PAGE10-磁現(xiàn)象和磁場目標導航思維脈圖1.體會磁現(xiàn)象是通過磁場發(fā)生的。 (物理觀念)2.了解電流磁效應的發(fā)覺過程,體會奧斯特試驗的物理思想和重要意義。 (科學思維)3.用類比的方法,形成磁場的概念,探究磁場的基本性質(zhì)。 (科學探究)4.相識到物理學是基于人類有意識的探究而形成的對自然現(xiàn)象的描述與說明,并須要接受實踐的檢驗,具有實事求是的看法。 (科學看法與責任)必備學問·自主學習一、磁現(xiàn)象在磁體上的不同部位對鐵質(zhì)物體的吸引力大小一樣嗎?提示:磁體上的不同部位對鐵質(zhì)物體的吸引力大小不同。1.磁性:磁體吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)。2.磁極:磁體上磁性最強的區(qū)域。(1)北極:自由轉(zhuǎn)動的磁體,靜止時指北的磁極,又叫N極。(2)南極:自由轉(zhuǎn)動的磁體,靜止時指南的磁極,又叫S極。(3)同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。二、電流的磁效應放在通電導線下方的小磁針確定會轉(zhuǎn)動嗎?提示:不確定。當通電導線東西方向放置時,小磁針不轉(zhuǎn)動。1.奧斯特試驗:(1)將導線南北方向放置在小磁針上方,通電時小磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動。(2)奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應,即電流可以產(chǎn)生磁場,首次揭示了電與磁的聯(lián)系。2.磁場:(1)含義:磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、以及通電導體之間的相互作用,都是通過磁場發(fā)生的。(2)基本性質(zhì):對放入其中的磁體或電流有力的作用。三、地磁場請說出地理南北極與地磁南北極的關系?提示:地磁的南極在地理的北極旁邊,而地磁的北極在地理的南極旁邊。1.地磁場:地球本身是一個磁體,N極位于地理南極旁邊,S極位于地理的北極旁邊。2.磁偏角:地球的地理兩極與地磁兩極并不重合,因此,磁針并非精確地指向南北,其間有一個夾角,這就是磁偏角。磁偏角的數(shù)值在地球上的不同地點是不同的。3.下列說法符合科學事實的是:①⑤⑥。①自然磁體和人造磁體都能夠吸引鐵質(zhì)物體②單獨一個帶電體可以只帶正電荷或負電荷,同樣磁體也可以只有N極或S極③奧斯特試驗說明磁場可以產(chǎn)生電流④地磁場能夠使小磁針的兩極指向正南正北⑤磁場的基本性質(zhì)是對放入磁場中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用⑥磁體上各部分的磁性并不都是相同的(1)奧斯特試驗說明白電流可以產(chǎn)生磁場。 (√)(2)磁場的基本性質(zhì)是對磁極或電流有力的作用。 (√)(3)磁感線可以用細鐵屑來顯示,因而是真實存在的。 (×)(4)磁場是看不見、摸不著、實際不存在的,是人們假想出來的一種物質(zhì)。 (×)關鍵實力·合作學習學問點一磁場與磁現(xiàn)象1.磁場的產(chǎn)生:產(chǎn)生于磁體、通電導線、運動電荷、變更的電場和地球的四周。2.磁場的方向性:(1)小磁針在磁場中N極的受力方向。(2)小磁針自由靜止時N極的指向。3.奧斯特試驗:(1)把導線沿南北方向放置在指向南北方向的小磁針上方,通電時磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。(2)意義:奧斯特試驗發(fā)覺了電流的磁效應,即電流可以產(chǎn)生磁場,首先揭示了電與磁的聯(lián)系。南北放置的通電導線下的小磁針能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)小磁針能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明什么?提示:電流能夠產(chǎn)生磁場。(2)小磁針為什么能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)?提示:通電導線四周產(chǎn)生的磁場對放入其中的小磁針產(chǎn)生力的作用?！镜淅侩S著社會的發(fā)展,磁記錄已深化各個領域,進入千家萬戶。銀行、郵政、公交等很多機構發(fā)行的磁卡,就是利用磁性材料能記錄信息。關于磁卡下列說法錯誤的是 ()A.磁卡是由硬磁性材料制造的B.磁卡要遠離熱源,以防退磁C.將磁卡放在強磁鐵旁邊,以加強磁性D.要用軟紙輕擦磁卡,以防劃破磁卡【解析】選C。磁卡內(nèi)部的分子電流的排布是按確定的規(guī)律進行的,但在猛烈敲打時,分子電流的排布會變得雜亂無章,每個分子電流產(chǎn)生的磁場相互抵消,故對外不顯磁性,所帶信息消逝,則是由硬磁性材料制造的,故A是正確的。磁卡內(nèi)部的分子電流的排布按確定的規(guī)律進行,故對外顯現(xiàn)磁性,但在高溫時,分子電流的排布會變得雜亂無章,每個分子電流產(chǎn)生的磁場相互抵消,磁卡所帶信息消逝,故應使磁卡遠離熱源,即B是正確的。磁卡內(nèi)部的分子電流的排布按確定的規(guī)律進行,故對外顯現(xiàn)確定的磁性,攜帶確定的信息,但當磁卡靠近磁體時由于受到磁場的作用力,分子電流的排布發(fā)生變更,磁卡所帶信息消逝,故C錯誤。磁卡內(nèi)部的分子電流的排布按確定的規(guī)律進行,但在猛烈敲打時,分子電流的排布重新變得雜亂無章,每個分子電流產(chǎn)生的磁場相互抵消,故對外不顯磁性,所帶信息消逝,故須要用軟紙輕擦磁卡,故做法D是正確的。此題選擇錯誤的選項,故選C。1.如圖所示,a、b為兩根外形完全相同的鐵棒,讓其中一根的一端靠近另一根中部,當手提a棒時,圖1中b棒下落,圖2中b棒不下落,則可得 ()A.a棒確定有磁性 B.b棒確定有磁性C.a、b棒確定都有磁性 D.a、b棒可能都沒有磁性【解析】選B。磁體上磁性最強的部分叫磁極,位于磁體的兩端,磁性最弱的部分在磁體的中間,這個位置幾乎沒有磁性,用a的一端靠近b的中間部分時,b落下來,由此可以確定鐵棒a沒有磁性,不能確定b磁性的有無;當用b的一端即磁性最強的部位去靠近a的中間部分時,b不掉下來,說明鐵棒b有磁性,故B正確,A、C、D錯誤。2.如圖所示,彈簧測力計下掛一鐵球,將彈簧測力計自左向右漸漸移動時,彈簧測力計的示數(shù) ()A.不變 B.漸漸變小C.先變小再變大 D.先變大再變小【解析】選C。磁體的不同部位磁性強弱不同,兩端(磁極)磁性最強,而中間最弱,因而鐵球在條形磁鐵的N極和S極處受的吸引力最大,在正中間處受到的吸引力最小,所以從左起先,彈簧測力計的示數(shù)先變小,然后變大,故C正確,A、B、D錯誤。【加固訓練】1.(多選)下列說法正確的是 ()A.小磁針放在一根通電直導線旁邊,小磁針沒有轉(zhuǎn)動,說明電流沒有磁效應B.兩根通電直導線相互垂直放置,解除固定后都發(fā)生轉(zhuǎn)動,說明白電流的磁效應C.奧斯特發(fā)覺的電流磁效應現(xiàn)象,首次揭示了電與磁之間是有聯(lián)系的D.以上說法均錯誤【解析】選B、C。把小磁針放在電流四周,假如小磁針N極方向正好與該處電流磁場方向一樣,小磁針不轉(zhuǎn)動,說明不了電流有沒有磁效應,選項A錯誤;兩根相互垂直放置的通電直導線都發(fā)生轉(zhuǎn)動,說明白電流的磁效應,選項B正確,選項D錯誤,選項C明顯也正確。2.(多選)停在十層的電梯底板上放有兩塊相同的條形磁鐵,磁鐵的極性如圖所示。起先時兩塊磁鐵在電梯底板上處于靜止狀態(tài) ()A.若電梯突然向下開動(磁鐵與底板始終相互接觸),并停在一層,最終兩塊磁鐵可能已碰在一起B(yǎng).若電梯突然向下開動(磁鐵與底板始終相互接觸),并停在一層,最終兩塊磁鐵確定仍在原來位置C.若電梯突然向上開動,并停在二十層,最終兩塊磁鐵可能已碰在一起D.若電梯突然向上開動,并停在二十層,最終兩塊磁鐵確定仍在原來位置【解析】選A、C。兩塊磁鐵原來靜止,則磁鐵所受最大靜摩擦力大于或等于磁鐵間的吸引力,當電梯突然向下開動時,由于失重,最大靜摩擦力會減小,當最大靜摩擦力減小到小于磁鐵間的吸引力時,兩磁鐵會相互靠近而碰在一起,故A正確、B錯誤;若電梯向上開動,當電梯在最終減速運動時,磁鐵同樣處于失重狀態(tài),故C正確,D錯誤。學問點二地磁場1.地理南極正上方磁場方向豎直向上,地理北極正上方磁場方向豎直向下。2.在赤道正上方,距離地球表面高度相等的點,磁場的強弱相同,且方向水平向北。3.在南半球,地磁場方向指向北上方;在北半球,地磁場方向指向北下方。情境:地磁制導與導航在軍事領域有著無可比擬的優(yōu)勢。運用地磁制導的導彈抗干擾性能強,突防實力得到大大提升。探討:(1)在地球表面上,指南針的指向是正南正北嗎?提示:指南針的指向不是正南正北,其間有一個夾角,叫作磁偏角。(2)在火星上指南針能工作嗎?提示:指南針在火星上不能工作,因為火星不像地球那樣有一個全球性的磁場?！镜淅筷P于地球的磁場,下面說法中正確的是 ()A.地球磁場是勻強磁場B.地球磁場的南北極和地理的南北極是一樣的C.赤道旁邊的地磁場方向與地面垂直D.北極旁邊的地磁場方向近似與地面垂直【解析】選D。地球是一個巨大的磁體,四周存在磁場;不同位置的磁感應強度的大小與方向都不同,所以不是勻強磁場,故A錯誤;地磁南北極和地理南北極不完全重合,地磁的北極在地理南極旁邊,地磁南極在地理的北極旁邊,故B錯誤;依據(jù)地球磁場的特點可知,赤道旁邊的地磁場方向近似與地面平行,故C錯誤;地磁的北極在地理南極旁邊,地磁南極在地理的北極旁邊,兩極旁邊的地磁場方向近似與地面垂直,故D正確。1.磁鐵吸引小鐵釘與摩擦過的塑料尺吸引毛發(fā)碎紙屑兩現(xiàn)象比較,下列說法正確的是 ()A.兩者都是電現(xiàn)象B.兩者都是磁現(xiàn)象C.前者是電現(xiàn)象,后者是磁現(xiàn)象D.前者是磁現(xiàn)象,后者是電現(xiàn)象【解析】選D。在用磁鐵吸引小鐵釘時,是磁場具有吸引鐵鈷鎳的性質(zhì),同時小鐵釘也在吸引磁鐵,是磁現(xiàn)象;塑料尺用毛皮摩擦后,塑料尺會帶電,而帶電體可以吸引輕小物體,是電現(xiàn)象。所以D正確。2.指南針是我國古代四大獨創(chuàng)之一,東漢學者王充在《論衡》一書中描述的“司南”是人們公認的最早的磁性定向工具,關于指南針能指示南北方向是由于 ()A.指南針的兩個磁極相互吸引B.指南針的兩個磁極相互排斥C.指南針能吸引鐵、鋁、鎳等物質(zhì)D.地磁場對指南針的作用【解析】選D。用指南針指示方向,是由于地球本身是一個大磁體,地球的磁場對磁體產(chǎn)生力的作用,地球的南極是地磁的N極,地球的北極是地磁的S極,同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,故指南針指示南北方向,因此選項D正確,A、B、C錯誤?！炯庸逃柧殹?.地球是一個大磁體:①在地面上放置一個小磁針,小磁針的南極指向地磁場的南極;②地磁場的北極在地理南極旁邊;③赤道旁邊地磁場的方向和地面平行;④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的。以上關于地磁場的描述正確的是 ()A.①②④B.②③④C.①⑤D.②③【解析】選D。地磁場類似于條形磁鐵磁場,地磁南極在地理的北極旁邊,而地磁的北極在地理的南極旁邊。2.1820年丹麥物理學家奧斯特發(fā)覺了電流的磁效應。在奧斯特試驗中,將直導線沿南北方向水平放置,小指針靠近直導線,下列結(jié)論正確的是 ()A.把小磁針放在導線的延長線上,通電后,小磁針會轉(zhuǎn)動B.把小磁針平行地放在導線的下方,在導線與小磁針之間放置一塊鋁板,通電后,小磁針不會轉(zhuǎn)動C.把小磁針平行地放在導線的下方,給導線通以恒定電流,然后漸漸增大導線與小磁針之間的距離,小磁針轉(zhuǎn)動的角度(與通電前相比)會漸漸減小D.把黃銅針(用黃銅制成的小指針)平行地放在導線的下方,通電后,黃銅針會轉(zhuǎn)動【解析】選C。將小磁針放在導線的延長線上,通電后,小磁針不會轉(zhuǎn)動,A錯誤。把小磁針平行地放在導線的下方,在導線與小磁針之間放置一塊鋁板,通電后,小磁針仍舊會轉(zhuǎn)動,B錯誤。把小磁針放在導線下方,給導線通以恒定電流,導線四周存在磁場,距導線越遠,磁場越弱,小磁針轉(zhuǎn)動的角度(與通電前相比)越小,C正確。黃銅針沒有磁性,不會轉(zhuǎn)動,D錯誤。【拓展例題】考查內(nèi)容:地磁場【典例】下列關于地磁場的描述中不正確的是 ()A.指南針總是指向南北,是因為受到地磁場的作用B.視察發(fā)覺地磁場的南北極和地理上的南北極并不重合C.赤道上空的磁感線由北指南D.地球南、北極相當于地磁場的北極和南極【解析】選C。指南針總是指向南北,是因為受到了地磁場的作用,地球本身就是一個大磁體,故A正確;地磁兩極與地理兩極并不完全重合,有一個夾角,這個夾角叫磁偏角,故B正確;由地磁場發(fā)出的磁感線是從地理的南極指向北極,因此赤道上空的磁感線由南向北,故C錯誤;地磁的南極在地理北極旁邊,地磁的北極在地理南極旁邊,故D正確。情境·模型·素養(yǎng)地球本身是一個大磁體,它的N極位于地理南極旁邊,S極位于地理北極旁邊。探究:(1)在地磁兩極,磁針指向什么方向?在赤道上,磁針指向什么方向?(2)小磁針指示南北是一種近似的說法嗎?【解析】(1)在地磁兩極,磁針豎直指向地面;在赤道上,磁針水平指示南北。(2)磁針指示南北是一種近似的說法,小磁針的指向與地理正南正北方向之間的夾角稱為磁偏角。答案:見解析舉世矚目的上海磁懸浮列車線是世界上第一條投入商業(yè)運營的磁懸浮列車線,其全程共30km,列車最高速度可達552km/h,單向運行約8min。磁懸浮列車底部裝有電磁鐵,軌道地面上則安裝有線圈。探究:(1)磁懸浮列車通過什么力懸浮起來?(2)地面線圈的上端磁極極性與列車上的電磁鐵下端極性總保持什么關系?【解析】(1)磁懸浮列車通過地面線圈與列車上的電磁鐵之間的排斥力使列車懸浮起來。(2)地面線圈的上端磁極極性與列車上的電磁鐵下端極性存在斥力,總保持相同關系。答案:見解析課堂檢測·素養(yǎng)達標1.指南針是我國古代的四大獨創(chuàng)之一,司南是春秋戰(zhàn)國時期獨創(chuàng)的一種指南針,如圖所示,它由青銅盤和磁勺組成,磁勺放置在青銅盤的中心,可以自由轉(zhuǎn)動,由于受地磁場作用,司南的磁勺尾靜止時指向南方,下列說法中正確的是()A.磁勺能夠指示方向,是利用了地磁場對磁勺的作用B.磁勺的指向不會受到旁邊磁鐵的干擾C.磁勺的指向不會受到旁邊鐵塊的干擾D.磁勺的N極位于司南的磁勺尾部【解析】選A。司南能夠指示南北,是由于地球具有磁場,地磁場是南北指向,故A正確。司南的指向會受到旁邊磁鐵的干擾;鐵塊簡單被磁化,鐵塊磁化后也會影響旁邊的磁場分布,所以磁勺的指向會受到旁邊鐵塊的干擾,故B、C錯誤。由于司南的磁勺尾靜止時指向南方,所以磁勺的S極位于司南的磁勺尾部,故D錯誤。故選A。2.下列所述狀況,哪一種可以確定鋼棒沒有磁性 ()A.將鋼棒的一端接近磁針的北極,兩者相互吸引,再將鋼棒的另一端接近磁針的南極,兩者相互排斥B.將鋼棒的一端接近磁針的北極,兩者相互吸引,再將鋼棒的另一端接近磁針的南極,兩者仍相互吸引C.將鋼棒的一端接近磁針的北極,兩者相互吸引,再將鋼棒的另一端接近磁針的北極,兩者仍相互吸引D.將鋼棒的一端接近磁針的北極,兩者相互排斥【解析】選C。將鋼棒的一端接近磁針的北極,兩者相互吸引,再將鋼棒的這端