁體的磁力與磁體的重力相平衡ABCD3關(guān)于磁鐵的兩個(gè)磁極，下列說法中正確的是()A可以分開B不能分開C一定條件下可以分開D磁鐵很小時(shí)就只有一個(gè)磁極4下列說法正確的是()A只有磁極周圍空間存在磁場B相互接觸的兩個(gè)磁體之間沒有磁場力的作用C磁體對(duì)電流有力的作用，電流對(duì)磁體沒有力的作用D磁體和電流之間力的作用是相互的，都是通過磁場產(chǎn)生力的作用5地球是一個(gè)大磁體：在地面上放置一個(gè)小磁針，小磁針的南極指向地磁場的南極；地磁場的北極在地理南極附近；赤道附近地磁場的方向和地面平行；地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的以上關(guān)于地磁場的描述正

9、確的是()A B C D6如圖4所示，圖4假設(shè)將一個(gè)小磁針放在地球的北極點(diǎn)上，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7下列所述情況，哪一種可以肯定鋼棒沒有磁性()A將鋼棒的一端接近磁針的北極，兩者互相吸引，再將鋼棒的另一端接近磁針的南極，兩者互相排斥B將鋼棒的一端接近磁針的北極，兩者互相吸引，再將鋼棒的另一端接近磁針的南極，兩者仍互相吸引C將鋼棒的一端接近磁針的北極，兩者互相吸引，再將鋼棒的另一端接近磁針的北極，兩者仍互相吸引D將鋼棒的一端接近磁針的北極，兩者互相排斥二、計(jì)算論述題8地球是個(gè)大磁場，在地球上，指南針能指南北是因?yàn)槭艿绞裁吹淖饔?？人類將在本世紀(jì)登上火星，目前，火星

10、上的磁場情況不明，如果現(xiàn)在登上火星，你認(rèn)為在火星上的宇航員能依靠指南針來導(dǎo)向嗎？9動(dòng)手試一試：如圖5，圖5把一條通電導(dǎo)線平行地放在小磁針的上方，我們發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)當(dāng)改用兩節(jié)或者更多的電池時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢有什么變化？把小磁針放在距離導(dǎo)線稍遠(yuǎn)的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢又有什么變化？如果把導(dǎo)線放在與小磁針垂直的上方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小磁針的偏轉(zhuǎn)又如何？動(dòng)腦想一想：小磁針的偏轉(zhuǎn)意味著什么？小磁針靜止時(shí)的指向意味著什么？小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢不同又意味著什么？10閱讀下面的材料，并回答問題：磁力對(duì)大腦的影響美國佐治亞州亞特蘭大Emory大學(xué)的神經(jīng)學(xué)專家查爾斯做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)查爾斯讓他的同事拉赫大聲地?cái)?shù)數(shù)，而

11、他將一個(gè)手機(jī)大小的磁線圈對(duì)準(zhǔn)拉赫的前額“一、二、三”，拉赫數(shù)著但當(dāng)查爾斯把線圈開關(guān)打開后，拉赫很快就說不出話了，而是含混地重復(fù)著類似“四”的聲音查爾斯把開關(guān)關(guān)上后，拉赫又“四、五、六”地?cái)?shù)下去了太奇怪了！拉赫說：“單詞就在嘴邊卻說不出來，和做夢(mèng)時(shí)手腳不聽使喚的感覺一樣”在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，查爾斯通過磁場刺激，影響了拉赫的一部分大腦他使用的方法叫穿顱磁力刺激法，簡稱TMS.TMS的工作原理非常簡單：8字形線圈內(nèi)短暫電流在千分之一秒內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)磁場，它在小范圍內(nèi)又產(chǎn)生一個(gè)電場，作用于大腦表皮下幾厘米的地方，從而使大腦的神經(jīng)細(xì)胞反應(yīng)異?？茖W(xué)家們一直致力于電磁場對(duì)大腦活動(dòng)影響的研究TMS可用來刺激運(yùn)動(dòng)神經(jīng)，從而測(cè)試受損的大腦和脊椎，并用來治療抑郁癥通過研究還發(fā)現(xiàn)大腦某個(gè)特定部位