1 磁现象和磁场
[学习目标] 1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质。2.了解磁现象及电流的磁效应。(重点)3.利用类比的方法，通过电场的客观存在性去理解磁场的客观存在性。(难点)4.通过类比的学习方法，体会磁现象的广泛存在性、应用性。(难点)
一、磁现象
1．磁性：磁体吸引铁质物体的性质。
2．磁极：磁体上磁性最强的区域。
(1)北极：自由转动的磁体，静止时指北的磁极，又叫N极。
(2)南极：自由转动的磁体，静止时指南的磁极，又叫S极。
(3)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
二、电流的磁效应
1．奥斯特实验
将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动。
2．奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系。
三、磁场
1．定义：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，都是通过磁场发生的。
2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。
四、地磁场
1．地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近。(如图所示)
2．磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确的指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。磁偏角的数值在地球上的不同地点是不同的。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。 (√)
(2)磁场看不见、摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。 (×)
(3)电荷周围既能产生电场，又能产生磁场。 (×)
(4)地磁场的N极在地理北极，S极在地理南极。 (×)
2．下列说法中，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共同产生的
D．磁场和电场完全相同
A [电流能产生磁场，在电流的周围有磁场存在，不论是磁极与磁极间，还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力。磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的特点是对放入电场中的电荷有电场力的作用，而不会对放入静电场中的磁极产生力的作用。因此，磁场和电场是不同的，各具有自己的特点。正确答案是A。]
对磁场的理解
1.磁场的存在：磁体的周围、电流的周围都存在磁场。
2．磁场的客观性：磁场虽然看不见、摸不着，不是由分子、原子组成的，但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。
3．磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。
4．磁场的方向性：有方向，处在磁场中能够自由转动的磁针，静止时N极的指向即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向。
(1)磁体和电流周围的磁场是同一种性质的场，具有相同的特点和基本性质。
(2)场是物质的另一种存在形式，和实物一样，也是一种客观存在的物质，具有质量、能量等物质的基本属性。
【例1】 (多选)关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的
C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
思路点拨：(1)磁体和电流的周围都存在磁场。
(2)磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。
BC [甲图中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。综上所述，选项B、C正确。]
自然界有两种基本的物质形态：实物和场
(1)实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。
(2)场是物质的另一种存在形态，和实物一样，也是一种客观存在的物质，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。
1．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．磁体与磁体之间是直接发生作用的
D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
A [磁场和电场都是客观存在的特殊物质，不是人为规定的，A对，B错；磁体与磁体之间是通过磁场发生相互作用的，C错；电流也能产生磁场，D错。]
对地磁场的理解
1.地磁场的特点
地磁场的方向并不是正南正北方向，即地磁两极与地理两极并不重合。地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。地磁场方向与正南正北方向间有一夹角，叫磁偏角。
2．地磁场问题的处理要点
(1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。
(2)在赤道正上方，地磁场方向水平向北。
(3)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方。
3．地磁场的作用
由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球。因此地磁场对地球上的生命有保护作用(第5节学习)。
【例2】 一科考船进行环球科考活动从北极附近出发，一路向南直到南极附近，沿途不断测量地磁场的大小和方向，他的测量结果可能是( )
A．地磁场的大小一直不变，磁场方向始终沿正南、正北方向
B．地磁场的大小不断变化，磁场方向始终沿正南、正北方向
C．地磁场的大小一直不变，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角
D．地磁场的大小不断变化，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角
思路点拨：弄清楚以下两个问题是解题的关键：
(1)磁体周围什么位置磁场最强？
(2)地磁两极与地理两极有什么关系？
D [由于地磁两极与地理两极不重合，所以磁场的方向不沿正南、正北方向；由于地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面不同位置的磁场强弱不同。综上所述，选项D正确。]
对地磁场理解的三大误区
(1)将地理南北极与地磁场的南北极混淆，误将地理南极(或北极)当做地磁场的南极(或北极)。
(2)误认为地理两极与地磁场的两极重合。事实上，两者并不重合，地磁场的两极在地理两极的附近。
(3)误认为地球上各点的磁场方向都是和地面平行的。事实上，除赤道外，南北半球的磁场都有竖直分量。
2．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。以上关于地磁场的描述正确的是( )
A．①②④ B．②③④
C．①⑤ D．②③
D [地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其特点主要有：
(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。
(2)地磁场的水平分量总是从地理南极指向北极，而竖直分量则南北相反，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，距离地球表面相等的各点，磁场的强弱相同，且方向水平向北。故正确答案为D。]
课 堂 小 结
知 识 脉 络
1.对磁场的理解，磁场的基本性质。
2.对地磁场的认识及理解。
1．奥斯特实验说明了( )
A．磁场的存在 B．磁场的方向性
C．电流可以产生磁场 D．磁体间有相互作用
C [本题考查了电流的磁效应及奥斯特实验。奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场。故正确答案为C。]
2．下列说法正确的是( )
A．只有磁铁周围才有磁场
B．电荷的周围除有电场之外还有磁场
C．电流产生磁场说明电和磁是相互联系的
D．磁铁周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场
C [磁体和电流周围都存在磁场，而且是同种性质的磁场，静止电荷周围没有磁场，A、B、D错误；电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系，C正确。]
3．如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极附近的磁极上方，那么小磁针的N极将( )
A．指北 B．指南
C．竖直向上 D．竖直向下
D [地球北极附近的磁极是地磁的S极，其上方磁场方向竖直向下，故小磁针的N极将竖直向下，选项D正确。]
课件35张PPT。第三章 磁场1 磁现象和磁场吸引铁质最强北南排斥电流南北磁效应通电导体磁场北极 不同的地磁偏角磁偏角√ × × × 对磁场的理解 对地磁场的理解 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十八)
(时间：15分钟 分值：48分)
选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分)
1．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
D [地球是一个大磁体，其地磁北极(N极)在地理南极附近，地磁南极(S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(S极)。]
2．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．电流沿南北方向的导体放置在磁针的正上方
D．电流沿东西方向的导体放置在磁针的正上方
C [在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明显的偏转。若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，C正确。]
3．(多选)下列关于磁场的说法正确的是( )
A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用
B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质
C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态
D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无
AC [磁场虽看不见、摸不着，但其是客观存在的，不随人的意志而转移，它是一种特殊的物质形态，最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用。]
4．如图所示，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为( )
A．FN＝mg B．FN＝2mg
C．FN>2mg D．mgB [以A、B整体为研究对象，由平衡条件可知，C对B的支持力为2mg，再由牛顿第三定律知，B对C的压力大小也是2mg，B项正确。]
5．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，下述说法中正确的是( )
A．A、B一定相互吸引
B．A、B一定相互排斥
C．A、B间有可能无磁场力作用
D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥
D [小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性(只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果)。铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性。若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用。若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引。这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确。]
6．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )
A．磁体的吸铁性
B．磁极间的相互作用规律
C．电荷间的相互作用规律
D．磁场对电流的作用原理
B [军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷。故B项正确。]
7．(多选)为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针，下面给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是( )
A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性
B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性
C．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性
D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性
AC [若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的同名磁极。若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选A、C。]
8．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是( )
①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同 ②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反 ③超导体使磁体处于失重状态 ④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
D [同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡。]
