選修3-1學(xué)案第3章第1節(jié)我們周圍的磁現(xiàn)象第2節(jié)認(rèn)識磁場

第一節(jié)我們周圍的磁現(xiàn)象第二節(jié)認(rèn)識磁場學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)(教師用書獨(dú)具)1.了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用．2.了解地磁場的分布、變化以及對人類生活的影響．(重點(diǎn))3.了解磁性材料．4.知道磁場的概念，理解磁場的方向．(重點(diǎn))5.知道磁感線的定義，記住幾種特殊磁場的磁感線分布，學(xué)會用安培定則判斷電流的磁場方向．(重點(diǎn)、難點(diǎn))6.了解安培分子電流假說．[自主預(yù)習(xí)·探新知][知識梳理]一、地磁場及磁性材料1．地磁場：地球由于本身具有磁性而在其周圍形成的磁場叫做地磁場．地球磁體的N極位于地理南極附近，地球磁體的S極位于地理北極附近．2．磁性材料(1)定義：磁性材料是指磁化后磁性很強(qiáng)的物質(zhì)，也叫鐵磁性物質(zhì)．(2)二、認(rèn)識磁場1．磁場的來源：磁體、通電導(dǎo)體的周圍都存在磁場．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，都是通過磁場發(fā)生作用的．磁場是物質(zhì)存在的一種特殊形式．3．磁場性質(zhì)：對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用．三、磁場的描述1．磁感線(1)定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場方向一致．(2)特點(diǎn)：磁感線的疏密程度表示磁場強(qiáng)弱，磁場強(qiáng)的地方磁感線密，磁場弱的地方磁感線疏．2．電流的磁場和安培定則通電直導(dǎo)線周圍的磁場、環(huán)形電流的磁場和通電螺線管的磁場，它們的磁感線的方向都可以用安培定則判定：(1)直線電流的磁場：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向．(2)環(huán)形電流和通電螺線管的磁場：讓右手彎曲的四指與電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形電流軸線上的磁感線的方向或螺線管內(nèi)部磁感線的方向．四、安培分子電流假說1．分子電流假說：任何物質(zhì)的分子中都存在環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)分子都成為一個(gè)微小的磁體．2．安培的假設(shè)能很好的解釋磁化和退磁．3．磁現(xiàn)象的本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的．[基礎(chǔ)自測]1．思考判斷(1)地球的地磁兩極和地理兩極重合．()(2)信鴿是通過地球的磁場來導(dǎo)航的．()(3)磁場看不見、摸不著，實(shí)際不存在．()(4)磁場的方向就是小磁針北極受力方向．()(5)磁感線是為描述磁場而虛擬的，實(shí)際不存在．()(6)磁感線不同于電場線，磁感線可以相交．()(7)靜止的電荷周圍既存在的電場，又存在磁場．()(8)有磁必有電，有電必有磁．()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2．磁場的基本性質(zhì)是()A．能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)C．能夠產(chǎn)生磁感線D．能對放在其中的磁體產(chǎn)生力的作用D[磁場的基本性質(zhì)是能對放在其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用，選項(xiàng)D正確．]3．如圖3-1-1所示，水平直導(dǎo)線ab通有向右的電流I后，置于導(dǎo)線正下方原來靜止的小磁針的S極將()圖3-1-1A．向紙外偏轉(zhuǎn) B．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)C．在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過90° D．不動A[根據(jù)安培定則可以確定，通電直導(dǎo)線在其下方產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，在磁場力的作用下，小磁針N極向里、S極向外偏轉(zhuǎn)，A項(xiàng)正確．]4．在地球表面的某位置，發(fā)現(xiàn)能自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時(shí)S極指向地面，則該位置是()【導(dǎo)學(xué)號：】A．地磁北極附近 B．地磁南極附近C．赤道附近 D．無法確定A[根據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極指向的位置應(yīng)是地磁場的北極，故選項(xiàng)A正確．][合作探究·攻重難]對磁場及地磁場的理解1.電場與磁場的比較比較項(xiàng)目電場磁場不同點(diǎn)產(chǎn)生電荷周圍磁體、電流、運(yùn)動電荷周圍基本性質(zhì)對放入其中的電荷有電場力的作用對放入其中的磁極、電流有磁場力的作用作用特點(diǎn)對放入其中的磁體無力的作用對放入其中的靜止電荷無力的作用相同點(diǎn)磁場和電場都是不依賴于人的意志而客觀存在的特殊特質(zhì)，具有質(zhì)量和能量2．地磁場的特征(1)地球本身就是一個(gè)大磁體，地磁場的N極在地理南極附近，地磁場的S極在地理北極附近．(2)在赤道平面上，距離地球表面等高的各點(diǎn)，地磁場強(qiáng)弱程度相同，且方向水平向北．(3)在北半球上空某點(diǎn)的地磁場的方向斜向下指向北方；在南半球上空某點(diǎn)的地磁場的方向斜向上指向北方．地磁場的水平分量總是從地球南極指向北極，而豎直分量則南北相反，在南半球豎直向上，在北半球豎直向下．在地球赤道上空有一小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，突然發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)，由此可知()A．一定是小磁針正東方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針B．一定是小磁針正北方向有一條形磁鐵的S極靠近小磁針C．可能是小磁針正上方有電子流自東向西水平通過D．可能是小磁針正上方有電子流自南向北水平通過思路點(diǎn)撥：D[正常情況下，由于地磁場的作用，小磁針的N極應(yīng)指向北方，而小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)，說明小磁針受到外加磁場的作用，可能在小磁針的東方有一條形磁鐵的S極靠近小磁針，可能在小磁針的西方有一條形磁鐵的N極靠近小磁針，也可能是在小磁針正上方有電子流自南向北水平通過，產(chǎn)生了由北向南的電流，使小磁針的N極向東偏轉(zhuǎn)．所以選項(xiàng)D正確．][針對訓(xùn)練]1．(多選)下列說法正確的是()A．地球是一個(gè)巨大的磁體，其N極在地球南極附近，S極在地球北極附近B．地球表面磁場的豎直分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)夾角，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AB[地球周圍的磁場分布類似于條形磁鐵周圍的磁場分布，所以在地球表面赤道上的磁場最弱，選項(xiàng)D錯誤；在地球上的不同位置，磁偏角的數(shù)值是不同的，因此選項(xiàng)C錯誤．]對磁感線及電流的磁場的理解1．磁感線與電場線的比較比較項(xiàng)目磁感線電場線相似點(diǎn)引入目的形象描述場而引入的假想線，實(shí)際不存在疏密場的強(qiáng)弱切線方向場的方向相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)不同點(diǎn)閉合曲線起始于正電荷或無窮近，終止于無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷2.三種電流的磁場的特點(diǎn)對比直線電流環(huán)形電流通電螺線管安培定則特點(diǎn)(1)通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，實(shí)際上電流的磁場應(yīng)為空間圖形(2)直線電流的磁場無磁極(3)磁場的強(qiáng)弱與距導(dǎo)線的距離有關(guān)．離導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)；離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱(1)環(huán)形電流的磁場類似于條形磁鐵的磁場，其兩側(cè)分別是N極和S極(2)由于磁感線均為閉合曲線，所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等，故環(huán)內(nèi)磁場強(qiáng)，環(huán)外磁場弱(3)環(huán)形電流的磁場在微觀上可看成無數(shù)根很短的直線電流磁場的疊加(1)內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極(2)環(huán)形電流宏觀上其實(shí)就是只有一匝的通電螺線管，通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的．因此，通電螺線管的磁場也就是這些環(huán)形電流磁場的疊加電路沒接通時(shí)兩枚小磁針方向如圖3-1-2，試確定電路接通后兩枚磁針的轉(zhuǎn)向及最后的指向．圖3-1-2【解析】接通電路后，螺線管的磁場為：內(nèi)部從左指向右，外部從右指向左，如圖所示，故小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，小磁針2順時(shí)針轉(zhuǎn)動．【答案】小磁針1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，小磁針2順時(shí)針轉(zhuǎn)動小磁針在磁場中受力的判斷方法(1)當(dāng)小磁針處于磁體產(chǎn)生的磁場，或環(huán)形電流、通電螺線管外部時(shí)，可根據(jù)同名磁極相斥，異名磁極相吸來判斷小磁針的受力方向．(2)當(dāng)小磁針處于直線電流的磁場中，或處于環(huán)形電流、通電螺線管內(nèi)部時(shí)，應(yīng)該根據(jù)小磁針N極所指方向與通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同，來判斷小磁針的受力方向．[針對訓(xùn)練]2．如圖3-1-3所示，環(huán)形導(dǎo)線周圍有三只小磁針a、b、c，閉合開關(guān)S后，三只小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是()圖3-1-3A．全向里B．全向外C．a(chǎn)向里，b、c向外D．a(chǎn)、c向外，b向里D[開關(guān)閉合后，環(huán)形電流中存在順時(shí)針方向的電流，根據(jù)安培定則可判知：環(huán)內(nèi)磁場方向垂直于紙面向里，環(huán)外磁場方向垂直于紙面向外．磁場的方向就是小磁針靜止時(shí)N極的指向，所以小磁針b向里偏轉(zhuǎn)，小磁針a、c向外偏轉(zhuǎn)．][當(dāng)堂達(dá)標(biāo)·固雙基]1．(多選)關(guān)于磁場和電場，下列說法中正確的是()A．磁場和電場一樣，是同一種物質(zhì)B．磁場的最基本特性是對處在磁場中的磁極或電流有磁場力的作用C．磁體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁場進(jìn)行的D．電流與電流之間的相互作用是通過電場進(jìn)行的BC[磁場與電場的基本性質(zhì)不同、產(chǎn)生的原因不同，因此不是同一種物質(zhì)，故A錯誤．磁場的基本特性是對放入其中的磁極或電流有力的作用，B正確．磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間都是通過磁場相互作用的，C正確，D錯誤．]2．下列各選項(xiàng)中是直線電流、環(huán)形電流磁場的磁感線分布圖，其中電流方向與磁感線方向關(guān)系正確的是()A[電流方向向上，由右手螺旋定則可得磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向(從上向下看)，故A正確；電流方向向下，由右手螺旋定則可得磁場方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從上向下看)，故B錯誤；圖中電流為環(huán)形電流，由右手螺旋定則可知內(nèi)部磁場方向應(yīng)向右，故C錯誤；由右手螺旋定則可知內(nèi)部磁感線方向向左，故D錯誤．]3．鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B，則()【導(dǎo)學(xué)號：】A．A、B一定互相吸引B．A、B一定互相排斥C．A、B之間有可能無磁場力作用D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥D[小磁針本身有磁性，能夠吸引沒有磁性的鐵棒，故鐵棒A可能有磁性，也可能沒有磁性，鐵棒B能排斥小磁針，說明鐵棒B一定有磁性，若A無磁性，當(dāng)A靠近B時(shí)，在B的磁場作用下也會被磁化而發(fā)生相互