第三章 学案1

学案1磁现象和磁场[学习目标] 1.了解磁现象，知道磁体、磁极、磁性、磁场等概念，明确磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的.2.了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义.3.了解地磁场的分布情况和地磁两极的特点．一、磁现象电流的磁效应[导学探究](1)取一条形磁铁，用一大头针分别靠近磁铁的两端和中部，观察到的现象是什么？(2)取两个条形磁铁，分别将它们的同名磁极、异名磁极相互靠近，观察到的现象是什么？(3)将一通电直导线水平放置在小磁针的上方，分别观察导线东西放置和南北放置两种情况下，小磁针的转动情况．答案(1)磁铁能够吸引大头针，两端对大头针的吸引力较大，中间部分对大头针的吸引力较小．(2)同名磁极靠近，相互排斥；异名磁极靠近，相互吸引．(3)导线东西放置时，小磁针不转动；导线南北放置时，小磁针转动．[知识梳理]对磁现象和电流的磁效应的理解(1)磁性：物体具有的吸引铁质物体的性质称为磁性．(2)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极．①磁体有两个磁极，一个叫N极(又叫北极)，另一个叫S极(又叫南极)．②同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．(3)奥斯特实验(如图1所示)：图1①导线沿南北方向放置在小磁针的上方．②意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应，首先揭示了电与磁之间是有联系的．[即学即用]关于各磁体间的作用，下列说法正确的是()A．在奥斯特实验中，通电直导线对小磁针产生磁场力作用，但此时小磁针对通电直导线一定不产生磁场力作用B．在通电直导线对小磁针产生作用力的同时，小磁针对通电直导线可能会产生作用力C．大磁铁的磁性较强，对小磁针的作用力大，但小磁针对大磁铁的磁场力较小D．任何两个磁体之间产生的磁场力总是大小相等、方向相反答案 D解析磁体之间的作用是相互的，甲磁体产生的磁场对乙磁体产生作用力的同时，乙磁体产生的磁场必定对甲磁体产生力的作用．因此，磁体之间的相互作用遵循牛顿第三定律．故选D.二、磁场[导学探究]电荷与电荷之间的相互作用是通过电场产生的，那么磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是如何发生的？答案都是通过磁场发生的．[知识梳理]对磁场概念的理解(1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和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通电导体有力的作用(如图2所示)．图2(3)磁场的产生①磁体周围有磁场．②电流周围有磁场．[即学即用]下列说法正确的是()A．磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的B．电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的C．磁场实质上就是电场，属于同一种物质D．磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的答案 A解析电流能产生磁场，在其周围存在着磁场，磁体周围也存在着磁场，无论是磁极之间、电流之间，还是磁极和电流之间，都有相互作用的磁场力，并且都是通过磁场产生的，A对，B错；电场最基本的性质是对放入其中的电荷有电场力的作用，它不会对放入其中的磁极产生力的作用，并且电场是电荷周围存在的一种特殊物质，而磁场存在于电流和磁体周围，产生机理不同，C错；磁场能对放入其中的磁极产生力的作用，磁场虽然看不见、摸不着，但是我们可以通过这种力的作用认识磁场的客观存在，D错．三、地球的磁场[导学探究]指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道指南针为什么指南吗？答案因为地球是个大磁体，它对指南针有力的作用．[知识梳理](1)地磁场地球是一个大磁体，存在的磁场叫地磁场．如图3所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近．图3(2)磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个夹角，这个夹角叫做磁偏角．[即学即用](多选)关于地球的磁场，下列说法正确的是()A．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B．地磁场的南极在地理北极附近C．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D．地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的答案BD解析小磁针S极指南是因为地磁N极在地理的南极附近，A错；地磁场的两极和地理两极是相反的，B对；依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向和地面平行，C错；磁偏角是变化的，地磁两极的位置也是变化的，D对.一、对磁现象和磁场的认识例1下列说法中正确的是()A．磁场是客观存在的一种物质B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极C．磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场D．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的解析磁场是存在于磁体和通电导体周围存在的一种客观存在的物质，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的．答案ABC[总结提升](1)磁场的存在：磁极的周围和电流的周围都存在磁场．(2)磁场的性质：对放入其中的磁体或通电导体产生力的作用．(3)磁场的客观性：磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的其他物体一样，是一种客观存在的物质．针对训练1关于磁场，下列说法正确的是()A．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用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．磁场是磁体周围或通电导体周围存在的一种物质，有小磁针放入其中时，存在磁场；无小磁针放入时，磁场不存在D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无答案 A解析磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用，A正确；磁场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，B、C、D错误．二、对奥斯特实验和电流的磁效应的认识例2物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流的磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置解析小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D.答案 D针对训练2(多选)如图4所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上．当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到的现象是()图4A．小磁针不动B．若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转C．若是负电荷飞过，小磁针会发生偏转D．若是一根通电导线，小磁针会发生偏转答案BCD解析电流是由运动电荷产生的，当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流，从而形成磁场．这两种磁场是等效的，均会使小磁针发生转动，故B、C、D均正确．三、对地磁场的认识例3下列说法正确的是()A．地球是一个巨大的磁体，其N极在地理南极附近，S极在地理北极附近B．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下C．在地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D．在地球表面各点磁场强弱相同解析地磁场的分布类似于条形磁铁周围的磁场分布，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D错误；在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此选项C错误．答案AB[方法总结](1)地磁场特点地磁场的方向并不是正南正北方向的，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．1．我国古代四大发明中，涉及到磁现象应用的发明是()A．指南针B．造纸术C．印刷术D．火药答案 A解析指南针利用地磁场使小磁针偏转来指示方向，涉及到磁现象，而我国古代四大发明中，造纸术、印刷术、火药不涉及磁现象，故A正确．2．(多选)磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用，以下示意图正确的是()A．磁体 磁场 磁体B．磁体 磁场 通电导体C．通电导体 电场 通电导体D．通电导体 磁场 通电导体答案ABD解析磁体与磁体、磁体与通电导体、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．3．下列说法中正确的是()A．奥斯特实验说明了通电导体对磁体有作用力B．奥斯特实验说明了磁体对通电导体有作用力C．奥斯特实验说明了任意两条通电导线之间有作用力D．奥斯特实验说明了任意两个磁体之间有作用力答案 A解析奥斯特实验说明了通电导体对磁体有作用力，所以正确选项为A.4．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．一定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东向西水平通过答案 C解析小磁针的N极发生偏转，应该是外加磁场的作用．就本题而言，该磁场可能是由磁铁产生的，也可能是由电子流产生的，如果是由电子流产生的，电子流的方向应自南向北水平通过．故选项C正确．5．(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答案BC解析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极指向地理的北极附近，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．正确选项为B、C.一、选择题(1～8题为单选题，9～10题为多选题)1．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 A2．下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C．把磁体放在真空中，磁场就消失了D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失答案 B3．关于地磁场，下列说法中正确的是()A．地理位置的南北极即为地磁场的南北极B．地球表面上各处磁场的强弱相同C．在赤道上磁针的N极在静止时指向地理南极附近D．在赤道上磁针的N极在静止时指向地理北极附近答案 D解析根据地磁场特点，地理北极在地磁场南极附近，所以小磁针在赤道上静止时，并不严格指向南北方向．在地球上两个磁极附近磁场最强，离磁极越远磁场越弱，故选项A、B、C 不正确，正确选项为D.4.如图1所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右从条形磁铁上方缓慢移动时，弹簧测力计的示数()图1A．不变B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小答案 C解析磁体上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右移动时，所受磁体的引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大，故选C.5．新民晚报曾报道一则消息，“上海雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海市区鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人稀奇．人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力B．信鸽能发射并接收某种超声波C．信鸽能发射并接收某种次声波D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那么信鸽究竟靠什么辨别方向的呢？科学家曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想()答案 D解析因为信鸽所缚的小磁铁所产生的磁场扰乱了它体内磁性物质产生的磁场，所以缚磁铁的一组信鸽全部飞散，故D项正确．6.如图2所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()图2A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下答案 D7.将A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对的磁极极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图3所示，设两磁环受到的重力相等且都为G，则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是()图3A．F＜G B．F＝GC．G＜F＜2G D．F＝2G答案 D解析由A、B两磁环相对的磁极极性相同，知它们之间相互作用力是斥力．A悬浮在空中，说明A受力平衡，因此，A受到的重力和B对A的排斥力大小相等．根据牛顿第三定律，B 受到A的斥力大小等于G.对B受力分析可知，B受到重力、向下的斥力和底座对B向上的支持力，B静止，所以F支＝2G，所以B对底座的压力F也为2G.8．如图4所示，雪龙号南极科考船从南极出发，赴澳大利亚海域附近参与MH370搜寻工作，若沿途不断测量地磁场的强弱和方向，测量结果可能是()图4A．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答案 D9．以下关于地磁场的说法中正确的是()A．地磁场是地球的盾牌，起着保护地球上生命的作用B．地磁场的N极在地理南极附近，但不与南极重合C．地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢变化D．在行星中，只有地球有磁场答案ABC解析宇宙中射向地球的高能粒子流如果不受阻碍地射到地球上，会杀死地球上的生命体，正是由于地磁场的保护，使得大量的粒子被偏转，人类和其他生命才得以延续，故A项正确；地磁场的N极在地理南极附近，但不与南极重合，有磁偏角，B项正确；地磁场的N、S极的位置会缓慢移动，故C项正确；在行星中，并不是只有地球有磁场，故D项错误．10．如图5所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()图5A．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答案BC解析甲图中，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．二、非选择题11．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有，请改进或改正．答案有需改进或改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极．12.两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图6所示，开始时平板和磁铁均处于水平位置，且静止不动．图6a．若将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起；b．若将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两个条形磁铁也吸在了一起．回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动的原因是___________________________________________；左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．(2)在a过程中，磁铁开始滑动时，平板在向上做______(填“加速”或“减速”)运动．(3)在b过程中，磁铁开始滑动时，平板在向下做______(填“加速”或“减速”)运动．(4)若平板AB突然向右加速，则左侧的磁铁将会做什么运动？答案(1)两磁铁间相互作用的磁力小于磁铁与平板间的最大静摩擦力左(2)减速(3)加速(4)相对于平板AB静止或相对于平板AB向左滑动解析(1)两磁铁间相互作用的磁力小于磁铁与平板间的最大静摩擦力，所以两磁铁都静止不动，此时对左侧的磁铁来说，吸引力向右，故静摩擦力的方向向左．(2)平板向上运动时，两磁铁吸在了一起，说明磁铁受到的摩擦力减小，支持力减小，磁铁处于失重状态，加速度方向向下，故平板向上做减速运动．(3)平板向下运动时，两磁铁也吸在了一起，说明磁铁仍处于失重状态，故平板向下做加速运动．(4)若平板AB运动的加速度较小，左侧磁铁相对于平板AB静止不动，但受到的静摩擦力向左减小或向右增大；若平板AB 运动的加速度较大，左侧磁铁将会相对于平板AB向左滑动．。