高二物理人教版选修3-1学案 第3章 1 磁现象和磁场 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高二物理人教版选修3-1学案 第3章 1 磁现象和磁场 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 333.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-21 17:52:21 | ||
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文档简介
1 磁现象和磁场
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。]
对磁场和电流磁效应的理解
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。
5．奥斯特的实验
(1)实验装置如图所示。
(2)实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。
(3)实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。
(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．(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是( )
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
BC [指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确。因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确。在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。]
1．[物理观念]对磁场的理解，磁场的基本性质。
2．[科学思维]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．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是( )
A．沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B．垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方
D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方
C [根据右手螺旋定则，导线一侧的磁场方向大体与导线垂直，为了使现象明显，应该将小磁针放置在导线一侧，且平行导线方向放置小磁针。又由于小磁针只能在水平面内转动，所以应该将小磁针放置在导线下方或上方，即将小磁针和导线放置在同一竖直面内，而不能将小磁针和导线放置在同一水平面内。由于地球的磁场是沿南北方向的，为了使实验现象明显，应该使电流的磁场不沿南北方向，最好沿与南北方向夹角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线，故选C。]
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。]
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。]
对磁场和电流磁效应的理解
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。
5．奥斯特的实验
(1)实验装置如图所示。
(2)实验现象：当给导线通电时，与导线平行放置的小磁针发生转动。
(3)实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。
(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．(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是( )
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
BC [指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确。因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确。在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。]
1．[物理观念]对磁场的理解，磁场的基本性质。
2．[科学思维]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．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是( )
A．沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B．垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方
D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方
C [根据右手螺旋定则，导线一侧的磁场方向大体与导线垂直，为了使现象明显，应该将小磁针放置在导线一侧，且平行导线方向放置小磁针。又由于小磁针只能在水平面内转动，所以应该将小磁针放置在导线下方或上方，即将小磁针和导线放置在同一竖直面内，而不能将小磁针和导线放置在同一水平面内。由于地球的磁场是沿南北方向的，为了使实验现象明显，应该使电流的磁场不沿南北方向，最好沿与南北方向夹角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线，故选C。]
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。]