1、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.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)1地球的地磁两极
2、和地理两极重合()2信鸽是通过地球的磁场来导航的()3银行信用卡是磁性材料的一种应用()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你知道指南针为什么指南吗？图311【提示】地球周围存在磁场，水平放置的小磁针在地磁场作用下静止时，北极(N极)总是指向北，南极(S极)总是指向南认 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1奥斯特实验发现了电流的周围存在磁场()2磁场看不见，摸不着，实际不存
3、在()3磁场的方向就是小磁针北极受力方向()磁场是一种无法看到的特殊物质，怎么才能证明磁场的存在？【提示】利用小磁针在磁场中受力运动如图312所示，导线与地面平行，在导线正下方的A处有一可自由转动的小磁针图312探讨1：导线通入电流I时，导线正下方的小磁针一定转动吗？为什么？【提示】不一定，若导线中的电流在A处所产生的磁场方向与地磁场方向一致，则导线通电后，小磁针则不发生转动探讨2：若将导线沿南北方向放置，导线通电后，则发现小磁针发生了明显地转动此实验揭示了什么规律？【提示】通电导线可以产生磁场，揭示了电与磁之间存在着联系1磁场的客观性磁场是磁体和电流周围存在的一种特殊物质，它虽然看不见、摸不
4、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2磁场的方向物理学中规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力方向，即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向3磁场的性质对放入其中的磁体或电流有力的作用1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【解析】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【答案】D2(多选)关于磁场和电场，下列说法中正确的是() 【导学号：62032031】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
5、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【解析】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【答案】BC3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()AA、B一定互相吸引BA、B一定互相排斥CA、B之间有可能无磁场力作用DA、B可能互相吸引，也可能互相排斥【解析】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
6、，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的吸引作用若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引【答案】D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体、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物质，都具有能量磁 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跟这点的磁场方向一致(2
7、)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，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1磁感线是闭合的曲线()2磁感线是为描述磁场而虚拟的，实际不存在()3磁感线不同于电场线，磁感线可以相交()有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极，你
8、认为对吗？【提示】不对，在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极，而在磁体内部，磁感线是从南极指向北极如图313所示，螺线管内部小磁针静止时N极指向右方图313探讨1：螺线管内部磁场沿什么方向？螺线管c、d端，哪端为N极？【提示】由c指向d.d端为N极探讨2：小磁针放在螺线管上方e处，静止时N极指向什么方向？【提示】向左探讨3：电源的a、b端，哪端为正极？【提示】a端1磁感线的特点(1)磁感线是为描述磁场，而假想的曲线，实际不存在(2)磁感线是闭合的曲线(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱(4)磁感线上任一点的切线方向为该点磁场方向(5)磁感线不相交、不中断2常见磁场的磁感线分布(1)常见永磁体的磁场(
9、如图314)图314(2)三种常见的电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流环内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管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4如图315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315A向纸外偏转B向纸内偏转C在纸面内顺时针转过90D不动【解析】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【答案】A5.如图316所示，环形导线周围有
10、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() 【导学号：62032032】图316A全向里B全向外Ca向里，b、c向外Da、c向外，b向里【解析】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【答案】D6磁场中某区域的磁感线如图317所示，则()【导学号：62032125】317Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbCa、b两处磁场方向一定相同Da处没有磁感线，所以磁感应强
11、度为零【解析】由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以BaBb，故A错误，B正确磁场中某点的磁场方向与磁感线在该点的切线方向相同，由题图判断，a、b两点磁场方向不同，故C错误磁感线是用来描述磁场的，不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，那样将会与不画磁感线产生相同的效果，故D错误【答案】B磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点意义用来形象地描述磁场方向和强弱而假想的线用来形象地描述电场的方向、强弱而假想的线方向某点的切线方向为磁场方向，也是小磁针N极的受力方向某点的切线方向为电场方向，也是正电荷受电场力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交在空间不相交不同点闭合曲
12、线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不是闭合曲线安 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1安培的假说很好的解释了磁化和退磁()2静止的电荷周围既存在的电场，又存在磁场()3有磁必有电，有电必有磁()1根据安培分子电流的假说，你认为磁现象的本质是什么？【提示】磁现象都是运动的电荷产生的2怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性？【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章，从而失去磁性学业分层测评(
13、十四)我们周围的磁现象认识磁场(建议用时：45分钟) 学业达标1(多选)关于磁性材料的分类和应用，下列说法中正确的是()A任何物质在外磁场中都或多或少地被磁化，因此，所有物质都是磁性物质B磁性物质中的软磁性材料是指硬度比较小的且容易变形的材料C软磁性材料是指磁化后容易去磁性材料D在需要反复磁化的场合应该选用软磁性材料【解析】由于磁性材料是指磁化后磁性很强的材料，故A错误；软磁性材料不是指材料的硬度，是指磁化后容易去磁的材料，故B错误，C正确；在需要反复磁化的场合，也就是外磁场消失后，材料的磁性立即消失，反之立即被磁化，由此知应该选用软磁性材料，故D正确，故选C、D.【答案】CD2关于地磁场，下
14、列说法中正确的是()A地磁两极跟地理两极完全重合B世界上第一个论述磁偏角的科学家是我国的张衡C地球的地磁北极与地理南极重合D地球的地磁北极在地理南极附近【解析】地磁场的两极与地理两极并不重合，而且地磁场的两极在缓慢移动，A错误地球的地磁北极在地理南极附近，而不是重合，D正确，C错误我国的沈括是世界上第一个论述磁偏角的人，B错误【答案】D3磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，对磁场认识正确的是()A磁感线有可能出现相交的情况B磁感线总是由N极出发指向S极C某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致【解析】根据磁感线的特点：(1)磁感线在
15、空间内不能相交；(2)磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极；(3)磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向)可判断选项A、B错误，C正确，D错误【答案】C4根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想如果对地磁场也通用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷那么由此判断地球应该()A带负电B带正电C不带电D无法确定【解析】根据地球磁场的N极在地球的南极附近，由安培定则，大拇指指向地球南极，四指的指向应为电流的方向，四指的指向与地球自转方向相反，故应带负电【答案】A5图318是一种利用电磁原理制造的充气泵的结构示意图，其工
16、作原理类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，以下选项中正确的是()图318A电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极B电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极C电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极D电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极【解析】当电流从a端流入电磁铁时，根据安培定则判断出电磁的上端为S极，此时它能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极【答案】D6图319为电流产生的磁场分布图，其中正确的是()图319ABCD【解析】由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正确，错误和为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出错误，正确故正确选项为C.
17、【答案】C7(多选)我们在看中央台体育频道的围棋节目时会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以自出移动，但是不会掉下来，棋盘和棋子都是由磁性材料做成的，棋子不会掉落是因为()A质量小，重力可以忽略不计B受到棋盘对它向上的摩擦力C棋盘对它向上的摩擦力与重力平衡D它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力【解析】本题考查包括磁场力在内的受力分析，解题时可根据力学规律按平衡条件进行分析由题意知，磁场力在水平方向，与竖直方向的受力无关，棋子之所以能平衡，主要是重力和摩擦力平衡，因此BC正确【答案】BC8(多选)南极考察经常就南极特殊的地理位置进行科学测量，“雪龙号”考察队员一次实验如下：在地球南极附近
18、用弹簧测力计竖直悬挂一未通电的螺线管，如图3110所示下列说法正确的是()图3110A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不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变【解析】在地球南极附近即为地磁N极，螺线管相当于一条形磁铁，根据安培定则判断出“条形磁铁”的极性【答案】AC能力提升9(多选)如图3111所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则()【导学号：62032033】图3111A放在a处的小磁
19、针的N极向左B放在b处的小磁针的N极向右C放在c处的小磁针的S极向右D放在a处的小磁针的N极向右【解析】由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右，则A项错误，D项正确；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，则B项正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，则C项错误【答案】BD10(多选)在三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动，如图3112所示，则()图3112A利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时，大拇指应沿电子的运动方向B利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时，大拇指应沿形成的电流方向C
20、由电子运动产生的磁场在图示a处的方向沿x方向D由电子运动产生的磁场在图示a处的方向沿x方向【解析】由安培定则知，伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，A错误，B正确弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向在a点的切线方向沿x方向，所以C错误，D正确【答案】BD11如图3113所示，在甲、乙间用两条导线将直流电源和电阻连成一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向纸外偏转，接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进的一侧)，由此是否可以判断出甲，乙两处哪是电源，哪是电阻？图3113【解析】小磁针N极向读者偏转，可判断小磁针所在处磁场方向向外，由安培定则知，上面的导线中
21、的电流由乙处流向甲处，由电压表指针的偏转方向可知，电压表中的电流由B流向A，即B端电势高综上所述，乙处一定是电源，甲处一定是电阻【答案】见解析12.如图3114所示，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.当电磁铁通电时，铁片被吸引加速上升，设某时刻铁片的加速度为a，则轻绳上拉力F的大小为多少？图3114【解析】本题是磁场和力学的综合题，可通过受力分析，结合牛顿第二定律解决在铁片B上升的过程中，轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引的和在铁片B上升的过程中，对B有F引mgma，所以F引mgma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F引与A对B的引力F引大小相等、方向相反，所以FMgmgma.【答案】Mgmgma