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1、 情景切入我们的祖先在磁现象的发现及应用方面写下了灿烂的一页 早在战国时期就有 慈石召铁 的记载 讲的是天然磁石对铁块的吸引 指南针是我国古代的四大发明之一 对世界文明有重大影响 指南针 磁到底是什么 指南针为什么能指明方向 磁对人类有什么作用 这一章我们就来探究磁的奥秘 知识导航本章研究有关磁场的产生描述及磁场对电流和运动电荷作用的知识 安培力 洛伦兹力是磁场性质的具体体现 磁电式电流表 质谱仪和回旋加速器是安培力和洛伦兹力的具体应用 在学习过程中要掌握三个概念 两个定则 二种规律 三个概念 磁场 磁感应强度 磁通量 两个定则 左手定则 右手定则 二种规律 通电导体在磁场中受力的规律 带电粒
2、子在磁场中的运动规律 本章学习的重点 磁感应强度的概念 磁现象的电本质 磁场对电流的作用力 安培力 磁场对运动电荷的作用力 洛仑兹力 本章难点 带电粒子在磁场中运动的基本规律以及带电粒子在电场 磁场 重力场中的运动规律的综合应用 学法指导1 本章的学习可以通过与前面学过的电场类比 从而更好地理解 例如 磁场与电场类比 磁感应强度与电场强度类比 磁感线与电场线类比 安培力 洛伦兹力与电场力类比等 2 可运用等效法处理运动电荷 磁体间的相互作用问题 比如把运动电荷 磁体等效成电流 在学习过程中通过实验 由感性到理性 从而培养科学的思维习惯和研究方法 3 在处理运动电荷在匀强磁场中的运动时 首先要找
3、到圆周运动的圆心 利用洛伦兹力提供向心力这一条件 确定圆周运动的半径和周期 再进一步确定运动时间 偏转角度等物理量 4 磁电式电流表 质谱仪和回旋加速器是安培力和洛伦兹力的具体应用 学习过程中要善于把实际问题抽象成简单的物理模型 弄清它的基本原理 茫茫大海 一望无际 洪涛接天 巨浪如山 远航的船只 如图所示 怎样掌握航向 顺利抵达目的地 1 指南针是我国古代发明之一 12世纪初 我国已有指南针用于的明确记载 2 和都叫做永磁体 它们都能吸引铁质物体 我们把这种性质叫做 磁体的各部分磁性强弱不同 磁性最强的区域叫做 四大 天然磁石 人造磁铁 磁性 磁极 航海 3 地球具有磁场 宇宙中的许多天体都
4、有 太阳表面的黑子 耀斑和太阳风等活动都与有关 月亮也有磁场 阿波罗登月计划的重要科研活动之一 就是观测和 并由此推断出 月球内部全部为固态物质 磁场 太阳磁场 月球磁场 月岩磁性 1 磁性 物质具有吸引铁 钴 镍等物质的性质叫磁性 2 磁体 具有磁性的物体叫磁体 3 磁极 磁体的各部分磁性强弱不同 磁性最强的区域叫磁极 任何磁体都有两个磁极 一个叫南极 又称S极 另一个叫北极 又称N极 特别提醒 奥斯特实验证明了电流周围产生磁场 本来是没有条件的 但实际实验时必须考虑地磁场的影响 让通电导线沿南北方向放置 磁场方向与地磁场方向尽量不一致 效果明显 所有与磁现象有关的相互作用 都是通过磁场发生
5、的 可与电荷间的相互作用相类比 1 定义 磁体或电流周围存在一种特殊物质 能够传递磁体与磁体之间 磁体和电流之间 电流和电流之间的相互作用 这种特殊的物质叫磁场 2 磁场的基本性质 对放入其中的磁极或电流产生力的作用 3 磁场的产生 永磁体周围存在磁场 电流周围存在磁场 电流的磁效应 解析 磁体能吸引铁磁性物质 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 排斥的两者必然都是磁体 吸引时至少有一个是磁体 钢条甲靠近小磁针时 小磁针自动远离 说明它们相互排斥 则甲一定有磁性 当乙靠近小磁针时 它们相互吸引 这时可能有两种情况 一是乙没有磁性 此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引 二是乙有磁性 且与小磁针是异名
6、磁极 此时属于异名磁极相互吸引 故D正确 答案 D 1 地球是一个巨大的磁体 地球周围存在着磁场 地磁场 2 地磁体的南极在地球北极附近 地磁体的北极在地球南极附近 3 地球的地理两极与地磁两极并不重合 因此 磁针并非准确地指南或指北 其间有一个交角 这就是地磁偏角 简称磁偏角 如图所示 特别提醒 虽然地磁两极与地理两极并不重合 但它们的位置相对来说差别不是很大 因此 一般我们认为 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 指南针本身就是一个小磁体 你能分析一下
7、指南针静止时为什么会指南 北吗 答案 地磁场的南极 S极 在地球的北端 西经100 5 北纬75 5 的北美洲帕里群岛附近 北极 N极 在地球的南端 东经139 9 南纬66 6 的南极洲威尔斯附近 所以根据同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 小磁针静止时的N极指向地理的北极附近 误区1 因磁场看不见摸不着 所以认为它不是客观存在的物质 点拨 所有的磁作用都是通过磁场发生的 磁场与电场一样 都是场物质 磁场是磁体 电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质 说它 特殊 是因为它和我们常见的以分子 原子 离子组成的物质不同 它不是以微粒形式存在 而是以一种 场 的形式存在 说它是 物质 是因为它和我们
8、常见的实物一样 能对放在其中的磁体 电流和运动电荷有力的作用 因此我们说磁场是和我们常见的桌子 房屋 水和空气一样 是一种客观存在的物质 虽然它们看不见摸不着 但可以通过它的基本性质反映出来 以下说法中正确的是 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与磁场而共同产生的D 磁场和电场是同一种物质 解析 电流能产生磁场 在电流的周围就有磁场存在 不论是磁极与磁极间还是电流与电流间 磁极与电流间 都有相互作用的磁场力 磁场是磁现象中的一种特殊物质 它的基本特点是对放入磁场中的磁极 电流有磁场力的作用 而电场是电荷周围存
9、在的一种特殊物质 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极产生力的作用 因此 磁场和电场是两种不同的物质 各自具有其本身的特点 答案 A点评 注意磁场与电场的区别 理解磁极与磁极 磁极与电流 电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的 下列关于磁场的说法中正确的是 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的相互作用而人为引入的C 磁极与磁极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 答案 A解析 磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质 所以B D选项错误 磁极之间 磁极与电流之间 电流与电流之间 运动电荷之间
10、的作用都是通过磁场发生的 不是直接发生的 故C选项错误 点评 此题易误选B 磁场是客观存在的一种物质 并非为了某种需要而人为引入的 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 其间有一个交角 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 解析 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 选项D不正确 在地球上不同位置 磁偏角的数值是不同的 因此C不正确 答案 AB点评 磁
11、偏角是指地磁子午线与地理子午线之间的交角 即小磁针静止时所指方向与地理南北方向间的交角 该交角在地球表面不同位置是不同的 1991年8月 新民晚报 报道一条消息 上海的信鸽从内蒙古放飞后 历经20余天 返回市区鸽巢 信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领 实在令人称奇 那么信鸽究竟靠什么来判断方向呢 科学家们曾经做过这样一个实验 把几百只训练有素的信鸽分成两组 在一组信鸽的翅膀下缚了一块小磁铁 而在另一组信鸽的翅膀下缚一块大小相同的铜块 然后把它们带到离鸽舍数千米至数十千米的地方 逐批放飞 结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回到鸽舍 而缚着磁铁的信鸽却全部都飞散了 这一实验证实了人们的一个猜想 鸽子高超的
12、认路本领是依赖于 A 鸽子的眼力和对地形地貌极强的记忆力来判别方向B 鸽子对地磁场的感应来判别方向C 鸽子发射并接收反射回来的超声波来判别方向D 鸽子发射并接收反射回来的次声波来判别方向答案 B解析 信鸽翅膀下的磁铁影响了信鸽对地磁场方向的判断 影响了飞行方向 为了您和他人的安全 请您不要在飞机上使用手机和手提电脑 这句警示语乘飞机的人都知道 因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用手机造成的 广州白云机场某次飞机降落时 因为机上有四位乘客同时使用了手机 使飞机降落偏离了航线 险些造成事故 请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑 解析 由于手机在使用时 要发射电磁波 对飞机产生电磁
13、干扰 而飞机上的导航线系统是非常复杂的 抗干扰能力不是很强 所以如果飞机上的乘客使用了手机 其后果是十分可怕的 点评 注意观察 体会我们身边的物理现象 学以致用 右图是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器 当仪器顶部接触金属物品时 医生将手控环内推 再拉出整条塑料管 1 你能说出这种仪器的原理吗 2 如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针 哪种物体可以用这种仪器取出来 答案 1 当仪器顶部接触金属物品时 医生将手控环内推 其上活动的永久磁铁使固铁磁化 磁化后吸引金属物品 然后拉出整条塑料管 即可把金属物品带出 2 由于磁铁只能吸引铁磁性物质 而易拉罐拉环是铝合金 不是铁磁性物质 因此不能取出 而回形针可以
