第1节 磁现象和磁场 学案

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第1节 磁现象和磁场
课前预习
一、磁现象和磁场
1、磁现象
天然磁石的主要成分是 ① ，现使用的磁铁多是用 、 、 等金属或用 制成的。天然磁石和人造磁铁都叫做 ，它们能吸引 的性质叫磁性（。磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最 的区域叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指 的磁极叫做南极（S极），指 的磁极叫做北极（N极）。
2、电流的磁效应
（1）自然界中的磁体总存在着 个磁极，同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
（2）丹麦物理学家奥斯特的贡献是发现了电流的 ，著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方，通电时 。
3、磁场
磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用是通过
发生的。
4、磁性的地球
地磁南极在地理 极附近，地磁北极在地理 极附近。
课前预习答案
Fe3O4铁钴镍某些氧化物永磁体 铁质物体强南北两排斥吸引磁效应磁针发生转动磁场北极南极
重难点解读
1、 对磁场的理解
1、磁场的基本概念
（1）磁体的周www.围存在磁场，电流的周围也存在磁场
（2）磁场和电场一样，也是一种特殊物质
（3）磁场不仅对磁极产生力的作用， 对电流也产生力的作用．
（4）磁场的方向——在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向． 2www.
2、磁场的基本性质
（1）、磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用．（对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。
(2)、磁极和磁极之间有磁场力的作用
（3）、两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引，当通以相反方向的电流时，它们相互排斥
（4）、电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用．
（5）、磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用．
（6）、磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场来传递的
2、 地磁场的主要特点
地球周围存在着磁场，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个：?
1、地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁 感线分布如图3—1—1所示.?
2、地磁场B的水平分量（Bx) 总是从地球南极指向地球北 极，而竖直分量By，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.?
3、在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强 度相等，且方向水平向北.
易错辨析
1、 物体具有磁性是指能吸引铁、钴、镍的性质，认为只能吸引铁是错误的。
2、 在涉及磁性材料的受力分析时，不要漏掉磁场力的作用
例：看围棋讲座会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来。原来棋盘和棋子都是由磁性材料制成的。棋子不会掉落的原因是 （ ）
A、质量小，重力忽略不计
B、受到棋盘对它向上的摩擦力
C、棋盘对它的吸引力与重力平衡
D、它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力
解析：对棋子受力分析。它受到棋盘的吸引力F、棋盘的弹力FN、棋子的重力G、棋盘对棋子的摩擦力Ff。由平衡条件可得，棋子受到向上的静摩擦力Ff,且Ff=G。故B正确
答案： B
点评：由于磁场力的存在，使棋盘和棋子之间发生挤压，从而产生了弹力。又由于重力的作用，棋子相对于棋盘有下滑的趋势，所以产生向上的静摩擦力，棋子才不会掉下来。
典题精讲
题型一、对磁现象的理解应用
例1、在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是 （ ）
A、 沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B、 沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C、 电流沿南北方向放置放置在磁针的正上方
D、 电流沿东西方向放置放置在磁针的正上方
解析：小磁针在地磁场的作用下静止时指向南北方向，当通电导线南北放置时，导线周围产生东西方向的磁场，小磁针的偏转较明显
答案：C
规律总结：电流周围产生磁场，小磁针放在磁场中，要受到磁场对它的作用力，小磁针发生偏转。
题型二、对磁场的理解应用
例2、以下说法中正确的是 （ ）
A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B、电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D、磁场和电场是同一种物质
解析：磁体的周www.围存在磁场，电流的周围也存在磁场。磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都有相互作用的磁场力，都是通过磁场作用的。
答案： A
规律总结：（1）磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的作用都是通过磁场产生的。（2）磁场力是非接触力
题型三、对地磁场的理解应用
例3、关于地磁场，下列叙述正确的是 （ ）
A、 地球的地磁两极和地理两极重合
B、 我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极
C、 地磁的北极与地理的南极重合
D、 地磁的北极在地理的南极附近
解析：地球是一个大磁体，其地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，并不重合，指南针指南的一极应是磁针的南极
答案： D
规律总结：地球周围磁场的分布：两极磁性最强，中间磁性最弱，地球上不同点的磁偏角数值是不同。
实验探究
探究通电导线产生的磁场
某同学想探究通电导线产生的磁场，来验证奥斯特实验，认识电流的磁效应，
实验时导线南北放置，分为四种情况，并同时观察小磁针的情况，填入下表
小磁针的位置 电流的流向 现象
1 正下方 由南到北
2 正下方 由北向南
3 正上方 由南到北
4 正上方 由北向南
由现象可得：
答案：偏转 偏转 偏转 偏转 通电直导线周围产生磁场
解析：由于地磁场的存在,小磁针静止时两极指向南北方向,放在直导线上方或者下方小磁针发生偏转,说明通电导线周围有磁场.
巩固拓展
1．首先发现电流产生磁场的科学家是( )
A．牛顿 B.阿基米德 C.奥斯特 D.伏特
答案： C
解析：1820年奥斯特发现，导线通电后，其下方的与导线平行的小磁针发生偏转。
2、甲乙两根外形相同的钢条,用甲的一端触及乙的中间且相互垂直.下列说法中正确的是 ( )
A．若相互吸引，则甲、乙均有磁性 　
B．若相互吸引.则甲有磁性，乙一定没有磁性
C．若相互不吸引，则甲、乙均没有磁性
D．若相互不吸引，则甲一定没有磁性.乙可能有磁性
答案：D
解析：磁体两极磁性最强,中间最弱;磁体能吸引铁、钴、镍等，但不引钢性材料。
3、下列关系磁场的说法中，正确的是（ ）
A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C、磁极与磁极间是直接发生作用的
D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
答案： A
解析：磁体的周www.围存在磁场，电流的周围也存在磁场。磁场和电场一样，都是一种特殊物质。）磁场不仅对磁极产生力的作用， 对电流也产生力的作用。
4、地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（ ）
A、 地球上的潮汐现象与地磁场有关，
B、 太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关
C、 通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质
D、 对火星观察显示，指南针不能在火星上工作
答案：BD
解析：地球周围存在磁场，但地球上的潮汐现象是由地球的自转引起的。宇宙中的许多天体都有磁场，一些物理现象是由磁场引起的。但不像地球一样有一个全球性的磁场。
5、如图3-1-2所示.放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性是 (　 )
A．C棒未被磁化
B．A棒左端为S极
C．B棒左端为N极
D．C棒左端为S极
答案：B
解析：软铁棒被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，。
6、下列关于地磁场的描述中正确的是：（ ）
A、 指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用
B、 观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合
C、 赤道上空的磁感线由北指南
D、 地球南、北极的磁感线和海平面平行
答案：AB
解析：地球周围存在磁场，其地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，并不重合，指南针指南的一极应是磁针的南极
7．判断一段导线中是否有直流电流通过,手边若有几组器材,其中最为可用的是
A．被磁化的缝衣针及细棉线 ( )
B．带电的小纸球及细棉线
C．小灯泡及导线
D．蹄形磁铁及细棉线
答案：A
解析：电流周围产生磁场，可以吸引轻小的铁质和磁性物体，所以用被磁化的缝衣针及细棉线现象比较明显。而蹄形磁铁质量太大，现象不明显。
8．某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动，由此可知,通电直导线产生的磁场方向是 （ ）
A．自东向西 B．自南向北　 　C．自西向东 D．自北向南
答案： D
解析：通电前小磁针指南北，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向，稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动，说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反。
9．如图3-1-3所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片、质量为m,当电磁铁A通电,铁片被吸引上升的过程中,悬挂C的轻绳上拉力的大小为 ( )
A．F=Mg
B．MgC．F=(M+m)g,
D．F>(M+m)g
答案：D
解析：铁片被吸引上升的过程中，电磁铁A对铁片的吸引力要大于铁片的重力，所以悬挂C的轻绳上拉力的大小大于(M+m)g
10．如图3-1-4所示，在全自动洗衣机中，排水阀由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁心2动作，牵引排水阀的活塞，排除污水．牵引电磁铁结构如图所示．以下正确的是 （ ）
A、若a,b初输入交变电流，铁心2不能吸入线圈中
B、若a,b初输入交变电流，铁心2能吸入线圈中
C、若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的B为S极
D、若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的B为N极
答案：D。
解析：只要电磁铁通电就具有磁性，就可能吸合铁心，因此答案B是正确的；根据初中学过的右手螺旋定则可知，若输入控制电流时，a为正，b为负,则铁心2的右端B为N极，
二、填空题：
11、奥斯特实验表明，通电导体和磁体一样，周围存在着 ，在磁场中的某一点，小磁针静止时 极所指的方向就是该点的磁场方向。
答案：磁场 N
解析：根据电流的磁效应来判断
12、地球是个大磁场.在地球上,指南针能指南北是因为受到 的作用。人类将在本世纪登上火星。目前,火星上的磁场情况不明,如果现在登上火星.你认为在火星上的宇航员　　　依靠指南针来导向吗 (填“能”、“不能”或“不知道”)
答案：磁场、不能
解析：地球是个大磁场，地理南极在地磁场N极附近,所以磁场为南北方向，放在地球上的指南针引受地磁场作用指南北。因为不知道火星上的磁场分布情况,所以不知道能否用指南针在火星上导航。
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