选修3-1学案第3章第1节我们周围的磁现象第2节认识磁场

第一节我们周围的磁现象第二节认识磁场学习目标知识脉络(教师用书独具)1.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其在现代生产和生活中的应用．2.了解地磁场的分布、变化以及对人类生活的影响．(重点)3.了解磁性材料．4.知道磁场的概念，理解磁场的方向．(重点)5.知道磁感线的定义，记住几种特殊磁场的磁感线分布，学会用安培定则判断电流的磁场方向．(重点、难点)6.了解安培分子电流假说．[自主预习·探新知][知识梳理]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做地磁场．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．2．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、认识磁场1．磁场的来源：磁体、通电导体的周围都存在磁场．2．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，都是通过磁场发生作用的．磁场是物质存在的一种特殊形式．3．磁场性质：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与该点的磁场方向一致．(2)特点：磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁场强的地方磁感线密，磁场弱的地方磁感线疏．2．电流的磁场和安培定则通电直导线周围的磁场、环形电流的磁场和通电螺线管的磁场，它们的磁感线的方向都可以用安培定则判定：(1)直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．(2)环形电流和通电螺线管的磁场：让右手弯曲的四指与电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形电流轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向．四、安培分子电流假说1．分子电流假说：任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个物质分子都成为一个微小的磁体．2．安培的假设能很好的解释磁化和退磁．3．磁现象的本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是电荷的运动产生的．[基础自测]1．思考判断(1)地球的地磁两极和地理两极重合．()(2)信鸽是通过地球的磁场来导航的．()(3)磁场看不见、摸不着，实际不存在．()(4)磁场的方向就是小磁针北极受力方向．()(5)磁感线是为描述磁场而虚拟的，实际不存在．()(6)磁感线不同于电场线，磁感线可以相交．()(7)静止的电荷周围既存在的电场，又存在磁场．()(8)有磁必有电，有电必有磁．()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2．磁场的基本性质是()A．能使小磁针发生偏转B．能够吸引铁、钴、镍等物质C．能够产生磁感线D．能对放在其中的磁体产生力的作用D[磁场的基本性质是能对放在其中的磁体或电流产生力的作用，选项D正确．]3．如图3-1-1所示，水平直导线ab通有向右的电流I后，置于导线正下方原来静止的小磁针的S极将()图3-1-1A．向纸外偏转 B．向纸内偏转C．在纸面内顺时针转过90° D．不动A[根据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针N极向里、S极向外偏转，A项正确．]4．在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面，则该位置是()【导学号：】A．地磁北极附近 B．地磁南极附近C．赤道附近 D．无法确定A[根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极指向的位置应是地磁场的北极，故选项A正确．][合作探究·攻重难]对磁场及地磁场的理解1.电场与磁场的比较比较项目电场磁场不同点产生电荷周围磁体、电流、运动电荷周围基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊特质，具有质量和能量2．地磁场的特征(1)地球本身就是一个大磁体，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近．(2)在赤道平面上，距离地球表面等高的各点，地磁场强弱程度相同，且方向水平向北．(3)在北半球上空某点的地磁场的方向斜向下指向北方；在南半球上空某点的地磁场的方向斜向上指向北方．地磁场的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下．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S极靠近小磁针B．一定是小磁针正北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东向西水平通过D．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过思路点拨：D[正常情况下，由于地磁场的作用，小磁针的N极应指向北方，而小磁针的N极向东偏转，说明小磁针受到外加磁场的作用，可能在小磁针的东方有一条形磁铁的S极靠近小磁针，可能在小磁针的西方有一条形磁铁的N极靠近小磁针，也可能是在小磁针正上方有电子流自南向北水平通过，产生了由北向南的电流，使小磁针的N极向东偏转．所以选项D正确．][针对训练]1．(多选)下列说法正确的是()A．地球是一个巨大的磁体，其N极在地球南极附近，S极在地球北极附近B．地球表面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．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AB[地球周围的磁场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；在地球上的不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此选项C错误．]对磁感线及电流的磁场的理解1．磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点引入目的形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)不同点闭合曲线起始于正电荷或无穷近，终止于无穷远或负电荷2.三种电流的磁场的特点对比直线电流环形电流通电螺线管安培定则特点(1)通电直导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，实际上电流的磁场应为空间图形(2)直线电流的磁场无磁极(3)磁场的强弱与距导线的距离有关．离导线越近，磁场越强；离导线越远，磁场越弱(1)环形电流的磁场类似于条形磁铁的磁场，其两侧分别是N极和S极(2)由于磁感线均为闭合曲线，所以环内、外磁感线条数相等，故环内磁场强，环外磁场弱(3)环形电流的磁场在微观上可看成无数根很短的直线电流磁场的叠加(1)内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极(2)环形电流宏观上其实就是只有一匝的通电螺线管，通电螺线管则是由许多匝环形电流串联而成的．因此，通电螺线管的磁场也就是这些环形电流磁场的叠加电路没接通时两枚小磁针方向如图3-1-2，试确定电路接通后两枚磁针的转向及最后的指向．图3-1-2【解析】接通电路后，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，小磁针2顺时针转动．【答案】小磁针1逆时针转动，小磁针2顺时针转动小磁针在磁场中受力的判断方法(1)当小磁针处于磁体产生的磁场，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向．(2)当小磁针处于直线电流的磁场中，或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针N极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁针的受力方向．[针对训练]2．如图3-1-3所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是()图3-1-3A．全向里B．全向外C．a向里，b、c向外D．a、c向外，b向里D[开关闭合后，环形电流中存在顺时针方向的电流，根据安培定则可判知：环内磁场方向垂直于纸面向里，环外磁场方向垂直于纸面向外．磁场的方向就是小磁针静止时N极的指向，所以小磁针b向里偏转，小磁针a、c向外偏转．][当堂达标·固双基]1．(多选)关于磁场和电场，下列说法中正确的是()A．磁场和电场一样，是同一种物质B．磁场的最基本特性是对处在磁场中的磁极或电流有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的D．电流与电流之间的相互作用是通过电场进行的BC[磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同，因此不是同一种物质，故A错误．磁场的基本特性是对放入其中的磁极或电流有力的作用，B正确．磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间都是通过磁场相互作用的，C正确，D错误．]2．下列各选项中是直线电流、环形电流磁场的磁感线分布图，其中电流方向与磁感线方向关系正确的是()A[电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场方向为逆时针方向(从上向下看)，故A正确；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场方向为顺时针方向(从上向下看)，故B错误；图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知内部磁场方向应向右，故C错误；由右手螺旋定则可知内部磁感线方向向左，故D错误．]3．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，则()【导学号：】A．A、B一定互相吸引B．A、B一定互相排斥C．A、B之间有可能无磁场力作用D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥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，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