【人教版】2019年物理选修1-1：2.1、2《指南针与远洋航海、电流的磁场》ppt课件.ppt

理解教材新知 第二章磁场 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 把握热点考向 考向一 考向二 应用创新演练 第一 二节指南针与远洋航海电流的磁场 知识点三 考向三 1 我国是最早发明和使用指南针的国家 指南针的发明推动了世界航海事业的发展 2 磁体在空间产生磁场 磁体间的作用通过磁场实现 在磁场中某一点小磁针北极受力的方向是该点的磁场方向 磁感线上每一点的切线方向都与该点磁场方向一致 磁感线的疏密反映磁场的强弱 3 地磁场的北极 N极 在地理南极附近 地磁场的南极 S极 在地理北极附近 地球的地理两极与地磁两极并不重合 存在一个夹角叫做地磁偏角 4 电流的周围存在磁场 电流的磁场方向用安培定则判断 直线电流的磁感线是围绕导线的同心圆 通电螺线管的磁感线与条形磁体相似 1 我国是最早在航海上使用的国家 郑和下西洋的宝船上装备着罗盘 用罗盘指引航向 探索航道 将船舶航向的变动与指南针指向变动的对应关系总结出来 画出的航线在古代称做 或 指南针 针路 针径 2 在宋 元两代 中外交往和贸易频繁 我国发明的指南针传到了欧洲和亚洲的许多国家 推动了世界航海事业的发展 使得近代欧洲的远洋探险用 罗盘 导航成为可能 3 意大利航海家哥伦布在远洋探险中观测到了磁偏角 葡萄牙航海家麦哲伦完成了环球航行 确立了新的地球观 这些远洋航行的成功都离不开指南针 指南针 1 指南针的广泛应用 促进了 A 人们对太阳磁场的认识B 航海事业的发展C 人们对地球磁场的认识D 对电流磁场的认识 解析 因为指南针的发明 促进了航海事业的发展 远洋航行使人类第一次认识了地球 确立了新的地球观 答案 BC 自学教材 1 磁场 1 磁体在空间产生 磁场使磁体间不必接触便能相互作用 磁场 2 磁场是有方向性的 物理学上规定 在磁场中的某一点小磁针受力的方向 也就是小磁针时北极所指的方向 就是那一点的磁场方向 3 所谓磁感线 就是在磁场中画出一些有的曲线 在这些曲线上 每一点的都与该点的磁场方向一致 北极 静止 方向 切线方向 2 磁性的地球 1 利用磁感线可以形象地描述磁场 磁针能指南北 说明地球有磁场 地球相当于一个大磁体 地理两极与地磁两极并不 它们之间存在着一个夹角 这个角就是 重合 磁偏角 2 宇宙中许多天体都有磁场 太阳表面的 耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关 3 月球 火星不像地球那样是个全球性的磁场 因此指南针在月球 火星上工作 黑子 不能 重点诠释 1 对磁感线的认识 1 概念 磁感线是为了形象地描述磁场而人为画出的线 磁场中实际上并不存在磁感线 2 磁感线的特点 在磁体外部 磁感线从北极发出 进入南极 在磁体内部由南极回到北极 因此磁感线是闭合曲线 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线越密的地方磁场越强 磁场方向在过该点的磁感线的切线上 磁感线不相交 不相切 也不中断 3 几种特殊磁体的磁感线分布 如图2 1 1所示 图2 1 1 2 对地磁场的理解 1 地球的磁场与条形磁铁的磁场相似 其主要特点有三个 地磁场的N极在地球南极附近 S极在地球北极附近 地磁场的水平分量总是从地球南极指向地球北极 而竖直分量在南半球垂直地面向上 在北半球垂直地面向下 赤道平面上 距离地球表面高度相等的点 磁感应强度相等 且方向水平向北 2 地磁偏角的数值在地球上的不同地点是不同的 而且由于地球磁极的缓慢移动 磁偏角也在缓慢变化 2 地球是一个大磁体 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 地磁场的北极在地理南极附近 赤道附近地磁场的方向和地面平行 北半球地磁场的方向相对地面是斜向上的 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 B C D 解析 地面上小磁针静止时 小磁针的南极应指向地磁场的北极 地磁场的南极在地理北极附近 地磁场的北极在地理南极附近 因此地磁场的方向只有在赤道附近时才和地面平行 在北半球斜向下方 在南半球斜向上方 答案 D 自学教材 1 电流的磁效应 1 1820年 发现 把一根导线平行地放在磁针的上方 给导线通电时 磁针发生了偏转 说明电流也能产生 这个现象称为 奥斯特 磁场 电流的磁效应 2 意义 电流磁效应的发现 用实验展示了电与磁的联系 说明电与磁之间存在着相互作用 对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义 2 电流磁场的方向 1 直线电流的磁场 安培定则 右手握住导线 让伸直的拇指所指的方向与的方向一致 那么弯曲的四指所指的方向就是的环绕方向 电流 磁感线 2 环形电流的磁场 安培定则 用右手握住环形导线 让弯曲的四指所指的方向跟的方向一致 伸直的拇指所指的方向就是环形导线上磁感线的方向 电流 中心轴线 3 通电螺线管的磁场 安培定则 用右手握住螺线管 让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致 拇指所指的方向就是螺线管内部的方向 也就是说拇指指向通电螺线管磁场的 磁感线 N极 重点诠释 1 直线电流的磁场如图2 1 2所示 图2 1 2 1 纵截面图中的 号表示磁场方向垂直进入纸面 号表示磁场方向垂直射出纸面 2 直线电流的磁场无磁极 距导线越远 磁场越弱 2 通电螺线管的磁场如图2 1 3所示 图2 1 3 3 环形电流的磁场两侧是N极和S极 离圆环中心越远 磁场越弱 如图2 1 4所示 图2 1 4 特别提醒 1 安培定则判定的是螺线管内部磁感线的方向 螺线管外部磁感线方向与内部方向相反 2 通电长直螺线管可等效为条形磁铁 大拇指所指端可等效为磁铁的N极 3 如图2 1 5所示 a b 是直线电流的磁场 c d 是环形电流的磁场 e f 是螺线管电流的磁场 试在各图中补画出电流方向或磁感线方向 图2 1 5 解析 根据安培定则 可以确定 a 中电流方向垂直纸面向里 b 中电流的方向从下向上 c 中电流方向是逆时针 d 中磁感线方向向下 e 中磁感线方向向左 f 中磁感线方向向右 答案 见解析 例1 下列有关磁场的说法中 正确的是 A 磁体周围的空间存在着看不见 摸不着的磁场B 磁极间的相互作用是通过磁场发生的C 磁场是有方向的 在磁场中的不同位置 其磁场方向一般不同D 在磁场中的某点 小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同 审题指导 解此题要明确两点 1 磁场是客观存在的物质 2 磁场的方向是人为规定的小磁针N极受力方向 解析 磁场虽然看不见 摸不到 但它是一种客观存在的物质 它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用 磁极间的相互作用就是通过磁场发生的 磁场具有方向性 在磁场中的某点 小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致 南极所受磁场力的方向跟该点的磁场方向相反 磁场方向的另一种描述方法 故A B C正确 D错 答案 ABC 1 电场 磁场 重力场 引力场 它们有非常接近的性质 看不见 摸不着 但却是客观存在的特殊物质 2 磁场不仅有大小而且有方向 磁场的方向规定为小磁针N极受力方向或者小磁针静止时N极所指的方向或者磁感线的切线方向 1 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 电流与电流间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和磁场产生的D 磁场和电场是同一种物质 解析 磁极与磁极的相互作用 实质上是磁极在磁场中受到的力 所以A正确 电流对电流的相互作用 其实质是一个电流在另一电流产生的磁场中 受到磁场对它的作用力 所以B不对 磁极与电流的相互作用 是磁极在电流产生的磁场中的受力 而不是电场力 所以C不对 磁场和电场性质 本质不同 所以它们不是同一种物质 所以D不正确 答案 A 例2 如图2 1 6所示为磁铁旁边静止的小磁针所处的位置 试判断各图中磁铁的南 北极 图2 1 6 思路点拨 小磁针静止时N极所指的方向为该处磁场的方向 也是磁感线的切线方向 解析 在磁铁内部磁感线由S极到N极 在磁铁外部 磁感线由N极到S极 根据小磁针静止时N极指向 即可确定各磁铁的南 北极 答案 a 右端为S极 左端为N极 b 左端为N极 右端为S极 c 左端为N极 右端为S极 d 左端为S极 右端为N极 e 两端同为S极 要准确掌握各种常见磁铁的磁感线的分布 再根据某点的磁场方向与该点的磁感线的切线方向一致进行判定 2 图2 1 7是几种常见磁场的磁感线分布示意图 下列说法正确的是 图2 1 7 A 图 a 中a端是磁铁的S极 b端是磁铁的N极B 图 a 中a端是磁铁的N极 b端是磁铁的S极C 图 b 是两异名磁极的磁感线分布示意图 c端是N极 d端是S极D 图 b 是两异名磁极的磁感线分布示意图 c端是S极 d端是N极 解析 图 a 是条形磁铁外部磁感线分布示意图 外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来 进入磁铁的S极 故A对 B错 图 b 是两异名磁极磁感线分布示意图 磁感线仍然是从N极出来 进入磁铁的S极 故C错 D对 答案 AD 例3 如图2 1 8所示 电路没接通时三个小磁针方向如图 接通电路后确定三个小磁针的转向及最后N极的指向 其中小磁针3在螺线管内部 图2 1 8 思路点拨 根据安培定则判断通电螺线管周围磁场的分布 依据N极受力方向是该点磁场方向判断 解析 通电后 由安培定则确定三个小磁针所在位置处的磁场方向 然后根据小磁针静止时N极指向与磁感线方向一致 即可判定小磁针的转动 由安培定则可知螺线管内部磁感线方向由左向右 故小磁针3顺时针转动 最后N极向右 小磁针1所在位置处磁场方向向左 故小磁针1逆时针转动 最后N极指左 小磁针2所在位置处磁感线方向向右 小磁针2顺时针转动 最后N极指右 答案 小磁针1逆时针转动 最后N极指左 小磁针2顺时针转动 最后N极指右 小磁针3顺时针转动 最后N极指右 1 根据安培定则可知 只要知道了电流方向或电流产生的磁场方向中的一个方向 就可以判断出另一个方向 2 通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似 也是从N极出来 进入S极 通电螺线管内部的磁感线跟螺线管的轴线平行 方向由S极指向N极 并和外部的磁感线连接 形成一些环绕电流的闭合曲线 图2 1 9 3 如图2 1 9所示 环形导线的A B处另用导线与直导线ab相连 1 图中标出了环形电流磁场的方向 则C和D接电源