2022-2023版高中物理 第二章 磁場(chǎng) 第1講 指南針與遠(yuǎn)洋航海學(xué)案 新人教版選修1 -1

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1、2022-2023版高中物理 第二章 磁場(chǎng) 第1講 指南針與遠(yuǎn)洋航海學(xué)案 新人教版選修1 -1 [目標(biāo)定位]　1.了解指南針在遠(yuǎn)洋航海中的作用，理解科學(xué)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用.2.知道磁感線，知道磁感線上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.3.了解用磁感線描述條形磁鐵、蹄形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況.4.了解地理南北極與地磁南北極反向并且不重合，知道磁偏角. 一、鄭和下西洋 我國(guó)是最早在航海上使用指南針的國(guó)家，導(dǎo)航時(shí)兼用羅盤(pán)和觀星，二者相互補(bǔ)充，相互修正.用羅盤(pán)指引航向，探索航道，將船舶航向的變動(dòng)與指南針指向變動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系總結(jié)出來(lái)，畫(huà)出的航線在古代稱(chēng)為針路或針徑. 二、歐洲人的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)

2、葡萄牙航海家麥哲倫用了三年時(shí)間完成了環(huán)球航行，環(huán)球航行使大地球形的猜想得到了實(shí)踐的檢驗(yàn). 三、磁場(chǎng) 1.磁極之間的力是通過(guò)一種場(chǎng)——磁場(chǎng)來(lái)傳遞的. 2.磁場(chǎng)的方向：物理學(xué)規(guī)定，在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)北極所指方向就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向. 3.磁感線：是在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致. 想一想　兩個(gè)磁極之間要想有力的作用，這兩個(gè)磁極必須相互接觸，這種說(shuō)法對(duì)嗎？ 答案　不對(duì).磁體在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)使磁極間不必接觸便能相互作用. 四、磁性的地球 1.地球具有磁場(chǎng)，宇宙中的許多天體都有磁場(chǎng).月球沒(méi)有全球性的磁場(chǎng).火星也沒(méi)有地

3、球那樣的全球性的磁場(chǎng)，因此指南針不能在火星上工作. 2.地球的地理兩極與地磁兩極并不重合.其間有一個(gè)夾角，這就是地磁偏角，簡(jiǎn)稱(chēng)磁偏角. 想一想　地球的地理兩極與地磁兩極并不重合.是不是可以說(shuō)地磁體的南極在地球的南極附近？ 答案　不可以. 地磁體的南極在地球的北極附近. 一、對(duì)磁場(chǎng)的理解 1.磁場(chǎng)： (1)定義：磁場(chǎng)是存在于磁體周?chē)囊环N特殊物質(zhì). (2)方向：小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵撎幍拇艌?chǎng)方向. 2.地磁場(chǎng)：地球是一個(gè)巨大的磁體，N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近.地磁場(chǎng)分布如圖2－1－1所示. 圖2－1－1 例1　下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中，正確的是(　　)

4、 A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì) B.磁場(chǎng)是為了解釋磁極間相互作用而人為規(guī)定的 C.磁極與磁極之間是直接發(fā)生作用的 D.磁場(chǎng)只有在磁極與磁極、磁極與電流發(fā)生作用時(shí)才產(chǎn)生 答案　A 解析　磁場(chǎng)是客觀存在于磁體或電流周?chē)囊环N物質(zhì)，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的，所以A正確，B、D錯(cuò)誤；磁極與磁極之間、磁極與電流之間、電流與電流之間的作用都是通過(guò)它們的磁場(chǎng)發(fā)生的，并不需要物體之間直接接觸，所以C錯(cuò)誤. 針對(duì)訓(xùn)練1　磁場(chǎng)中任一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，規(guī)定為小磁針在磁場(chǎng)中(　　) A.受磁場(chǎng)力的方向 B.北極受磁場(chǎng)力的方向 C.南極受磁場(chǎng)力的方向 D.轉(zhuǎn)動(dòng)的方向 答案　B 解析

5、　規(guī)定磁場(chǎng)中N極受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)方向，或小磁針靜止時(shí)N極的指向，所以A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤. 二、對(duì)磁感線的理解 1.定義：磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假想的曲線.其疏密程度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同. 2.特點(diǎn) (1)在磁體外部，磁感線從N極指向S極；在磁體內(nèi)部由S極指向N極. (2)磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁場(chǎng)方向在過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向上. (3)磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷. (4)沒(méi)有畫(huà)磁感線的地方，并不表示那里就沒(méi)有磁場(chǎng)存在. 3.磁感線與電場(chǎng)線的比較 磁感線 電場(chǎng)線 相似點(diǎn)

6、引入目的 形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在 疏密程度 場(chǎng)的強(qiáng)弱 切線方向 場(chǎng)的方向 是否相交 不能相交 不同點(diǎn) 磁感線是閉合曲線 電場(chǎng)線起始于正電荷(或無(wú)限遠(yuǎn)處)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)處(或負(fù)電荷) 例2　關(guān)于磁感線的下列說(shuō)法中，正確的是(　　) A.磁感線是真實(shí)存在于磁場(chǎng)中的有方向的曲線 B.磁感線上任一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向相同 C.磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況 D.以上說(shuō)法均不正確 答案　B 解析　磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線，所以A錯(cuò)誤；磁感線如果相交的話，那么交點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向就有兩個(gè)，顯然是不可能的

7、，所以C錯(cuò)誤.故B項(xiàng)正確. 針對(duì)訓(xùn)練2　 下列關(guān)于磁感線的說(shuō)法中正確的是(　　) A.磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向 B.磁感線總是從磁鐵的N極發(fā)出，到S極終止 C.磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周?chē)帕械那€，沒(méi)有細(xì)鐵屑的地方就沒(méi)有磁感線 D.沿磁感線的方向磁場(chǎng)逐漸減弱 答案　A 解析　磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)的特殊物質(zhì)，人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枥L磁場(chǎng)而引入了磁感線這一假想的曲線，它可以表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向，選項(xiàng)A正確；磁感線從磁鐵的N極發(fā)出，從磁鐵的S極進(jìn)入，構(gòu)成閉合曲線，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁感線是人們假想的曲線，與有無(wú)鐵屑無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)的強(qiáng)弱由磁感線的疏密程度表示，而與磁感線的方向無(wú)關(guān)，選

8、項(xiàng)D錯(cuò)誤. 對(duì)磁場(chǎng)的理解 1.關(guān)于地磁場(chǎng)的說(shuō)法正確的是(　　) A.地磁場(chǎng)的北極在地理北極附近 B.地磁場(chǎng)的方向總與地面平行，且由南指向北 C.地磁場(chǎng)并不是正南正北方向的 D.在北半球，地磁場(chǎng)的方向由南向北且偏下 答案　CD 解析　由于地磁場(chǎng)的磁感線由南指向北，顯然地磁場(chǎng)的北極應(yīng)在地理南極附近，故A錯(cuò)誤；由于地磁場(chǎng)的方向除赤道上空外與地面并不平行，故B錯(cuò)誤；由磁偏角的存在可知C正確；在北半球，由地磁場(chǎng)磁感線的分布情況可知，D正確. 2.下列四幅圖所表示的內(nèi)容與地磁場(chǎng)有關(guān)的是(　　) 答案　D 對(duì)磁感線的理解 3.對(duì)磁感線的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.磁

9、感線總是從磁體的北極出發(fā)，終止于磁體的南極 B.磁感線上某點(diǎn)的切線方向與放在該點(diǎn)小磁針南極的受力方向相同 C.磁感線的疏密可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 D.磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線 答案　C 解析　磁感線是人們?yōu)榱嗣枋龃艌?chǎng)而引入的假想的曲線，疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，切線方向也是小磁針N極受力的方向?yàn)榇艌?chǎng)的方向.故A、B、D錯(cuò)，C正確. 4.某磁場(chǎng)的磁感線分布如圖2－1－2所示，則a、b兩點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱是(　　) 圖2－1－2 A.a點(diǎn)強(qiáng) B.b點(diǎn)強(qiáng) C.a、b點(diǎn)一樣強(qiáng) D.無(wú)法確定 答案　B 解析　磁感線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，疏的地方磁場(chǎng)弱，故選項(xiàng)B正確. (時(shí)間：60分鐘)

10、題組一、對(duì)磁場(chǎng)的理解 1.如圖2－1－3所示，是最早的磁性指向器——司南，司南能指南北的原因是(　　) 圖2－1－3 A.太陽(yáng)周?chē)写艌?chǎng) B.月球周?chē)写艌?chǎng) C.地球周?chē)写艌?chǎng) D.地球內(nèi)部有根條形磁鐵 答案　C 2.關(guān)于磁場(chǎng)的下述說(shuō)法中，正確的是(　　) A.磁極之間相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的 B.看不見(jiàn)、摸不著的磁場(chǎng)不是客觀存在的 C.只有磁體周?chē)糯嬖诖艌?chǎng) D.地球周?chē)淮嬖诖艌?chǎng) 答案　A 解析　磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體一定有磁場(chǎng)力作用，磁極之間相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，選項(xiàng)A正確；磁場(chǎng)是客觀存在的一種物質(zhì)形態(tài)，雖然看不見(jiàn)，摸不著，但可通過(guò)小磁針來(lái)體現(xiàn)是否存在，

11、選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在磁體和通電導(dǎo)體周?chē)即嬖诖艌?chǎng)，地球周?chē)泊嬖谥艌?chǎng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 3.下列說(shuō)法中與實(shí)際情況相符的是(　　) A.地球的磁偏角是一個(gè)定值 B.地磁場(chǎng)的北極在地理位置的南極附近 C.除了地球外，到目前為止其他星球上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象 D.鄭和出海遠(yuǎn)航比哥倫布的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)早 答案　BD 4.在地球表面的某位置，發(fā)現(xiàn)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)S極指向地面，則該位置是(　　) A.地球南極附近 B.地球北極附近 C.赤道附近 D.無(wú)法確定 答案　A 解析　S極指向地面，表明此處的地磁場(chǎng)向上，由地磁場(chǎng)分布規(guī)律知應(yīng)是在地球南極附近，即地磁北極附近. 5.下列有關(guān)磁場(chǎng)的

12、說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.磁體周?chē)目臻g存在著看不見(jiàn)、摸不著的磁場(chǎng) B.磁極間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的 C.磁場(chǎng)是有方向的，在磁場(chǎng)中的不同位置，其磁場(chǎng)方向一般不同 D.在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，小磁針南極所受磁場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同 答案　D 解析　磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)、摸不到，但它是一種客觀存在的物質(zhì)，它的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用，磁極間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的.磁場(chǎng)具有方向性，在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，小磁針北極所受磁場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，南極所受磁場(chǎng)力的方向跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反(磁場(chǎng)方向的另一種描述方法).故A、B、C正確，D錯(cuò)誤. 題組二、對(duì)磁感線的理解 6

13、.關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷有力的作用 B.磁體之間的相互作用不需要相互接觸 C.電場(chǎng)線和磁感線是客觀存在的 D.電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是特殊的物質(zhì) 答案　ABD 解析　處在電場(chǎng)中的電荷一定受到電場(chǎng)力，故A正確；磁體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的，不需要相互接觸.故B正確；電場(chǎng)與磁場(chǎng)都是客觀存在的特殊物質(zhì)，但是電場(chǎng)線和磁感線是虛擬的用來(lái)描述電場(chǎng)與磁場(chǎng)的，故C錯(cuò)誤，D正確. 7.如圖所示，小磁針?biāo)阜较蛘_的是(　　) 答案　A 解析　A圖中小磁針?biāo)谖恢么鸥芯€方向向上，因此小磁針N極指向上方，選項(xiàng)A正確；B圖中小磁針?biāo)谖恢么鸥芯€方向水平向

14、右，因此小磁針N極指向應(yīng)向右，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)C圖中所給磁感線方向可知，小磁針N極指向不是正下方，應(yīng)指向左上方，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D圖中小磁針?biāo)谖恢么鸥芯€方向沿磁感線水平向左，因此小磁針N極應(yīng)指向左則，故D錯(cuò)誤. 8.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì) B.磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致 C.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的 D.磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的 答案　AB 解析　磁感線是為了形象描

15、述磁場(chǎng)而假想的一些有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，在磁體內(nèi)部，磁感線由S極指向N極，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；磁場(chǎng)是客觀存在的特殊物質(zhì)，所以選項(xiàng)A正確；磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁感線疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，小磁針北極受力方向、靜止時(shí)北極指向均為磁場(chǎng)方向，所以選項(xiàng)B正確. 9.關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.兩條磁感線可以相交 B.磁感線是磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線 C.磁感線總是從N極出發(fā)，到S極終止 D.磁感線的疏密程度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 答案　D 解析　兩條磁感線可以相交代表相交處的磁場(chǎng)方向存在兩個(gè)方向，不符合實(shí)際.磁感線是人們想象出來(lái)用于表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的曲線，并不真實(shí)存在.磁感線在磁體的外部總是從N極出發(fā)，到S極終止，在磁體內(nèi)部從S極出發(fā)，到N極終止，是閉合的曲線. 10.把小磁針?lè)湃胨较蛴业膭驈?qiáng)磁場(chǎng)B中.下列圖中小磁針靜止時(shí)N極指向正確的是(　　) 答案　D 解析　小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)，N極的指向應(yīng)為磁感線的切線方向，故只有D正確.