XX省專用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)第節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)講義含解析新人教選修

XX省專用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)第節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)講義含分析新人教版選修XX省專用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)第節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)講義含分析新人教版選修PAGEXX省專用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)第節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)講義含分析新人教版選修第1節(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)1.磁體是擁有磁性的物體，磁體有N、S兩個(gè)極，同名磁極互相排擠，異名磁極互相吸引。2．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，初次揭示了電與磁的聯(lián)系。3．磁場(chǎng)是一種特其余物質(zhì)，它對(duì)放入此中的磁體、電流有力的作用。4．地球的地理兩極與地磁兩極其實(shí)不重合，因此，磁針其實(shí)不是正確地指向南北，此間有一個(gè)夾角，這就是地磁偏角，簡(jiǎn)稱磁偏角。5．火星上沒(méi)有一個(gè)全世界性的磁場(chǎng)，因此指南針在火星上不可以工作。一、磁現(xiàn)象及電流的磁效應(yīng)1．磁現(xiàn)象(1)磁性：物質(zhì)擁有吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性。(2)磁體：天然磁石和人造磁鐵都叫做磁體。(3)磁極：磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不一樣樣，磁性最強(qiáng)的地區(qū)叫磁極。可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體，靜止時(shí)指南的磁極叫做南極(S極)，指北的磁極叫做北極(N極)。(4)磁極間互相作用規(guī)律：自然界中的磁體總存在著兩個(gè)磁極，同名磁極互相排擠，異名磁極互相吸引。2．電流的磁效應(yīng)(1)奧斯特實(shí)驗(yàn)：把導(dǎo)線沿南北方向擱置在指向南北的磁針上方，通電時(shí)磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)意義：奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，第一揭示了電與磁的聯(lián)系。二、磁場(chǎng)1．磁體、電流間的互相作用(1)磁體與磁體間存在互相作用。(2)通電導(dǎo)線對(duì)磁體有作使勁，磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有作使勁。(3)兩條通電導(dǎo)線之間也有作使勁。2．磁場(chǎng)(1)定義：磁體與磁體之間，磁體與通電導(dǎo)線之間，以及通電導(dǎo)線與通電導(dǎo)線之間的互相作用，是經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)是磁體或電流四周一種看不見(jiàn)、摸不著的特別物質(zhì)。(2)基天性質(zhì)：對(duì)放入此中的磁體或通電導(dǎo)線有力的作用。三、地球的磁場(chǎng)1．地磁場(chǎng)地球自己是一個(gè)磁體，N極位于地理南極周邊，S極位于地理北極周邊。自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針能顯示出地磁場(chǎng)的方向，這就是指南針的原理。2．磁偏角小磁針的指向與正南方向之間的夾角。3．太陽(yáng)、月亮、其余行星等很多天體都有磁場(chǎng)。1．自主思慮——判一判(1)奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)了然磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流。(×)(2)天然磁體與人造磁體都能吸引鐵質(zhì)物體。(√)(3)單唯一個(gè)帶電體可以只帶正電荷(或負(fù)電荷)，相同磁體也可以只有N極或S極。(×)(4)地磁場(chǎng)能使小磁針的兩極指向正南正北。(×)(5)地理的南北極與地磁的南北極其實(shí)不重合，地磁的北極在地理北極周邊。(×)(6)磁場(chǎng)的基天性質(zhì)是對(duì)處在磁場(chǎng)中的磁極或電流有力的作用。(√)2．合作研究——議一議(1)若將一條形磁體從中間截開(kāi)后，能否是一部分為北極，另一部分為南極？提示：不是，磁體從中間分開(kāi)后，成為兩個(gè)小磁體，任何一磁體均有兩個(gè)磁極。(2)指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，此刻你知道指南針為何指南嗎？提示：地磁場(chǎng)方向由南指向北，水平擱置的小磁針處于地磁場(chǎng)中，在地磁場(chǎng)作用下，靜止時(shí)N極指北，S極指南。對(duì)磁場(chǎng)和奧斯特實(shí)驗(yàn)的理解1．電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比較電場(chǎng)磁場(chǎng)場(chǎng)源電荷磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷基天性質(zhì)對(duì)放入此中的電荷有電場(chǎng)力的作用對(duì)放入此中的磁體、通電導(dǎo)線有磁場(chǎng)力的作用相同點(diǎn)磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是客觀存在的特別物質(zhì)，都擁有能量2．奧斯特實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電直導(dǎo)線要南北方向水平擱置，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(chǎng)與地磁場(chǎng)方向不一樣樣而使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)因?yàn)榈卮艌?chǎng)使磁針指向南北方向，直導(dǎo)線通電后小磁針改變指向說(shuō)明通電直導(dǎo)線四周產(chǎn)生了磁場(chǎng)，即電流四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，也就是電流的磁效應(yīng)。1．奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)了然()A．磁場(chǎng)的存在B．磁場(chǎng)的方向性C．電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)D．磁體間有互相作用分析：選C奧斯特實(shí)驗(yàn)中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流四周存在磁場(chǎng)，即電流產(chǎn)生了磁場(chǎng)。故正確答案為C。2．[多項(xiàng)選擇]對(duì)于磁鐵、電流間的互相作用，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流對(duì)小磁針力的作用是經(jīng)過(guò)小磁針的磁場(chǎng)發(fā)生的B．乙圖中，磁體對(duì)通電導(dǎo)線的力是經(jīng)過(guò)磁體的磁場(chǎng)發(fā)生的C．丙圖中電流間的互相作用是經(jīng)過(guò)電流的磁場(chǎng)發(fā)生的D．丙圖中電流間的互相作用是經(jīng)過(guò)電荷的電場(chǎng)發(fā)生的分析：選BC導(dǎo)線中的電流對(duì)小磁針的作用、磁體對(duì)電流的作用、電流之間的互相作用都是經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，故B、C均正確。3．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．磁場(chǎng)和電場(chǎng)相同，是客觀存在的特別物質(zhì)B．磁場(chǎng)是為認(rèn)識(shí)釋磁極間互相作用而人為規(guī)定的C．磁極與磁極間是直接發(fā)生作用的D．磁場(chǎng)和電場(chǎng)是同一種物質(zhì)分析：選A磁場(chǎng)是客觀存在于磁極或電流四周的一種物質(zhì)，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，A對(duì)，B錯(cuò)；磁極與磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間的作用都是經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，其實(shí)不需要物體之間直接接觸，C錯(cuò)；磁場(chǎng)是一種特別物質(zhì)，它的基本特色是對(duì)放入磁場(chǎng)中的磁極、電流有磁場(chǎng)力的作用；而電場(chǎng)是電荷四周存在的一種特別物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有電場(chǎng)力的作用，但它不會(huì)對(duì)放入電場(chǎng)中的磁極產(chǎn)生力的作用，因此，磁場(chǎng)和電場(chǎng)是兩種不一樣樣的物質(zhì)，各自擁有其自己的特色，D錯(cuò)。對(duì)地磁場(chǎng)的理解1．地磁場(chǎng)的方向地磁N極位于地理南極周邊，地磁S極位于地理北極周邊，但它們地點(diǎn)的差異不是很大，因此我們一般以為：(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)方向向北傾向上方；在北半球，地磁場(chǎng)方向向北傾向下方。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與地磁兩極其實(shí)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，因此產(chǎn)生了磁偏角。3．地磁場(chǎng)的作用因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)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，不可以抵達(dá)地球。因此，地磁場(chǎng)對(duì)地球生命有保護(hù)作用。[典例]地球是一個(gè)大磁體，①在地面上擱置一個(gè)小磁針，小磁針的南極指向地磁場(chǎng)的南極；②地磁場(chǎng)的北極在地理南極周邊；③赤道周邊地磁場(chǎng)的方向和地面平行；④北半球地磁場(chǎng)方向相對(duì)地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場(chǎng)方向都是和地面平行的。以上對(duì)于地磁場(chǎng)的描繪正確的選項(xiàng)是()A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③[分析]求解該題應(yīng)先明確地磁場(chǎng)的特色及地球表面各處地磁場(chǎng)的方向。地面上的小磁針靜止時(shí)，磁針南極應(yīng)指向地磁場(chǎng)的北極。地磁場(chǎng)的南極在地理北極周邊，地磁場(chǎng)的北極在地理南極周邊，因此地磁場(chǎng)的方向在赤道周邊和地面平行，北半球地磁場(chǎng)方向相對(duì)地面是斜向下的，南半球斜向上方。[答案]D對(duì)地磁場(chǎng)理解的三大誤區(qū)(1)將地理南北極與地磁場(chǎng)的南北極混雜，誤將地理南極(或北極)看作地磁場(chǎng)的南極(或北極)。(2)誤以為地理兩極與地磁場(chǎng)的兩極地點(diǎn)重合。事實(shí)上，二者地點(diǎn)其實(shí)不重合，地磁場(chǎng)的兩極在地理兩極的周邊。(3)誤以為地球上各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都是和地面平行的。事實(shí)上，除赤道外，南北半球的磁場(chǎng)都有豎直重量。1．以以下圖，假定將一個(gè)小磁針?lè)旁诘厍虻谋睒O點(diǎn)上，那么小磁針的N極將()A．指北B．指南C．豎直向上D．豎直向下分析：選D我們已經(jīng)知道地球的地理北極點(diǎn)上可以近似地以為是地磁的南極，依據(jù)磁體的同性相斥，異性相吸，因此小磁針的N極將豎直向下，應(yīng)選D。2．[多項(xiàng)選擇]以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．地球是一個(gè)巨大的磁體，其N極在地球南極周邊，S極在地球北極周邊B．地球表面的磁場(chǎng)的豎直重量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下C．地球的四周存在著磁場(chǎng)，但地磁的兩極與地理的兩極其實(shí)不重合，此間有一個(gè)夾角，這就是磁偏角，磁偏角的數(shù)值在地球上不一樣樣地點(diǎn)是相同的D．在地球表面各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同分析：選AB地磁場(chǎng)近似于條形磁鐵的磁場(chǎng)，因此在地球表面赤道上的磁場(chǎng)最弱，選項(xiàng)D不正確。在地球上不一樣樣地點(diǎn)，磁偏角的數(shù)值是不一樣樣的，因此C不正確。應(yīng)選A、B。1．實(shí)驗(yàn)表示：磁體能吸引一元硬幣，對(duì)這類現(xiàn)象的解說(shuō)正確的選項(xiàng)是()A．硬幣必然是鐵做的，因?yàn)榇朋w能吸引鐵B．硬幣必然是鋁做的，因?yàn)榇朋w能吸引鋁C．磁體的磁性越強(qiáng)，可以吸引的物質(zhì)種類越多D．硬幣中含有磁性資料，磁化后可以被吸引分析：選D一元硬幣為鋼芯鍍鎳，鋼和鎳都是磁性資料，放在磁體的磁場(chǎng)中可以被磁化獲取磁性，因此可以被磁體吸引，應(yīng)選項(xiàng)D正確。2．為了判斷一根鋼鋸條能否有磁性，某同學(xué)用它的一端湊近一個(gè)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，以下給出了幾種可能產(chǎn)生的現(xiàn)象及相應(yīng)的結(jié)論，此中正確的選項(xiàng)是()A．若小磁針的一端被推開(kāi)，則鋸條必然有磁性B．若小磁針的一端被吸引過(guò)來(lái)，則鋸條必然有磁性C．若小磁針的一端被吸引過(guò)來(lái)，則鋸條必然沒(méi)有磁性D．若小磁針的一端被推開(kāi)，不可以確立鋸條能否有磁性分析：A若小磁針的一端被推開(kāi)，依據(jù)同名磁極互相排擠，則鋸條必然有磁性，故A正確，D錯(cuò)誤；若小磁針的一端被吸引，則鋸條可能沒(méi)有磁性，也可能是異名磁極間的互相吸引，故不可以確立鋸條有沒(méi)有磁性，故B、C錯(cuò)誤。3．[多項(xiàng)選擇]以以下圖，通電直導(dǎo)線處在蹄形磁鐵兩極間，遇到力F的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．這個(gè)力F是經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的B．這個(gè)力F沒(méi)有反作使勁C．這個(gè)力F的反作使勁作用在通電導(dǎo)線上D．這個(gè)力F的反作使勁作用在蹄形磁鐵上分析：選AD這個(gè)力是經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的，故A正確；產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體就是施力物體，蹄形磁鐵是產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的物體，力F的反作使勁作用在施力物體上，即作用在蹄形磁鐵上，故B、C錯(cuò)誤，D正確。4．假如你看過(guò)中央電視臺(tái)體育頻道的象棋講座，就會(huì)發(fā)現(xiàn)棋子都是由磁性資料制成的。棋子不會(huì)掉下來(lái)是因?yàn)?)A．質(zhì)量小，重力可以忽視不計(jì)B．遇到棋盤(pán)對(duì)它向上的摩擦力C．棋盤(pán)對(duì)它的吸引力與重力均衡D．它一方面遇到棋盤(pán)的吸引力，另一方面還遇到空氣的浮力分析：選B磁性棋子遇到棋盤(pán)的吸引力而對(duì)棋盤(pán)產(chǎn)生壓力，棋盤(pán)對(duì)棋子有彈力，重力使棋子有向下滑動(dòng)的趨向，因此棋子遇到棋盤(pán)對(duì)它向上的靜摩擦力，此力和重力均衡，使棋子不會(huì)掉下來(lái)(因?yàn)榭諝飧×h(yuǎn)小于重力，故可以忽視不計(jì))。選項(xiàng)B正確。5.舉世矚目的上海磁懸浮列車線是世界上第一條投入商業(yè)營(yíng)運(yùn)的磁懸浮列車線，其全程共30km，列車最高速度可達(dá)552km/h，單向運(yùn)轉(zhuǎn)約8min。磁懸浮列車底部裝有電磁鐵，軌道地面上則安裝有線圈。經(jīng)過(guò)地面線圈與列車上的電磁鐵之間的排擠力使列車懸浮起來(lái)。地面線圈的上端磁極極性與列車上的電磁鐵下端極性總保持()A．相同B．相反C．不可以確立D．以上均不對(duì)分析：選A磁懸浮列車采納磁場(chǎng)力使列車與軌道分別并懸浮起來(lái)，減小摩擦阻力，地面線圈與列車上的電磁鐵間存在斥力，相對(duì)的磁極極性應(yīng)相同。6．指南針是我國(guó)古代的四大發(fā)明之一。司南是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期發(fā)明的一種指南針，以以下圖。它由青銅盤(pán)和磁勺構(gòu)成，磁勺擱置在青銅盤(pán)的中心，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)槭艿卮艌?chǎng)作用，司南的磁勺尾靜止時(shí)指向南方。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．磁勺可以指示方向，是利用了地磁場(chǎng)對(duì)磁勺的作用B．磁勺的指向不會(huì)遇到周邊磁鐵的攪亂C．磁勺的指向不會(huì)遇到周邊鐵塊的攪亂D．磁勺的N極位于司南的磁勺尾部分析：選A司南可以指示南北，是因?yàn)榈厍驌碛写艌?chǎng)，地磁場(chǎng)是南北指向，故A正確；司南的指向會(huì)遇到周邊磁鐵和鐵塊的攪亂，故B、C錯(cuò)誤；因?yàn)樗灸系拇派孜察o止時(shí)指向南方，因此磁勺的S極位于司南的磁勺尾部，故D錯(cuò)誤。7．物理實(shí)驗(yàn)都需要有必然的控制條件。奧斯特做電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)除去地磁場(chǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。對(duì)于奧斯特的實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．該實(shí)驗(yàn)必然在地球赤道進(jìn)步行B．通電直導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)豎直擱置C．通電直導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)水平東西方向擱置D．通電直導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)水平南北方向擱置分析：選D小磁針靜止時(shí)指向南北，說(shuō)明地磁場(chǎng)的方向?yàn)槟媳狈较颍?dāng)導(dǎo)線南北方向擱置時(shí)，能產(chǎn)生東西方向的磁場(chǎng)，把小磁針擱置在該處時(shí)，可有顯然的偏轉(zhuǎn)，應(yīng)選D。8．以下對(duì)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．磁體四周的磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，因此磁場(chǎng)不是客觀存在的B．將小磁針?lè)旁诖朋w周邊，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因?yàn)橛龅酱艌?chǎng)力的作用C．把磁體放在真空中，磁場(chǎng)就消逝了D．當(dāng)磁體四周撒上鐵屑時(shí)才能形成磁場(chǎng)，不撒鐵屑磁場(chǎng)就消逝分析：選B理解磁場(chǎng)的物質(zhì)性時(shí)應(yīng)與電場(chǎng)類比，磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，但不會(huì)因主觀意志而存在或消逝，磁場(chǎng)與電場(chǎng)相同，都是場(chǎng)物質(zhì)。磁場(chǎng)是磁體、電流或運(yùn)動(dòng)電荷四周存在的一種特別物質(zhì)。說(shuō)它“特別”，是因?yàn)樗臀覀兂Ｓ械囊苑肿?、原子、離子構(gòu)成的物質(zhì)不一樣樣，它不是以微粒形式存在，而是以一種“場(chǎng)”的形式存在；說(shuō)它是“物質(zhì)”，是因?yàn)樗臀覀兂Ｓ械膶?shí)物相同，能對(duì)放在此中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。因此我們說(shuō)磁場(chǎng)是和我們常有的桌子、房子、水和空氣相同，是一種客觀存在的物質(zhì)。固然它看不見(jiàn)、摸不著，但可以經(jīng)過(guò)它的基天性質(zhì)反應(yīng)出來(lái)。9．磁性水雷是用一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來(lái)控制起爆電路的，軍艦被地磁場(chǎng)磁化后就變?yōu)榱艘粋€(gè)浮動(dòng)的磁體，當(dāng)軍艦湊近磁性水雷時(shí)，就會(huì)惹起水雷的爆炸，其依據(jù)是()A．磁體的吸鐵性B．磁極間的互相作用規(guī)律C．電荷間的互相作用規(guī)律D．磁場(chǎng)擁有方向性分析：選B磁性水雷中的小磁針靜止時(shí)，一端指南，一端指北，水雷不會(huì)爆炸，軍艦被地磁場(chǎng)磁化后就變?yōu)榱艘粋€(gè)浮動(dòng)的磁體，當(dāng)軍艦湊近磁性水雷時(shí)，由磁極間的互相作用(同名磁極互相排擠，異名磁極互相吸引)知，就會(huì)使水雷中的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而觸發(fā)水雷發(fā)生爆炸，故B正確。10．在地球赤道上空有一小磁針處于水安靜止?fàn)顟B(tài)，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極忽然向東偏轉(zhuǎn)，由此可知()A．必然是小磁針正東方向有一條形磁鐵的N極湊近小磁針B．必然是小磁針正北方向有一條形磁鐵的S極湊近小磁針C．可能是小磁針正上方有電子流自東向西水平經(jīng)過(guò)D．可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平經(jīng)過(guò)分析：選D正常