《2017年高中物理 第5章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng) 用磁感線描述磁場(chǎng)學(xué)案 魯科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017年高中物理 第5章 磁場(chǎng) 第1講 磁場(chǎng) 用磁感線描述磁場(chǎng)學(xué)案 魯科版選修3-1（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　磁場(chǎng)　用磁感線描述磁場(chǎng) [目標(biāo)定位]　1.了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類(lèi)文明的影響.2.理解磁場(chǎng)的概念，知道磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間都是通過(guò)磁場(chǎng)相互作用的.3.了解地磁場(chǎng)分布、變化以及對(duì)人類(lèi)生活的影響.4.知道磁感線的概念，會(huì)用安培定則判斷電流周?chē)拇艌?chǎng)方向，并能記住幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布特點(diǎn)． 一、我國(guó)古代的磁應(yīng)用 1．古人發(fā)現(xiàn)，不管形狀如何，任何磁體都有兩個(gè)磁極． 2．指南針的出現(xiàn)改變了夜晚依靠北極星辨別方向、白晝通過(guò)太陽(yáng)定位的歷史． 二、磁場(chǎng) 磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)、摸不著、存在于電流或磁體周?chē)奈镔|(zhì)，它傳遞著磁相互作用．磁場(chǎng)的存在，

2、使磁體之間不接觸便可以發(fā)生相互作用． 三、地球的磁場(chǎng) 1．地磁場(chǎng)：我們生活的地球本身就是一個(gè)大磁體，它的N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近． 2．磁偏角：用一個(gè)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針觀察地磁場(chǎng)方向時(shí)，可以看到它的磁極一般并不指向地理的正南北方向，小磁針的指向與正南北方向之間的夾角叫做磁偏角． 四、用磁感線描述磁體的磁場(chǎng) 1．磁感線：在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一些有方向的假想曲線，在磁感線上，任意一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，都代表磁場(chǎng)中該點(diǎn)小磁針北極受力的方向． 2．磁感線的特點(diǎn)：磁感線是閉合曲線，磁感線分布越密的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁感線分布越疏的地方，磁場(chǎng)越弱． 五、用磁感線描述

3、電流的磁場(chǎng) 1．直線電流的磁場(chǎng) 安培定則：用右手握住導(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環(huán)繞的方向．這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則． 2．環(huán)形電流的磁場(chǎng) 環(huán)形電流的磁場(chǎng)可用另一種形式的安培定則表示：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向． 3．通電螺線管的磁場(chǎng) 右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致，拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向或拇指指向螺線管的N極(如圖1所示). 圖1 一、磁場(chǎng) 1．磁場(chǎng)：磁體的周?chē)碗娏鞯闹車(chē)嬖诖艌?chǎng)．磁場(chǎng)和常見(jiàn)的由分子、原子組成的物質(zhì)不同

4、，不是以微粒形式存在，但卻是一種客觀存在的物質(zhì)． 2．基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用． 3．磁場(chǎng)的產(chǎn)生：(1)磁體周?chē)写艌?chǎng)；(2)電流周?chē)写艌?chǎng)． 例1　下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì) B．磁場(chǎng)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 答案　A 二、正確解讀地磁場(chǎng) 1．地球是一個(gè)大磁體，存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)．如圖2所示，地球磁體的N極(北極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極附近． 圖2 2．雖然地磁兩極

5、與地理兩極并不重合，但它們的位置相對(duì)來(lái)說(shuō)差別不是很大．因此，一般我們認(rèn)為： (1)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． (2)在南半球，地磁場(chǎng)方向指向北上方；在北半球，地磁場(chǎng)方向指向北下方． 例2　如圖3所示，假設(shè)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(　　) 圖3 A．指北 B．指南 C．豎直向上　 D．豎直向下 答案　D 解析　地磁場(chǎng)的分布規(guī)律與條形磁鐵類(lèi)似，在地理北極附近，地磁場(chǎng)豎直向下，此處小磁針的N極應(yīng)豎直向下，D對(duì)． 三、對(duì)磁感線的深化理解 1．常見(jiàn)永磁體的磁場(chǎng)(如圖4所示) 圖4 2．磁感線與

6、電場(chǎng)線的比較 比較項(xiàng)目 磁感線 靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線 相同點(diǎn) 方向 線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)方向 疏密 表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱 表示電場(chǎng)強(qiáng)弱 特點(diǎn) 在空間不相交、不相切、不中斷 除電荷處外，在空間不相交、不相切、不中斷 不同點(diǎn) 閉合曲線 始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處，止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)處．不閉合的曲線 例3　關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的 B．磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致 C．磁感線可以用細(xì)鐵

7、屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的 D．兩個(gè)磁場(chǎng)的疊加區(qū)域，磁感線可能相交 答案　B 解析　磁鐵內(nèi)部磁感線從S極到N極，A不正確；磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，小磁針靜止時(shí)北極受力方向和北極靜止時(shí)指向均為磁場(chǎng)方向，B正確．磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，C不正確；疊加區(qū)域合磁場(chǎng)的方向也具有唯一性，故磁感線不可能相交，D錯(cuò)誤． 借題發(fā)揮　磁場(chǎng)、電場(chǎng)是一種客觀存在的特殊物質(zhì)，磁感線、電場(chǎng)線雖是假想的曲線，但可形象地描述磁場(chǎng)、電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向．應(yīng)注意兩者的區(qū)別與關(guān)系． 四、電流周?chē)拇艌?chǎng)分布 三種常見(jiàn)的電流的磁場(chǎng) 安培

8、定則 立體圖 橫截面圖 縱截面圖 直線電流 以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場(chǎng)越弱 環(huán)形電流 內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏 通電螺線管 內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類(lèi)似條形磁鐵，由N極指向S極 例4　如圖5所示，分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場(chǎng)中某處小磁針靜止時(shí)N極的指向或磁感線方向．請(qǐng)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向． 圖5 答案　用安培定則來(lái)判斷，分別如下圖中各圖所示． 解析　如果已知電流的方向，可用右手螺旋定則判斷磁感線的方向．如果已知小磁針靜止時(shí)N

9、極指向，那么小磁針N極所指方向就是磁感線方向． 對(duì)磁場(chǎng)的理解 1．關(guān)于磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．其基本性質(zhì)是對(duì)處于其中的磁體或電流有力的作用 B．磁場(chǎng)是看不見(jiàn)、摸不著、實(shí)際不存在的，是人們假想出來(lái)的一種物質(zhì) C．磁場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài) D．磁場(chǎng)的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無(wú)則無(wú) 答案　AC 解析　磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用，A正確．磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)摸不著，但是它是客觀存在的，B、D錯(cuò)誤．C正確．故選A、C. 2．地球是一個(gè)大磁體：①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；②地磁場(chǎng)的北極在地理南極附近；③赤

10、道附近地磁場(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．以上關(guān)于地磁場(chǎng)的描述正確的是(　　) A．①②④ B．②③④ C．①⑤ D．②③ 答案　D 解析　地面上小磁針靜止時(shí)，小磁針的南極應(yīng)指向地磁場(chǎng)的北極，①錯(cuò)；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，②對(duì)；只有在赤道附近地磁場(chǎng)的方向和地面才平行，③對(duì)，⑤錯(cuò)，地磁場(chǎng)方向在北半球斜向下方，南半球斜向上方，④錯(cuò)．故正確答案為D. 對(duì)磁感線的理解 3．下圖表示磁場(chǎng)的磁感線，依圖分析磁場(chǎng)中a點(diǎn)的磁場(chǎng)比b點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)的是(　　) 答案　AC 解析　磁感線的

11、疏密可表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱． 安培定則的理解和應(yīng)用 4．如圖6所示為磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，當(dāng)在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通過(guò)如圖所示方向的電流時(shí)(　　) 圖6 A．小磁針N極向里轉(zhuǎn) B．小磁針N極向外轉(zhuǎn) C．小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng) D．小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng) 答案　A 解析　由安培定則可判斷小磁針?biāo)谔庪娏鞯拇艌?chǎng)向里，而小磁針N極的受力方向與磁場(chǎng)方向相同，故小磁針N極向里轉(zhuǎn)，S極向外轉(zhuǎn)，故選A. 題組一　磁現(xiàn)象和磁場(chǎng) 1．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時(shí)，下述說(shuō)法中正確的是(　　) A．

12、A、B一定相互吸引 B．A、B一定相互排斥 C．A、B間可能無(wú)磁場(chǎng)力作用 D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥 答案　D 2．如圖1所示，一根條形磁鐵，左端為S極，右端為N極．下列表示從S極到N極磁性強(qiáng)弱變化情況的圖象中正確的是(　　) 圖1 答案　C 解析　條形磁鐵兩極磁性最強(qiáng)，中間磁性最弱，故磁性強(qiáng)弱變化曲線如C所示． 3．下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．磁體周?chē)拇艌?chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，所以磁場(chǎng)不是客觀存在的 B．將小磁針?lè)旁诖朋w附近，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因?yàn)槭艿酱艌?chǎng)力的作用 C．把磁體放在真空中，磁場(chǎng)就消失了 D．當(dāng)磁體周?chē)錾翔F屑時(shí)才能形成

13、磁場(chǎng)，不撤鐵屑磁場(chǎng)就消失 答案　B 題組二　與磁場(chǎng)有關(guān)的相互作用 4．把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時(shí)，兩者互不吸引，則(　　) A．甲有磁性，乙無(wú)磁性B．甲無(wú)磁性，乙有磁性 C．甲、乙都有磁性D．甲、乙都無(wú)磁性 答案　A 解析　磁體具有磁性，能夠吸引鐵磁性一類(lèi)的物質(zhì)，磁體各個(gè)部分的磁性強(qiáng)弱不同，條形磁體兩端的磁性最強(qiáng)，叫做磁極，中間的磁性最弱，幾乎沒(méi)有．當(dāng)鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，兩者互相吸引，說(shuō)明甲是磁體，具有磁性；把鐵棒乙的一端靠近鐵棒甲的中部，兩者不能相互吸引，說(shuō)明乙不是磁體，沒(méi)有磁性． 5．如圖2所示，甲、乙、丙、丁四幅圖中

14、，四個(gè)相同的磁體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，則(　　) 圖2 A．對(duì)地面壓力最大的是丙 B．對(duì)地面壓力最大的是甲 C．對(duì)地面壓力最大的是甲、丙、丁 D．對(duì)地面壓力最大的是丙、丁 答案　D 6．如圖3所示是“超導(dǎo)磁懸浮”現(xiàn)象，懸浮在空中的是一塊重力為G的永久磁鐵，下方是超導(dǎo)體，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A．懸浮磁體受到的懸浮力大于重力G B．懸浮磁體受到的懸浮力等于重力G C．懸浮磁體對(duì)超導(dǎo)體的力小于重力G D．懸浮磁體對(duì)超導(dǎo)體的力等于重力G 答案　BD 題組三　有關(guān)地球的磁場(chǎng) 7．磁性是物質(zhì)的一種普遍屬性，大到宇宙星體，小到電子、質(zhì)子等微觀

15、粒子，幾乎都會(huì)有磁性，地球就是一個(gè)巨大的磁體．在一些生物體內(nèi)也會(huì)含有微量磁性物質(zhì)，鴿子就是利用這種體內(nèi)外磁性的相互作用來(lái)辨別方向的．若在鴿子身上綁一塊永久磁鐵，且其產(chǎn)生的磁場(chǎng)比附近的地磁場(chǎng)強(qiáng)的多，則在長(zhǎng)距離飛行中(　　) A．鴿子仍能如平時(shí)一樣辨別方向 B．鴿子會(huì)比平時(shí)更容易的辨別方向 C．鴿子會(huì)迷失方向 D．不能確定鴿子是否會(huì)迷失方向 答案　C 題組四　磁感線及安培定則的應(yīng)用 8．如圖4所示為某磁場(chǎng)的一條磁感線，其上有A、B兩點(diǎn)，則(　　) 圖4 A．A點(diǎn)的磁場(chǎng)一定強(qiáng) B．B點(diǎn)的磁場(chǎng)一定強(qiáng) C．因?yàn)榇鸥芯€是直線，A、B兩點(diǎn)的磁場(chǎng)一樣強(qiáng) D．條件不足，無(wú)法判斷 答

16、案　D 解析　由磁場(chǎng)中一根磁感線無(wú)法判斷磁場(chǎng)強(qiáng)弱． 9．如圖5所示為電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布圖，正確的分布圖是(　　) 圖5 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 答案　C 解析　由安培定則可以判斷出直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，①正確、②錯(cuò)誤．③和④為環(huán)形電流，注意讓彎曲的四指指向電流的方向，可判斷出④正確、③錯(cuò)誤．故正確選項(xiàng)為C. 10．如圖6所示，a、b、c三枚小磁針?lè)謩e在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當(dāng)這些小磁針靜止時(shí)，小磁針N極的指向是(　　) 圖6 A．a(chǎn)、b、c均向左 B．a(chǎn)、b、c均向右 C．a(chǎn)向左，b向右，c向右 D．a(chǎn)向右，b向左，c向右 答案　C 解析　小磁針靜止時(shí)N極的指向與該點(diǎn)處磁感線方向相同，如果a、b、c三處磁感線方向確定，那么三枚磁針靜止時(shí)N極的指向也就確定．所以，只要畫(huà)出通電螺線管的磁感線如圖所示，即可知a磁針的N極在左邊，b磁針的N極在右邊，c磁針的N極在右邊． 9