第三章 第1节磁现象 磁场Word格式.docx

第三章 第1节磁现象 磁场Word格式.docx

《第三章 第1节磁现象 磁场Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章 第1节磁现象 磁场Word格式.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（2）应用：

制成磁存储部件或设备，如磁带、磁盘、磁鼓、磁卡等。

4.生物体中的磁现象

（1）鸽子识归巢、候鸟辨迁途、海龟找“故乡”均可能与这些动物对地球磁场的敏感有关。

（2）人体器官也存在磁性。

（3）医院里使用的核磁共振断层成像装置等。

二、磁场

1.磁场

（1）定义：

磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的。

（2）基本性质：

对放入其中的磁体或电流有力的作用。

2.磁感线

在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向为该点的磁场方向。

这样的曲线就叫做磁感线。

（2）磁感线的特点

①磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针N极所受磁力的方向。

②磁铁外部的磁感线从N极指向S极，内部从S极指向N极，磁感线是闭合曲线。

③磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，磁感线稀疏处磁场弱。

④磁感线在空间不相交。

（3）条形磁铁和蹄形磁铁周围磁场的磁感线分布（如图1所示）

图1

思考判断

1.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。

（√）

2.磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的。

3.电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的。

（×

）

4.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。

5.磁感线上每点的切线方向就是该点的磁场方向。

三、电流周围的磁场　安培定则

电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断。

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电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

如图2所示。

图2

2.环形电流的磁场

让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

如图3所示。

图3

3.通电螺线管的磁场

通电螺线管是由许多匝环形电流串联而成，因此，通电螺线管的磁场是这些环形电流磁场的叠加，因此利用环形电流的安培定则判断通电螺线管的磁场。

如图4所示。

图4

思维拓展

如图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是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。

图5

答案　如图所示

四、安培分子电流假说

1.分子电流假说：

在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流。

分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。

2.磁现象的电本质：

磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的定向运动产生的。

五、地磁场

1.地磁场：

地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近。

（如图6所示）

图6

2.磁偏角：

地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。

磁偏角的数值在地球上的不同地点是不同的。

1.一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场发生的。

2.奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。

3.单独一个带电体可以只带正电荷（或负电荷），同样磁体也可以只有N极或S极。

4.地理的南北极与地磁的南北极并不重合，地磁的北极在地理北极附近。

　对磁场的理解

[要点归纳]　

1.电场与磁场的比较

电场

磁场

场源

电荷

磁体、电流、运动电荷

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、通电导线有磁场力的作用

相同点

磁场和电场都是客观存在的特殊物质，都具有能量

2.奥斯特实验

（1）实验时，通电直导线要南北方向水平放置，磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方。

以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动。

（2）由于地磁场使磁针指向南北方向，直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场，即电流周围产生磁场，也就是电流的磁效应。

3.对地磁场的理解

（1）地磁场的方向

地磁N极位于地理南极附近，地磁S极位于地理北极附近，但它们位置的差别不是很大，因此我们一般认为：

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，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北。

③在南半球，地磁场方向向北偏向上方；

在北半球，地磁场方向向北偏向下方。

（2）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。

（3）地磁场的作用

由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒子，其运动方向会发生变化，不能到达地球。

因此，地磁场对地球生命有保护作用。

[精典示例]

[例1]（多选）下列说法正确的是（　　）

A.磁场是客观存在的一种物质

B.磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极

C.磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场

D.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的

解析　磁场是存在于磁体和通电导体周围的一种客观存在的物质，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的。

答案　ABC

[针对训练1]地球是一个大磁体，①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；

②地磁场的北极在地理南极附近；

③赤道附近地磁场的方向和地面平行；

④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；

⑤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.①②④　B.②③④　C.①⑤D.②③

解析　求解该题应先明确地磁场的特点及地球表面各处地磁场的方向。

地面上的小磁针静止时，磁针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，因此地磁场的方向在赤道附近和地面平行，北半球地磁场方向相对地面是斜向下的，南半球是斜向上方的。

答案　D

　对磁感线的理解

[要点归纳]　

1.磁感线的特点

（1）为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。

（2）磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。

（3）磁感线的方向：

磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。

（4）磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。

（5）磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

2.磁感线与电场线的比较

　　两种线

比较内容　　

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

不同点

闭合曲线

不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远

3.常见永磁体的磁场

4.匀强磁场

[精典示例]

[例2]（多选）磁场中某区域的磁感线如图7所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下面说法正确的是（　　）

图7

A.这5个位置中，e点的磁感应强度最大

B.a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零

C.c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同

D.b、e两点在同一直线上，所以b、e两点磁感应强度方向相同

解析　从磁感线分布情况看，e点位置的磁感线分布最密集，磁感应强度最大，A正确；

a处磁感线相对其他位置比较稀疏，a处磁感应强度较小，但并不是零，B错误；

在c、d两点切线方向表示c、d点的磁感应强度方向，所以c、d两点的磁感应强度方向并不相同，C错误；

b、e两点的切线在同一直线上，所以D正确。

答案　AD

[针对训练2]（多选）下列关于电场线和磁感线的说法正确的是（　　）

A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线

B.磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的

C.电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线

D.电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强

解析　电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，A错误；

两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错误；

电场线起始于正电荷或无限远、终止于负电荷或无限远，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C正确；

电场线越密，表示该处电场越强；

磁感线越密，表示该处磁场越强，D正确。

答案　CD

　利用安培定则判定电流磁场的方向

常见电流的磁场

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垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱

环形电流

环内磁场比环外强，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

[例3]电路没接通时三个小磁针方向如图8所示，试确定电路接通后三个小磁针的转向及最后的指向。

图8

解析　接通电源后，螺线管的磁场内部从左指向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1顺时针转动，小磁针3逆时针转动，小磁针2基本不动。

答案　小磁针1顺时针转动，小磁针3逆时针转动，小磁针2基本不动

小磁针在磁场中受力方向的判断方法

（1）当小磁针处于磁体产生的磁场中，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3]如图9所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（　　）

图9

A.小磁针N极向里转

B.小磁针N极向外转

C.小磁针在纸面内向左摆动

D.小磁针在纸面内向右摆动

解析　由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里。

而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转。

答案　A

1.（对磁场的理解）（多选）关于磁场，下列说法正确的是（　　）