高中物理第三章磁场第一二节我们周围的磁现象、认识磁场课件粤教版选修3_1
高中物理人教版选修3-1第三章《磁场》
《高中物理》
选修3-1
第三章 《磁场》
3.1《磁现象和磁场》
（一）知识与技能 1．了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。 2．知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。 3．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间 都是通过磁场发生相互作用的.知道地球具有磁性。 （二）过程与方法 利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去 理解磁场的客观实在性。 （三）情感态度与价值观 通过类比的学习方法，培养学生的逻辑思维能力，体现磁现象 的广泛性 二．重点与难点： 重点：电流的磁效应和磁场概念的形成 难点：磁现象的应用 三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、小磁针若干、投影仪
ABCD ）
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电 流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场 力F与I、L的乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用， 则该处一定没有磁场
C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力 比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感 应强度大
D．因为B =F/IL，所以某处磁感应强度的大小 与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比
F
IL
F I
精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时， 它受力的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中 的电流I 成正比，即与I和L的乘积 IL 成正比。
（1）同一磁场中 F
IL ，比值F/IL为恒量；
（2）不同磁场中，比值F/IL一般不同;
磁感应强度 1、定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场 力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应 强度 2、定义式： 3、单位：
高中物理第三章磁场3.1我们周围的磁现象知识导学案粤教版选修3_63
第一节我们周围的磁现象问题探究指南针为什么会指南？答案：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在着地磁场.指南针在地磁场的作用下根据同名磁极相斥、异名磁极相吸的原理发生偏转而指示方向自学导引1.地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫______________.地球磁体的N极（北极）位于地理______________附近，地球磁体的S极（南极）位于地理______________附近.答案：地磁场南极北极2.任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，像铁那样磁化后磁性很强的物质叫做磁性材料按去磁的难易可分为______________和______________，按化学成分可分为______________与磁化后容易去磁的物质叫______________，其特点是：____________________________；不容易去磁的物质叫____________________________，其特点是：______________________________________答案：铁磁性物质硬磁性材料软磁性材料金属磁性材料铁氧体软磁性材料剩磁弱、容易去磁硬磁性材料剩磁强、不易去磁疑难剖析磁铁是磁体，通电线圈也是磁体.磁体对磁体有磁场力的作用图3-1-1【例题】如图3-1-1中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；整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为(A.F=MgC.F=（M+m）解析：先选铁片B为研究对象，除受重力mg外，由于电磁铁吸引还受到竖直向上的磁场力f；因为铁片加速上升，所以再选A和C组成的系统为研究对象，系统受到重力Mg、轻绳的拉力F（竖直向上）和铁片B对A的磁场力f′（方向竖直向下）；因为系统处于静止状态，根据平衡条件有F=Mg+f′.因为f′和f是一对相互作用力，所以f′与f大小相等，可见f′>mg，F>Mg+mg，选项D正确温馨提示：磁铁与磁铁之间有磁场力的作用.凡是与力相关的问题，分析的时候都要从分析受力入手，结合物体的运动状态列力学方程.该题的关键在于分析出铁片被吸引上升的过程是一个加速运动过程，然后应用牛顿第二定律就可以分析并得出结论拓展迁移变压器的铁芯所用的磁性材料属于___________，收录机上所用的磁带上的磁性材料属于___________，扬声器、话筒所用的磁性材料属于答案：软性材料软性材料硬性材料。
2020-2021学年高中物理第三章磁场第一二节我们周围的磁现象认识磁场学案粤教版选修3-1
第一节我们周围的磁现象第二节认识磁场[学科素养与目标要求]物理观念：1。
了解人类对磁现象的认识与应用。
2。
了解地磁场及磁性材料.3.了解磁场是客观存在的物质，知道磁感线的特点及条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线分布。
4.掌握安培定则.5。
了解安培分子电流假说。
科学思维：会用安培定则判断直线电流、环形电流、通电螺线管周围的磁感线方向.科学态度与责任：1。
了解我国古代在磁现象方面的研究成果及对人类文明的影响.2.了解各种磁现象在近、现代技术和生活中的应用。
一、地磁场及磁性材料1.地磁场：地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场.地球磁体的N极位于地理南极附近，地球磁体的S极位于地理北极附近，地磁极与地理极并不重合（如图1所示），并有围绕地理极做周期性运动的现象.图12。
磁性材料：(1）定义:磁性材料是指磁化后磁性很强的物质，也叫铁磁性物质.（2)二、初识磁场1。
磁场的来源：磁体和电流周围都存在磁场。
2。
电流的磁效应：（1）丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
(2）实验现象：放在一条通电导线附近的小磁针发生了偏转，最后停在与导线垂直的方向上。
3.磁场是物质存在的一种特殊形式:磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，通电导体与通电导线之间的相互作用,都是通过磁场发生的.4.磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
三、磁场的描述1.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，就是该点的磁场方向.2。
磁感线：(1）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致.（2）特点：磁感线的疏密程度反映磁场强弱,磁场强的地方磁感线密.3。
几种常见的磁场(1)磁体周围的磁场（如图2)图2在磁体外部磁感线由N极指向S极。
（2）电流周围的磁场磁感线的方向由安培定则判定：①通电直导线（或直线电流)周围的磁场用右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图3所示.图3②环形电流或通电螺线管周围的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向或通电螺线管内部磁感线方向，也即指向螺线管的N极，如图4所示.图4判断下列说法的正误。
第一节我们周围的磁现象
• C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类 越多
• D．硬币中有磁性材料，磁化后能被吸引
D
按去磁 的难易 磁铁 磁带 银行卡 计算机硬盘
软磁性材料
天线磁棒 变压器 发电机 电动机 电磁铁
课本72页2.硬磁性材料适用于制造:
A.电磁铁
B.永久磁铁
C变压器铁芯 D发电机铁芯
答案:B
按化学成分来分:
金属磁性材料
铁氧体
第二节 认识磁场
• 一、磁场 • 1、磁体之间的相互作用
条形磁铁 蹄形磁体 地磁场
通电直导线 环形电流 通电螺线管
• 条形磁铁、蹄形磁铁、地磁场磁感线分布
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通电直导线周围磁场 的分布
安培定则
安培定则又称为右手螺旋定则
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环形电流 环形电流的磁场分布 安培定则
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通电螺线管的磁感线分布与判断方法
在通电螺管内部放一小磁针,小磁针的 N极指向什么方向?
磁体A
磁场
2、奥斯特实验（电 流的磁效应）
3、安培的发现
S
4、讨论与交流（见课本74页）
磁体B
I
N
• 二、磁场方向的确定
• 物理学中规定，磁场中的任一点，小磁针 北极受力的方向，亦即静止时北极所指的 方向，就是该点磁场的方向。
三、磁感线 1、磁感线的 “模拟展现” 2、磁感线概念：
在磁场中画出的一些有方向的曲线， 在这些曲线上，每一点的切线方向与该点 磁场方向一致。与电场线一样，磁感线的 疏密程度反映了该处磁场的强弱。 3、各种磁场磁感线的分布情况与安培定则
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 南极附近
高中物理 第三章 磁场课件 粤教版选修31
类平抛
θ v′
θ
C
匀速圆 周运动 (yùndò ng)
(3)设粒子质量为 m，带电荷量为
q，则：
qE·OP ＝12mv′2－12mv2
⑩
qv′B＝mv′R 2
⑪
联解⑧⑨⑩⑪得：EB＝v2
网络构建
专题整合 第十三页，共17页。
自我检测
学案学(x案ué7àn)章7 末章总末结总结
1．(安培力作用下导体的平衡(pínghéng))(双选) 倾角为α的光滑斜面上，放一根长L，质量为m 的导体棒，通以如图所示方向电流I，为使其静 止在斜面上，可加一个强度、方向适当的匀强
高中物理·选修(xuǎnxiū)3-1·粤教版
第三章 磁 场 学案(xuéàn)7 章末总结
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学案(xuéàn)7 章末总结
运动(yùndòng)
网络构建
专题整合 第二页，共17页。
自我检测
学案(xuéàn)7 章末总结
网络构建
B BS
BL
N
右
专题整合 第三页，共17页。
自我检测
类平抛
θ v′
θ
C
匀速圆周 运动 (yùndòng )
(2)设粒子在 M 点的速度 v′与 y 轴正方向
的夹角为 θ，如图所示，则：
tan θ＝vvx
⑤
粒子在 x≥0 的区域内受洛伦兹力作用做
匀速圆周运动，运动轨迹如图所示. ⑥
设轨迹半径为 R，由几何关系有：
OM ＝2Rsin θ＝23 3L
⑦
x＝2Rcos θ
A．线圈(xiànquān)向左运动 B．线圈(xiànquān)向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
粤教版高中物理选修31第三章磁场第一节、第二节
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作第三章磁场第一节我们四周的磁现象第二节认识磁场1．天然磁石能吸引________物体的性质叫磁性，拥有磁性的物体叫________，磁体上磁性 ________的地区称为磁极．2．(1)地球自己是一个大磁体，它的N极位于____________邻近，S极位于____________邻近．(2)地球的地理两极与地磁两极其实不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做 ________．3．磁性资料按去磁的难易可分为________资料和 ________资料，磁化后简单________的物质叫软磁性资料，不简单________的物质叫硬磁性资料．4．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互相作用都是经过 ________发生的．磁场是物质存在的一种特别形式．在磁场中的任一点，小磁针________极受力的方向就是该点磁场的方向．5．假如在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的________方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．磁感线是为了形象地描绘磁场而人为假定的曲线，其疏密程度反应磁场的________．6．安培定章：(1)右手握住导线，让挺直的拇指指向 ________的方向， ________________ 所指的方向就是磁感线的围绕方向．(2)让右手曲折的四指与环形电流的方向________ ，挺直的拇指所指的方向就是________________________________ 的方向．7．安培以为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为细小的________，分子的双侧相当于两个________．安培分子电流假说揭露了磁现象的电实质，即磁体的磁场和电流的磁场同样，都是由电荷的运动产生的．8． (双选 )对于磁场和磁感线的描绘，以下说法中正确的选项是()A．磁极之间的互相作用是经过磁场发生的，磁场和电场同样，也是一种客观存在的特殊物质B．磁感线能够形象地描绘各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C．磁感线老是从磁铁的N 极出发，到S 极停止的D．磁感线能够用细铁屑来显示，因此是真切存在的【观点规律练】知识点一磁场和奥斯特实验1．以下说法中正确的选项是()A．磁极与磁极间的互相作用是经过磁场产生的B．电流与电流间的互相作用是经过电场产生的C．磁体与电流间的互相作用是经过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质2．在做“奥斯特实验”时，以下操作中现象最显然的是()A．沿电流方向搁置磁针，使磁针在导线的延伸线上B．沿电流方向搁置磁针，使磁针在导线的正下方C．导线沿南北方向搁置在磁针的正上方D．导线沿东西方向搁置在磁针的正上方知识点二磁感线3．对于磁感线的描绘，以下说法中正确的选项是()A．磁感线能够形象地描绘各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁感线能够用细铁屑来显示，因此是真切存在的C．两条磁感线的缝隙处必定不存在磁场D．两个磁场叠加的地区，磁感线便可能订交4． (双选 )对于磁感线的性质和观点，下边的说法正确的选项是()A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感觉强度的方向B．磁场中随意两条磁感线均不订交C．铁屑在磁场中的散布曲线就是磁感线D．磁感线老是从磁体的N 极指向 S 极知识点三安培定章5．如图 1 所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N 极指向右，试判断电源的正、负极．图 16．在图 2 中，当电流经过线圈时，磁针的S 极指向读者，试确立线圈中电流的方向．图 2知识点四安培分子电流假说7． (双选 )用安培提出的分子电流假说能够解说以下哪些现象()A．永远磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象【方法技巧练】一、地磁场问题的剖析8． (双选 )对于地磁场，以下表达正确的选项是()A．地球的地磁两极与地理的两深重合B．我们用指南针确立方向，指南的一极是指南针的南极C．地磁的北极与地理南深重合D．地磁的北极在地理南极邻近二、利用右手安培定章剖析小磁针转动方向的方法9．当接通电源后，小磁针 A 的指向如图 3 所示，则 ()图 3A ．小磁针B 的 N 极向纸外转B．小磁针 B 的 N 极向纸里转C．小磁针 B 不转动D．因电流未标出，所以没法判断小磁针 B 怎样转动1．以下对于磁场的说法中，正确的选项是()A．磁场和电场同样，是客观存在的特别物质B．磁场是为认识释磁极间互相作用而人为规定的C．磁极与磁极之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2．对于磁现象的电实质，正确的说法是()①全部磁现象都发源于电流或运动电荷，全部磁作用都是电流或运动电荷之间经过磁场而发生的互相作用②除永远磁铁外，全部磁场都是由运动电荷或电流产生的③依据安培的分子电流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大概同样时，物体就被磁化，两头形成磁极④磁就是电，电就是磁，有磁必有电，有电必有磁A ．②③④B．②④C．①③D．①②③3．地球是一个大磁体：①在地面上搁置一个小磁针，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邻近；③赤道邻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．以上对于地磁场的描绘正确的选项是()A ．①②④C．①⑤B．②③④D．②③4．磁体之间的互相作用是经过磁场发生的．对磁场认识正确的选项是()A．磁感线有可能出现订交的状况5．在通电螺线管的左端放一小磁针，静止时小磁针指向如图 4 所示，螺线管与电池相连，则以下说法中正确的选项是()图 4A ．方框左端为电池的正极B．方框右端为电池的正极C．若把一小磁针放在螺线管内部，它静止时N 极指向水平向右D．若把一小磁针放在螺线管右端，它静止时N 极指向水平向右6．以以下图所示，当开关 S 闭合后，小磁针处在通电电流的磁场中的地点正确的选项是()图5要使7．在同一平面有四根相互绝缘的通电直导线，O 点磁场加强，则应切断哪一根导线中的电流A．I1 B．I 2 C．I3如图 5 所示．四根导线中电流()D．I4I4＝ I3>I2>I 1，8．(双选 ) 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图 6 所示．那么这束带电粒子可能是()图 6A．向右飞翔的正离子束B．向左飞翔的正离子束C．向右飞翔的负离子束D．向左飞翔的负离子束9．(双选 ) 南极观察常常就南极特别的地理地点进行科学丈量．“雪龙号”观察队员一次实验以下：在地球南极邻近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图7所示．以下说法正确的选项是 ()图 7A ．若将 a 端接电源正极， b 端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小B．若将 a 端接电源正极， b 端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大C．若将 b 端接电源正极， a 端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大D．无论螺线管通电状况怎样，弹簧测力计示数均不变10． (双选 ) 如图 8 所示，螺线管中通有电流，假如在图中的a、 b、 c三个地点上各放一个小磁针，此中 a 在螺线管内部，则()图8A ．放在B．放在C．放在D．放在a 处的小磁针的N 极向左b 处的小磁针的N 极向右c 处的小磁针的S 极向右a 处的小磁针的N 极向右11．图9 是一种利用电磁原理制造的充气泵的构造表示图，其工作原理近似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱 a 流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的选项是()A．电磁铁的上端为B．电磁铁的上端为C．电磁铁的上端为D．电磁铁的上端为图 9N 极，小磁铁的下端为N 极S 极，小磁铁的下端为S 极N 极，小磁铁的下端为S 极S 极，小磁铁的下端为N 极题1234567891011号答案12.如图 10 所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在图中补画出电流方向或磁感线方向．图 10第三章磁场第一节我们四周的磁现象第二节认识磁场课前预习练1．铁质磁体最强2． (1) 地理南极地理北极(2)磁偏角3．硬磁性软磁性去磁去磁4．磁场北5．磁场强弱6． (1) 电流曲折的四指(2)一致环形导线轴线上磁感线7．磁体磁极8． AB [磁感线是为了形象描绘磁场而假定的一簇有方向的闭合曲线，实质上其实不存在，所以C、D 不正确；磁场是客观存在的特别物质，所以 A 正确；磁感线上每一点切线方向表示该点磁场方向，磁感线疏密表示该点磁场的强弱，小磁针静止时北极指向、北极受力方向均为磁场方向，所以B正确．]讲堂研究练1． A[ 电流能产生磁场，在电流的四周就有磁场存在，无论是磁极与磁极间仍是电流与电流间、磁体与电流间，都有互相作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特别物质，它的基天性质是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷四周存在的一种特别物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，所以，磁场和电场是两种不一样的物质，各自拥有其自己的特色．所以只有A正确．]评论全部磁现象都是经过磁场产生的，因为电流四周存在磁场，所以电流与电流之间、电流与磁体之间的作用也是磁现象．2． C[ 把导线沿南北方向搁置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方．通电时磁针发生显然的偏转，是因为南北方向搁置的通电导线的正下方的磁场恰巧是东西方向．正确选项为 C.]评论 (1)注意“奥斯特实验”的细节问题，导线东西搁置或将磁针放在导线的延伸线上都不必定能察看到磁针的偏转．(2)察看小磁针能否发生偏转时，应防止与地磁场惹起的磁针偏转相重合．3． A[ 磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向，所以 A 正确；磁感线是为了形象地描绘磁场而设想的一簇有方向的闭合曲线，实质上其实不存在，细铁屑能够显示出其形状，但那其实不是磁感线，B错；磁感线的疏密反应磁场的强弱，磁感线是设想的人为画出的曲线，两条磁感线的缝隙处也存在磁场， C 错；在磁铁外面磁感线从 N 极到 S 极，内部从S 极到 N 极，磁感线不订交，所以 D 不正确． ]评论对磁感线观点的理解和磁感线特色的掌握是重点，充足理解磁感线的以下性质：磁感线是闭合的曲线；磁感线不订交；疏密程度反应了磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．4． AB [磁感觉强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，所以选项 A 是正确的；两条磁感线订交就说明在两线订交处有两个切线方向，即有两个磁感觉强度方向，这是不行能的，磁场中某点的磁感觉强度是独一确立的，磁感觉强度的方向也只有一个，所以两条磁感线不可以订交，选项 B 是正确的；磁感线是为形象描绘磁场的磁感觉强度散布而画出的一簇曲线，不是真切存在的，而铁屑的散布曲线只好证明用磁感线描绘磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项 C 是错误的；在通电螺线管内部和条形磁体内部的磁感线应是从S 极指向 N 极，选项 D 是错误的． ]5． c 端为正极， d 端为负极分析小磁针 N 极的指向即为该处的磁场方向，所以螺线管内部磁感线由a→ b。
人教版高中物理选修3-1课件第三章3.1我们周围的磁现象
条形磁体的磁场一样。地球磁体的北极（N极）位 于地理南极附近，地球磁体的南极（S极）位于位 在地理北极附近，但地磁两极与地理两极并不重合。
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为什小磁针能指南北呢？
三、磁性材料：实验表明，任何物质在外磁场中都能够或多
或少地被磁化，只是磁化的程度不同。像铁那样 磁化后磁性很强的物质叫做铁磁性物质。所谓的 磁性材料通常就是指这一类物质。
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第一节 我们周围的磁现象
引入：我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有“磁石召铁”的 记载，我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的 航海业作出了巨大的贡献．在现代生活中，利用磁场的仪器或工具随处可见，如 我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等．进入21世纪后，科技的发展 突飞猛进，一日千里，作为新世纪的主人，肩负着民族振兴的重任，希望同学们 勤奋学习，为攀登科学高峰打好学扎科网实的基础．
根据物质在外磁场中表现出的特性，物质可分为五类： 顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质，亚磁性物质，反磁性物质。 磁性材料按去磁的难易可分为硬磁性材料和软磁性材料； 磁性材料按化学成分可分为金属磁性材料和铁氧体。
硬磁性材料（永磁体）指磁化后能长久保持磁性的材料，即在外磁场撤去以后， 各磁畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁常见的有高 碳钢，铝镍钴合金，钛钴合金，钡铁氧体等。应用于磁记录，如录音 磁带，录象磁带，电脑磁盘粉、银行卡等。
软磁性材料指磁化后，不能保持原有的磁性，即外磁场撤去以后，磁畴的磁化方 向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁。如软铁，硅钢，铁镍合金等。 用来制造变压器，电磁铁、磁棒、磁头、电动机、发动机等。
2019-2020学年高中物理 第三章 磁场 第一 二节 我们周围的磁现象 认识磁场学案 粤教版选修3-1
第一节我们周围的磁现象第二节认识磁场[学科素养与目标要求]物理观念：1.了解人类对磁现象的认识与应用.2.了解地磁场及磁性材料.3.了解磁场是客观存在的物质，知道磁感线的特点及条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线分布.4.掌握安培定则.5.了解安培分子电流假说.科学思维：会用安培定则判断直线电流、环形电流、通电螺线管周围的磁感线方向.科学态度与责任：1.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及对人类文明的影响.2.了解各种磁现象在近、现代技术和生活中的应用.一、地磁场及磁性材料1.地磁场：地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场.地球磁体的N极位于地理南极附近，地球磁体的S极位于地理北极附近，地磁极与地理极并不重合(如图1所示)，并有围绕地理极做周期性运动的现象.图12.磁性材料：(1)定义：磁性材料是指磁化后磁性很强的物质，也叫铁磁性物质.(2)二、初识磁场1.磁场的来源：磁体和电流周围都存在磁场.2.电流的磁效应：(1)丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.(2)实验现象：放在一条通电导线附近的小磁针发生了偏转，最后停在与导线垂直的方向上.3.磁场是物质存在的一种特殊形式：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，通电导体与通电导线之间的相互作用，都是通过磁场发生的.4.磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流产生力的作用.三、磁场的描述1.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，就是该点的磁场方向.2.磁感线：(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致.(2)特点：磁感线的疏密程度反映磁场强弱，磁场强的地方磁感线密.3.几种常见的磁场(1)磁体周围的磁场(如图2)图2在磁体外部磁感线由N极指向S极.(2)电流周围的磁场磁感线的方向由安培定则判定：①通电直导线(或直线电流)周围的磁场用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图3所示.图3②环形电流或通电螺线管周围的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向或通电螺线管内部磁感线方向，也即指向螺线管的N极，如图4所示.图4判断下列说法的正误.(1)首先发现电流的磁效应的是丹麦物理学家奥斯特，他发现电流的周围能产生磁场.(√)(2)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.(×)(3)磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的.(√)(4)通电直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆.(√)(5)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁铁周围的磁场.(√)(6)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场，用安培定则判断时，大拇指指的都是磁场方向.(×)一、磁场和磁感线1.对磁场的认识(1)磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质.存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围.(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的.2.磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在.(2)磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针静止时N极受力的方向.(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱.(4)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极.(5)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断.3.地磁场(如图5所示)图5(1)地磁北极正上方磁场方向竖直向上，地磁南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)在南半球离地理南极较远处，地磁场方向指向北偏上方；在北半球离地理北极较远处，地磁场方向指向北偏下方.(4)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，通常不能直接到达地球.因此地磁场对地球上的生物有保护作用.例1(多选)下列关于磁场和磁感线的说法中，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.磁感线可以用铁屑来显示，因而是真实存在的D.磁感线上每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指的方向一致答案AD解析磁场和电场一样，是客观存在的物质，A正确，B错误；磁感线实际上并不存在，C错误；磁感线每一点的切线方向表示该点的磁场方向，也是小磁针静止时N极受力的方向，D 正确.例2(多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“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，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图 6.结合上述材料，下列说法正确的是( )图6A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.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答案ABD解析地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；地磁场的竖直分量在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，C错误，A、B、D项正确.[学科素养] 例2考查了学生对地磁场知识的了解程度，体现了“物理观念”的学科素养.又通过《梦溪笔谈》中的这个例子，让学生了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，体现了“科学态度与责任”的学科素养.二、电流的磁场安培定则例3电路没接通时两枚小磁针方向如图7，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向.图7答案见解析解析接通电源后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动至N极水平向左，小磁针2顺时针转动至N极水平向右.1.小磁针在磁场中受力方向的判断：小磁针N极的受力方向(小磁针静止时N极的指向)与磁感线的切线方向一致.2.“同名磁极相斥，异名磁极相吸”只适用于小磁针处于磁体产生的磁场或环形电流、通电螺线管外部，而在通电螺线管内部不适用.针对训练当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( )答案 C解析通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；通电直导线电流竖直向上，根据右手螺旋定则，磁场的方向为逆时针(从上向下看)，因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；环形导线的电流方向如题图C所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时北极指向左，故D错误.三、磁现象的电本质安培分子电流假说(1)法国学者安培提出：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流.分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极.(如图8所示)图8(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图9甲)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙).图9(3)安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的.例4(多选)关于磁现象的电本质，下列说法正确的是( )A.除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的B.根据安培分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极C.一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用D.磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁答案BC解析永久磁铁的磁场也是由运动电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的，故A错误.没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同，分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极，故B正确.由安培分子电流假说知C正确.磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电，D错误.1.(磁感线的理解)如图10是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是( )图10A.a点的磁场方向为图中B a指向B.b点的磁场方向为图中B b指向C.a点的磁场比b点的磁场强D.a点的磁场比b点的磁场弱答案 C解析磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误.磁感线疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点的磁场比b点的磁场强，故C正确，D错误.2.(安培定则的应用)如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是( )答案 D解析电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看)，故A错误；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看)，故B错误；图C、D中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C错误，D正确.3.(安培定则的应用)如图11所示，一通电螺线管通有图示电流，1、2、4小磁针放在螺线管周围，3小磁针放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是( )图11A.1B.2C.3D.4答案 B解析小磁针静止时的N极指向为该处的磁感线方向，根据安培定则可知通电螺线管的右端为N极，左端为S极，内部磁感线方向是从左到右，外部磁感线方向是从右到左，故只有2小磁针的N、S极标注正确.4.(地磁场、电流磁效应)(多选)(2015·全国卷Ⅱ)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，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.5.(磁现象的电本质)(多选)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是( )A.永久磁铁的磁场B.直线电流的磁场C.环形电流的磁场D.软铁棒被磁化的现象答案AD解析安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A、D是正确的；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的.分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的.考点一磁场和磁感线特点1.(多选)关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有( )A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B.磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线答案AB解析磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场具有能量，所以是一种物质，A正确；磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的切线方向可表示磁场的方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的北极出发，到南极终止；在磁体内部，从南极指向北极，C错误；用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线.没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线，故D错误.考点二电流的磁场安培定则2.如图1所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转.首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是( )图1A.物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内B.天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内C.物理学家牛顿，但小磁针静止不动D.物理学家奥斯特，小磁针的N极垂直转向纸内答案 D解析发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，根据右手螺旋定则和小磁针N极所指的方向为该点磁场方向可知D对.3.如图2所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )图2A.小磁针N极向里转B.小磁针N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动答案 A解析由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里.而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转.4.如图3所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，认为它们的磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针N极(黑色一端)的指向正确的是( )图3A.aB.bC.cD.d答案 B解析由右手螺旋定则可知，直导线AB的磁场方向(从上往下看)为逆时针方向，根据小磁针静止时N极的指向即为磁场的方向，则有a磁针方向错误；而通电螺线管左端为S极，右端为N极，因此c磁针方向错误，b磁针的方向正确；对于电磁铁D，左端相当于N极，右端相当于S极，故d磁针的方向错误，故选B.5.如图4所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该( )图4A.沿x轴的正方向B.沿x轴的负方向C.沿z轴的正方向D.沿z轴的负方向答案 B解析电子沿y轴正方向移动，相当于电流方向沿y轴负方向，根据安培定则可判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向，故选项B正确.6.磁铁的磁性变弱，需要充磁.充磁的方式有两种，图5甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是(充磁时应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同)( )图5A.a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极B.a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极C.a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极D.a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极答案 B解析甲图中，因磁铁在螺线管的内部，应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极，右端是S极)，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；乙图中，同理可知，右端是螺线管N极，左端是S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，B选项正确. 考点三地磁场磁现象的电本质7.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是( )答案 B8.(多选)如图6所示，被磁化的回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是( )图6A.回形针下端为N极B.回形针上端为N极C.用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D.用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了答案AC解析回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，故回形针的下端为N极，A对，B错；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，故C对，D错.。
第三章第一二节认识磁场
3．磁性材料． (1)磁性：永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性． (2)磁极：磁体的各部分上磁性强弱不同，磁性最强 的区域叫磁极． (3)磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异 名磁极相互吸引．
难 点
1.地磁场的特点
. 2.安的磁现象
提炼知识 1．地磁场． (1)地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫 __地__磁__场_____．
(2)地磁场能够使指南针在_静__止___时沿地球的南北方 向取向，地球的 N 极(北极)位于地理_南__极__附近，地球的 S 极(南极)位于地理_北__极__附近，但地磁极与地理极并不重 合．
项目
直线电流的 磁场
无磁极，非
特 点
匀强磁场而 且距离导线 越远磁场越
弱
通电螺线管的 磁场
与条形磁铁的 磁场相似，管 内为匀强磁场 而且磁场最强 ，管外为非匀 强磁场
环形电流的 磁场
环形电流的 两侧是N极和 S极且离圆环 中心越远， 磁场越弱
项目
直线电流的 通电螺线管 环形电流的
磁场
的磁场
磁场
安培定 则
知识点三 安培分子电流假说
提炼知识 1．法国学者安培提出了著名的_安__培_分__子__电_流__假__说____： 在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流叫 __分_子__电__流____，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁 体，它的两侧相当于两个_磁__极__．
2．我们用安培分子电流假说可以解释很多磁现象， 如一根未被磁化的铁棒之所以对外不显示磁性，是因为内 部分子电流的取向是__杂_乱__无__章____；磁化后的磁体在受到 高温或猛烈的敲击时会失去磁性，这是因为 __分_子__电__流_的__规__则_____取向被破坏．