2019年高中物理选修3-1假期作业（二十一）　磁现象和磁场

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假期作业（二十一）　磁现象和磁场
[温故知新]
一、磁现象
1．磁性：磁体吸引_________的性质．
2．磁极
(1)磁体的各部分磁性强弱不同，磁性________的区域叫做磁极．
(2)磁体具有两个磁极：N极和S极，同名磁极相互_____，异名磁极相互_________．
3．磁化：使原来没有________的物体获得磁性的过程．
(1)软磁性材料：磁化后磁性_____消失．
(2)硬磁性材料：磁化后磁性_______消失．
二、电流的磁效应
___________发现了电流的磁效应，即电流周围存在磁场．
著名的奥斯特实验是把导线沿_________方向放置在指南针上方，通电时，指南针转动，如图所示：

电流磁效应的发现，首次揭示了_______之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元．
三、磁场
1．定义：存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的_________．
2．基本特性：磁场对处于其中的__________、________和________有力的作用．
3．方向：在磁场中任一点，小磁针N极受力的方向，即小磁针静止时______极所指的方向，就是该点的磁场方向．
4．磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用是通过________发生的．

四、地磁场
1．定义：地球周围空间存在的磁场．地磁北极在地理_______附近，地磁南极在地理____附近．如图所示：

2．磁偏角
磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角，磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角．
3．地磁场的影响
由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒子，其运动方向会发生变化，不能到达地球．因此，地磁场对地球生命有保护作用．
[典型例题]
【例题】下列关于磁场的说法中，正确的是(　　)
A．只有磁铁周围才存在磁场
B．磁场是假想的，不是客观存在的
C．磁场只有在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生
D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
【解析】　磁铁和电流周围都有磁场，A错误；磁场是一种客观存在的物质，B、C错误；磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的，D正确．
【答案】　D

所有的磁作用都是通过磁场发生的．磁场与电场一样，都是场物质．它不是以微粒形式存在的，而是以一种“场”的形式存在；虽然我们看不见它，也摸不着它，但我们可以通过一些方法和手段来感受到它的存在．
[提升训练]
一、选择题
1．(多选)磁体与磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，以下正确的是(　　)
A．磁体??磁场??磁体　　
B．磁体??磁场??电流
C．电流??电场??电流
D．电流??磁场??电流
2．中国宋代科学家沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家(术士)以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁分布示意如图所示，结合上述材料，下列说法不正确的是(　　)

A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
3．下列关于磁场的说法中，正确的是(　　)
A．磁场和电场一样，是客观存在的、性质相同的一种特殊物质
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．磁极与电流之间不能发生相互作用
D．磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都能通过磁场发生相互作用
4．(多选)在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针的N极向东偏转，由此可知(　　)
A．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B．可能是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
5．关于磁场的说法，正确的是(　　)
A．在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极，指北的磁极叫南极
B．磁铁与磁铁之间的相互作用是通过磁场发生的，通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场发生的
C．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
D．磁铁周围只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才有磁场
6．如图所示，A为电磁铁，C为胶木大秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升过程中，轻绳上拉力F的大小为(　　)

A．F＝mg　　　　
B．Mg＜F＜(M＋m)g
C．F＝(M＋m)g
D．F＞(M＋m)g
7．在宇宙环境中，地磁场保护着地球，地质记录表明，自地球在46亿年前形成以来，已经有过数百次地磁反转，也就是说，地球的磁场在“反极性”(地磁场方向与现在的方向相同)和“正极性”(地磁场方向与现在的方向相同)之间不断变换．物理学家的研究认为，地球的磁极反转在未来仍可能会发生．下列关于地磁反转期间的说法正确的是(　　)

A．对依靠磁场进行导航的物种不会有影响
B．若地磁场处于最弱的状态时，就不会对地球生物的生存有影响
C．太阳辐射的髙能粒子直接轰击地球的大气层，可能引发一些疾病
D．地球磁场的反转可能是瞬间发生，而不是一个缓慢、渐进的过程
二、非选择题
8．磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：

(1)如图(a)所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应__________．
A．平行于南北方向，位于小磁针上方
B．平行于东西方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方
D．平行于西南方向，位于小磁针下方
此时从上向下看，小磁针的旋转方向是________(选填“顺时针”或“逆时针”)．
(2)如图(b)所示，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，这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．以上现象说明：____________________________________.






































假期作业（二十一）　磁现象和磁场参考答案
[温故知新]
一、磁现象
1．磁性材料
2．磁极
(1)最强．
(2)排斥，吸引．
3．磁性、磁性．
(1)易
(2)不易．
二、电流的磁效应
奥斯特．南北、电和磁．
三、磁场
1．物质．
2．磁体、电流、运动电荷．
3．N．
4．磁场．
四、地磁场
1．南极、北极附近．
[提升训练]
1.解析：电流、磁体周围都存在磁场，磁极之间、电流与电流之间的相互作用是通过磁场发生的，A、B、D选项正确．
答案：ABD
2.解析：地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，A选项正确；地球自西向东转动，而地球的南极是地磁场的北极，可知地球是带负电的，B选项正确；地磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，C选项错误；在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，D选项正确．
答案：C
3.解析：磁场和电场都是客观存在的特殊物质，但两者性质有较大的差别，A、B选项错误；磁极与电流之间通过磁场存在相互作用，C选项错误；磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都能通过磁场发生相互作用，D选项正确．
答案：D
4.解析：小磁针静止时N极所指的方向即该处磁场的方向，小磁针正东方向有一条磁铁的S极靠近小磁针，根据磁极间相互作用规律可知，小磁针的N极向东偏转，A选项错误，B选项正确；若小磁针正上方有电子流自南向北水平通过，电流方向即为自北向南，小磁针的N极向东偏转，C选项正确，D选项错误．
答案：BC
5.解析：根据电磁场的分布可知，小磁针静止时北极所指的方向为北极，即指北的磁极叫北极，指南的磁极叫南极，A选项错误；磁极之间的相互作用，通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的，B选项错误；磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质，C选项正确；磁铁的周围存在磁场，在没有磁极与磁极，磁极和电流发生作用时也有磁场，D选项错误．
答案：C
6.解析：A、C受重力Mg，绳拉力F，B给A的磁场力f1，B受力为重力mg和A给B的磁场力f2，对A、C(包括支架)由平衡条件有：F＝Mg＋f1，对B由牛顿第二定律有：
f2－mg＝ma(a＞0)，由牛顿第三定律有f1＝f2，联立解得F＝Mg＋m(g＋a)＞(M＋m)g.该题亦可用超重规律分析：以A、B、C组成的系统为研究对象，整个系统处于超重状态，故F＞(M＋m)g，且在A、B接触前F不断增大．
答案：D
8.解析：地磁反转期间，对依靠磁场进行导航的物种会有影响，A选项错误；地磁场能使太阳辐射的高能带电粒子发生偏转，对地球的生物有一定的变化作用，若地磁场处于最弱的状态时，就会对地球生物的生存有影响，B选项错误；当太阳辐射的高能粒子直接轰击地球的大气层时，可能引发一些疾病，C选项正确；地球磁场的反转不可能是瞬间发生，而是一个缓慢、渐进的过程，D选项错误．
答案：C
8.解析：(1)小磁针在地磁场的作用下，S极指南，N极指北，若导线的磁场仍使小磁针南北偏转，无法观察，为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，这样当导线中通电时，小磁针能向东西偏转，实验效果比较明显，A选项正确，B、C、D错误．根据安培定则，在磁针处导线电流产生的磁场垂直纸面向里，故从上向下看，小磁针的旋转方向是逆时针．(2)(b)图中，电流方向相同时，两导线相互吸引；电流方向相反时，两导线相互排斥．说明电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用．
答案：(1)A　逆时针　(2)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





















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