2024-2025学年高中物理第5章磁场第1节磁场学案鲁科版选修3-1

PAGE6-第1节磁场[学习目标]1.了解我国古代在磁现象方面的探讨成果及其对人类文明的贡献。了解地球的磁场分布、改变以及对人类生活的影响。(科学看法与责任)2.了解磁场的概念，知道磁场的基本特性。(物理观念)3.知道磁体之间、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。(科学思维)一、我国古代的磁应用1．磁石古人认为磁石吸铁犹如慈母召子，故又把磁石称为慈石。2．磁极古人发觉，不管形态如何，任何磁体都有两个磁极。3．指南针指南针是我国古代四大独创之一，由原来的司南发展而来，它的独创对促进人类航海事业起了重大作用。二、磁场1．定义：磁体或电流四周存在的一种特别物质。2．基本性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用。3．产生：(1)磁体四周存在磁场；(2)电流四周存在磁场——电流的磁效应(1820年丹麦物理学家奥斯特首先发觉)。4．磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。三、地球的磁场1．地磁场：地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极旁边，S极位于地理北极旁边。2．磁偏角：地磁场的两极与地理的两极并不重合。水平放在地面上的可以自由转动的小磁针的指向与正南正北方向之间的夹角叫磁偏角。1．思索推断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)磁场看不见，摸不着，实际不存在。 (×)[提示]磁场是一种客观存在的物质。(2)磁体和电流都会产生磁场，磁极与电流的相互作用是通过磁场产生的。 (√)(3)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 (√)(4)磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力的作用。 (√)(5)地理的南北极与地磁场的南北极并不重合，地磁场的北极在地理北极旁边。 (×)[提示]地磁场的北极在地理的南极旁边。2．关于磁场，下列说法正确的是()A．只有磁铁四周才有磁场B．电荷的四周除有电场之外还有磁场C．电流产生磁场说明电和磁是相互联系的D．磁铁四周的磁场与电流四周的磁场是形式完全不同的磁场C[磁体和电流四周都存在磁场，而且是同种性质的磁场，静止电荷四周没有磁场，A、B、D错误；电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系，C正确。]3．关于地磁场，下列叙述正确的是()A．地磁两极和地理两极完全重合B．我们用指南针确定方向，指南的一端是指南针的北极C．地磁北极与地理南极重合D．地磁北极在地理南极旁边D[地球是一个大磁体，其磁北极(N极)在地理南极旁边，磁南极(S极)在地理北极旁边，并不重合，指南针指南的一端是指南针的南极(S极)，D正确，A、B、C错误。]对磁场的相识1.磁场的客观性：磁场是磁体和电流四周存在的一种特别物质，它虽然看不见，摸不着，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的一种物质。2．磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极或电流有力的作用。磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流和电流之间都是通过磁场相互作用的。3．对磁现象的理解(1)磁极与磁体之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都会发生相互作用，这些相互作用都是通过磁场发生的，这是磁现象的电本质，图示如下：(2)任何一个磁体都有N、S两个磁极，不存在单极磁体。【例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极或电流有力的作用B．磁场是看不见摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种物质C．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才存在D．磁场的存在与推翻定于人的思想，想其有则有，想其无则无A[磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流产生力的作用，磁场是一种看不见摸不着，但客观存在的特别物质，它始终存在于磁体或电流的四周，只有选项A正确。]磁场和电场的区分与联系磁场电场场的存在电流、磁体、运动电荷四周电荷四周对静止电荷无作用力有作用力对磁体有作用力无作用力本质运动电荷产生的电荷产生的相同点都是特别形态的物质；力的作用效果都是通过“场”发生的eq\a\vs4\al([跟进训练])1．下列说法中正确的是()A．只有磁铁四周才有磁场B．电荷的四周确定有电场和磁场C．磁铁四周的磁场与电流四周的磁场是两种不同的磁场D．电流能产生磁场说明电和磁是有联系的D[磁铁和电流四周都有磁场且性质相同，而电流是电荷定向移动形成的，所以，运动电荷四周既有电场又有磁场，而静止电荷四周只有电场，选项A、B、C错误。电流能产生磁场就是电和磁有联系的证明，故选项D正确。]对地磁场的相识1.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。2．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，其运动方向会发生改变，不能干脆到达地球。因此地磁场对地球生命有爱护作用。3．磁偏角的形成磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角，磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角。【例2】(多选)下列说法正确的是()A．地球是一个巨大的磁体，其磁体的N极在地球南极旁边，磁体的S极在地球北极旁边B．地球表面的磁场的竖直重量在南半球垂直于地面对上，在北半球垂直于地面对下C．地球的四周存在着磁场，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[由地磁场的特点可知，A、B正确；地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，两极旁边地磁场最强，D错误；在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，C错误。]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)当作地磁场的南极(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旁边。(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重量。eq\a\vs4\al([跟进训练])2．在地球表面的某位置，发觉能自由转动的小磁针静止时S极竖直指向地面，则该位置是()A．地磁北极旁边 B．地磁南极旁边C．赤道旁边 D．无法确定A[地球是个大磁体，地球表面旁边的大部分地区的磁场方向基本上是沿南北方向的。因为小磁针静止时北极总指向该处磁场的方向，所以在地球表面旁边的大部分地区小磁针静止时总是指南北。但是在地球的南北极旁边，即地磁场的南北极旁边，地磁场是竖直方向的，从而出现了小磁针沿竖直方向静止的特别状况。由于小磁针的S极竖直指向地面，该处应当为地理南极，即地磁场的北极旁边。]课堂小结知识脉络3种磁场——磁铁磁场、电流磁场和地磁场1种现象——“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”1个概念——磁偏角1．下列关于磁场的说法正确的是()A．地理的北极就是地磁场的北极B．安培发觉了电流的磁效应C．磁场是客观存在的，但是磁感线是人们假想出来的D．某点磁场的方向与小磁针静止时S极的指向相同C[地磁场的南极在地理的北极旁边，A错误；奥斯特发觉了电流的磁效应，B错误；磁场具有能量，是客观存在的，但是磁感线是人们为了便利探讨磁场而假想出来的，C正确；某点磁场的方向与小磁针静止时N极的指向相同，D错误。]2．如图所示的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，司南能指南北的缘由是()A．地球四周有电场B．地球四周有磁场C．月球四周有磁场D．太阳四周有磁场B[地球四周存在磁场，磁场方向外部由地理南极指向地理北极，所以司南能指南北，B对。]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()A．A、B确定相互吸引B．A、B确定相互排斥C．A、B之间有可能没有磁场力的作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥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确定有磁性。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吸引。若A有磁性，则A、B两磁体都分别有N极和S极，当它们的同名磁极相互靠近时，相互排斥；当异名磁极相互靠近时，相互吸引。这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用。故选项D正确。]4．如图所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，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[我们已经知道地球的地理北极点上可以近似地认为是地磁的南极，依据磁体的同名磁极相斥，异名磁极相吸，所以小磁针的N极将竖直向下，故选D。]5．如图所示，a、b为两根外形完全相同的铁棒，让一端靠近另一端中部，当手提a棒时，甲图中b棒下落，乙图中b棒不下落，则可得()甲