2019高中物理 第二章 磁場 2.1-2.2 指南針與遠(yuǎn)洋航海 電流的磁場課件 新人教版選修1 -1.ppt

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第二章磁場 一 指南針與遠(yuǎn)洋航海二 電流的磁場 讀一讀 辨一辨 一 指南針與遠(yuǎn)洋航海閱讀教材第25 26頁第1段及 鄭和下西洋 和 歐洲人的遠(yuǎn)洋探險 兩部分 了解科學(xué)技術(shù)在社會發(fā)展中的作用 1 古代遠(yuǎn)洋航海的三大必要條件是什么 答案 指南針導(dǎo)航 尾舵掌握航向 有效地利用風(fēng)力 2 世界上最早使用指南針的國家是哪個國家 答案 中國 3 中國明朝的鄭和先后七次下西洋 意大利航海家哥倫布 葡萄牙航海家麥哲倫也先后進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險 所有這些遠(yuǎn)洋航行的成功 都離不開磁學(xué)知識的最初應(yīng)用 指南針 讀一讀 辨一辨 二 磁場和磁性的地球閱讀教材第26 27頁 磁場 和 磁性的地球 兩部分 了解磁場及磁場的性質(zhì) 知道地球的磁場及磁偏角 1 什么是磁場 磁場的作用是什么 答案 磁體周圍產(chǎn)生磁場 磁場使磁體間不必接觸便能相互作用 2 磁場的方向是怎樣規(guī)定的 答案 磁場是有方向性的 物理學(xué)規(guī)定 在磁場中某一點(diǎn) 小磁針北極受力的方向 也就是小磁針靜止時北極所指的方向 就是那一點(diǎn)的磁場方向 3 如何形象直觀地描述磁場 答案 用磁感線描述 線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場方向一致 讀一讀 辨一辨 4 指南針可以在地球上使用 它可以在火星上使用嗎 為什么 答案 不能 因?yàn)榛鹦巧蠜]有地球那樣的磁場 讀一讀 辨一辨 三 電流的磁效應(yīng)閱讀教材第29頁 電流的磁效應(yīng) 部分 知道電流可以產(chǎn)生磁場 1 哪位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 答案 丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 2 電流磁效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的意義是什么 答案 證明了電和磁之間的聯(lián)系 預(yù)示了電力應(yīng)用的可能性 讀一讀 辨一辨 四 電流磁場的方向閱讀教材第29 30頁 電流磁場的方向 部分 掌握電流磁場的方向的判斷方法 電流的磁場方向可以用安培定則來判斷 1 直線電流磁場方向的判斷 右手握住導(dǎo)線 讓伸直的拇指的方向與電流的方向一致 那么 彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向 2 環(huán)形電流磁場方向的判斷 右手握住環(huán)形導(dǎo)線 讓彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致 拇指的指向就是環(huán)形導(dǎo)線中心附近的磁場方向 3 通電螺線管磁場方向的判斷 右手握住螺線管 讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致 拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 磁感線可以形象地描述磁場的方向 解析 人們?yōu)榱诵蜗笾庇^地描述磁場而引入了磁感線 磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場方向 答案 2 地磁場的北極在地球北極附近 南極在地球南極附近 解析 地球的地理兩極和地磁兩極是相反的 即地理南極為地磁的北極 地理北極為地磁的南極 但兩極并不重合 答案 3 奧斯特實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場 解析 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 答案 讀一讀 辨一辨 4 做奧斯特實(shí)驗(yàn)時 不管導(dǎo)線如何放置 只要電流足夠強(qiáng) 一定能觀察到小磁針的偏轉(zhuǎn)情況 解析 導(dǎo)線東西方向放置時 可能觀察不到小磁針的偏轉(zhuǎn)情況 答案 2 探究討論 1 如圖所示 把小磁針放在磁場中 說明自由釋放后 小磁針將怎樣轉(zhuǎn)動并停在哪個方向 答案 小磁針順時針轉(zhuǎn)動 靜止時N極指向磁場方向 即指向右方 讀一讀 辨一辨 2 請分別畫出圖中的電流方向或磁感線方向 答案 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 探究一對磁場和磁感線的理解磁場存在于什么地方 磁場的基本性質(zhì)是什么 如圖所示 放置在條形磁體周圍的小磁針靜止時 小磁針的指向一般不同 這說明了什么 受此啟發(fā) 我們能否利用一種形象化的工具描述磁場的方向 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 要點(diǎn)提示磁體的周圍產(chǎn)生磁場 初中還學(xué)習(xí)過電流的周圍也產(chǎn)生磁場 磁場最基本的性質(zhì)是對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用 放置在條形磁體周圍的小磁針靜止時 小磁針的指向一般不同 這說明磁場是具有方向的 不同位置的磁場方向往往是不同的 我們在初中就接觸過形象描述磁場的工具 磁感線 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 1 磁場的產(chǎn)生磁體與電流 運(yùn)動電荷 周圍存在磁場 2 磁場的方向物理學(xué)規(guī)定 在磁場中的某一點(diǎn) 小磁針北極的受力方向 也就是小磁針靜止時北極所指的方向 就是那一點(diǎn)的磁場方向 3 磁場的作用磁場能夠傳遞磁體與磁體之間 磁體與電流之間 電流與電流之間的相互作用 4 磁場的形象描述 磁感線為形象地描述磁場而引入的一些有方向的曲線 曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場方向一致 這樣的曲線就叫作磁感線 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 幾種典型的磁感線分布 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 5 磁感線與電場線的比較 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 溫馨提示磁場雖然不是由分子 原子組成的 但它能夠?qū)Ψ湃肫渲械拇朋w 電流產(chǎn)生力的作用 它是客觀存在的 雖然我們看不見它 但可以通過很多磁現(xiàn)象感知它的存在 因此它與前面學(xué)過的電場和重力場一樣 也是一種物質(zhì) 6 地磁場的磁感線的分布 1 地球是一個巨大的磁體 地球周圍存在的磁場叫地磁場 2 地球的磁場和條形磁體的磁場相似 主要有三個特點(diǎn) 地磁場的N極在地球南極附近 S極在地球北極附近 在赤道平面上 距離地球表面等高的各點(diǎn) 磁場強(qiáng)弱相等 且方向水平 在北半球 地磁場的方向斜向下指向地面 在南半球 地磁場的方向斜向上背離地面 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 例題1 關(guān)于磁場和磁感線的描述 下列說法正確的是 A 磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止B 磁感線可以表示磁場的方向和強(qiáng)弱C 磁感線只能表示出磁場的方向D 兩條磁感線空隙處不存在磁場解析 磁感線是一條閉合曲線 選項(xiàng)A不正確 只有磁感線是直線時 磁感線的方向才與磁場方向一致 如果磁感線是曲線 那么某點(diǎn)的磁場方向是用該點(diǎn)的切線方向來表示的 故選項(xiàng)B正確 選項(xiàng)C不正確 磁感線是為研究問題方便而假想的曲線 用磁感線的疏密來表示區(qū)域中磁場的強(qiáng)弱 所以兩條磁感線空隙處并不意味著那里不存在磁場 選項(xiàng)D錯誤 答案 B 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 歸納總結(jié)磁感線實(shí)際不存在 是人為規(guī)定的曲線 沒有畫磁感線的地方 并不表示那里沒有磁場的存在 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練1導(dǎo)學(xué)號66824026 多選 下列關(guān)于電場線和磁感線的說法正確的是 A 二者均為假想的曲線 實(shí)際上并不存在B 實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑來模擬磁感線形狀 因此磁感線是真實(shí)存在的C 任意兩條磁感線不相交 電場線也是D 磁感線是閉合曲線 電場線是不閉合的解析 兩種場線均是為形象描述場而引入的 實(shí)際上并不存在 故A對 任意兩條磁感線或電場線不能相交 否則該交點(diǎn)處會有兩個磁場或電場方向 故C對 磁體外部磁感線由N極指向S極 內(nèi)部由S極指向N極 故磁感線是閉合的曲線 而電場線始于正電荷 終于負(fù)電荷 不閉合 故D對 故選A C D 答案 ACD 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練2 多選 關(guān)于地球的磁場 下列說法正確的是 A 地磁的南極在地理的南極附近 地磁的北極在地理的北極附近 略有磁偏角B 在北半球 磁感線向上傾斜C 在南半球 磁感線向上傾斜D 在赤道上 小磁針N極的指向水平向北解析 地磁的北極 N極 在地理的南極附近 地磁的南極 S極 在地理的北極附近 選項(xiàng)A錯誤 在南半球 磁感線向上傾斜 在北半球 磁感線向下傾斜 在赤道上 磁感線水平 因此 選項(xiàng)B錯誤 選項(xiàng)C D正確 答案 CD 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二電流的磁場直流電鈴原理如圖所示 當(dāng)電路接通時 彈簧片上的銜鐵受到電磁鐵的吸引 使附著的小錘敲響鈴鐺發(fā)出聲音 同時 電路在斷續(xù)器的觸點(diǎn)處斷開 電磁鐵磁性消失 彈簧片回到原來的位置 然后使電路再次接通 此過程反復(fù)循環(huán) 小錘便不斷敲鈴 想想看 電鈴中的電磁鐵能用永磁鐵代替嗎 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 要點(diǎn)提示電鈴是利用電磁鐵在接通與切斷電流時能夠控制其磁性有無的特點(diǎn)制成的 如果換成永磁鐵 當(dāng)彈簧片上的銜鐵受到永磁鐵的吸引使小錘敲響鈴鐺發(fā)出一次聲音后 由于永磁鐵的磁性不消失 銜鐵保持不動 小錘不會再敲擊鈴鐺 便不能再發(fā)出聲音了 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1820年 丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn) 導(dǎo)線通電后 其下方與導(dǎo)線平行的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示 1 實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是 導(dǎo)線要沿南北方向放置 通電以前導(dǎo)線在小磁針的上方且與小磁針平行放置 2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了通電導(dǎo)線周圍存在磁場 磁場對小磁針有作用力 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 奧斯特實(shí)驗(yàn)的科學(xué)價值和歷史意義奧斯特的發(fā)現(xiàn)具有重要的科學(xué)價值和歷史意義 它不僅揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系 而且為電與磁的新應(yīng)用拉開了序幕 法國物理學(xué)家安培了解到奧斯特的發(fā)現(xiàn)后受到很大啟發(fā) 由此提出了安培定則 奧斯特電生磁的發(fā)現(xiàn)還影響法拉第等科學(xué)家去探索磁生電 安培 法拉第的研究致使電動機(jī) 發(fā)電機(jī)問世 預(yù)示了人類電氣時代的到來 正如法拉第所說 奧斯特的發(fā)現(xiàn) 打開了黑暗領(lǐng)域的大門 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 如圖所示 把一條通電導(dǎo)線平行地放在小磁針的上方 我們發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 1 當(dāng)改用兩節(jié)或者更多的電池時 小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢有什么變化 2 把小磁針放在距離導(dǎo)線稍遠(yuǎn)的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢又有什么變化 3 如果把導(dǎo)線放在與小磁針垂直的上方進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 小磁針的偏轉(zhuǎn)又如何 動腦想一想 小磁針的偏轉(zhuǎn)意味著什么 小磁針靜止時的指向意味著什么 小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢不同又意味著什么 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 1 變快 原因是電流變強(qiáng) 通電導(dǎo)線周圍磁場變強(qiáng) 2 變慢 原因是離導(dǎo)線越遠(yuǎn) 磁場越弱 3 偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)意味著所在處的磁場發(fā)生了變化 即電流產(chǎn)生了磁場 小磁針靜止時的指向與所在處磁場的方向有關(guān) 也即磁場是有方向的 小磁針偏轉(zhuǎn)的快慢不同意味著所在處的磁場的強(qiáng)弱不同 也即磁場是有強(qiáng)弱之分的 答案 見解析歸納總結(jié)電流產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)弱與電流強(qiáng)度 離導(dǎo)線的距離有關(guān) 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練3奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了 A 磁場的存在B 磁場的方向性C 電流可以產(chǎn)生磁場D 磁場間有相互作用解析 本題考查的內(nèi)容是對奧斯特實(shí)驗(yàn)的價值及意義的認(rèn)識 奧斯特實(shí)驗(yàn)中 電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 說明電流周圍能產(chǎn)生磁場 故C正確 答案 C 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究三安培定則下列各圖中 已標(biāo)出電流I和該電流產(chǎn)生的磁感線的方向 其中符合安培定則的是 要點(diǎn)提示根據(jù)安培定則可判斷電流和磁感線方向間的關(guān)系 C項(xiàng)符合 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 三種常見的電流磁場方向的判定 安培定則 1 直線電流的磁場直線電流的磁場方向可以用安培定則來判斷 右手握住導(dǎo)線 讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致 彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向 這個規(guī)律也叫右手螺旋定則 2 環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場可用另一種形式的安培定則判斷 讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致 伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 通電螺線管的磁場右手握住螺線管 讓彎曲的四指所指的方向與電流方向一致 拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向或拇指指向螺線管的N極 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 三種常見的電流磁場的畫法比較 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 多選 一束離子沿水平方向飛行 平行地飛過小磁針上方 如圖所示 發(fā)現(xiàn)圖中小磁針的N極向紙外偏轉(zhuǎn) 這個離子束可能是 A 向右飛行的正離子束B 向左飛行的正離子束C 向右飛行的負(fù)離子束D 向左飛行的負(fù)離子束 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 由小磁針的旋轉(zhuǎn)方向判定小磁針N極受力方向 再由安培定則判定產(chǎn)生磁場的電流方向 最后判定離子的電性及運(yùn)動方向 由題目知 小磁針N極向紙外偏轉(zhuǎn) 則小磁針?biāo)谔幍拇艌龇较虼怪庇诩埫嫦蛲?由安培定則可判定產(chǎn)生磁場的電流方向水平向左 如果離子帶正電 則離子向左飛行 如果離子帶負(fù)電 則離子應(yīng)向右飛行 答案 BC歸納總結(jié)靈活運(yùn)用安培定則是解決本題的關(guān)鍵 由安培定則可知 對于電流的方向和磁場的方向 我們只要知道其中的一個 就能求出另一個 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練4導(dǎo)學(xué)號66824027在如圖所示的各圖中 畫出導(dǎo)線中通電電流方向或通電導(dǎo)線周圍磁感線的方向或通電螺線管的繞線方向 其中a b為平面圖 c d為立體圖 解析 應(yīng)用安培定則判斷結(jié)果如下圖所示 答案 見解析 12345 1 磁場的理解 下列關(guān)于磁場的說法中正確的是 A 磁場和電場一樣 是客觀存在的特殊物質(zhì)B 磁場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 磁場只有在磁極與磁極 磁極與電流發(fā)生作用時才產(chǎn)生解析 磁場和電場都是實(shí)實(shí)在在存在的一種物質(zhì) 選項(xiàng)A正確 選項(xiàng)B錯誤 磁極和磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的 選項(xiàng)C錯誤 磁場是一種客觀存在的物質(zhì) 不會只在發(fā)生相互作用時才存在 選項(xiàng)D錯誤 答案 A 12345 2 地磁場 關(guān)于地磁場的下列說法中 正確的是 A 地球的地磁兩極與地理兩極重合B 地球的地磁北極與地理北極重合C 地球的地磁北極與地理南極重合D 地球的地磁北極在地理南極附近解析 因?yàn)橹改厢楴極指向北方 由異名磁極相互吸引 可判斷地理上的北極附近是地磁場的南極 地理上的南極附近是地磁場的北極 所以只有D項(xiàng)正確 答案 D 12345 3 磁感線的理解 關(guān)于磁感線的下列說法中 正確的是 A 磁感線是真實(shí)存在于磁場中的有方向的曲線B 磁感線上任一點(diǎn)的切線方向 都跟該點(diǎn)磁場的方向相同C 磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況D 以上說法均不正確解析 磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線 并不是客觀存在于磁場中的真實(shí)曲線 所以A錯誤 磁感線如果相交的話 那么交點(diǎn)處的磁場方向就有兩個 顯然是不可能的 所以C錯誤 答案 B 12345 4 多選 安培定則 下列所示各圖中 小磁針的指向正確的是 解析 小磁針靜止時的N極指向?yàn)樵撎幋艌龇较?由安培定則可知選項(xiàng)A中螺線管內(nèi)的磁場方向向左 選項(xiàng)A正確 選項(xiàng)B中赤道處的磁場方向由南向北 選項(xiàng)B正確 選項(xiàng)C中小磁針?biāo)谔幍拇艌龇较蛳蛳?選項(xiàng)C錯誤 選項(xiàng)D中蹄形磁體間的磁場向右 選項(xiàng)D正確 答案 ABD 12345 5 多選 安培定則 如圖所示 在通有恒定電流的螺線管內(nèi)有一點(diǎn)P 過P點(diǎn)的磁感線方向一定是 A 從螺線管的N極指向S極B 放在P點(diǎn)的小磁針S極受力的方向C 靜止在P點(diǎn)的小磁針N極指的方向D 在P點(diǎn)放一通電小線圈 磁感線一定垂直于小線圈平面解析 由安培定則判定出螺線管磁場左S右N 在其內(nèi)部磁感線由S N 則P點(diǎn)的磁感線是由S極指向N極的 是靜止在P點(diǎn)的小磁針N極指的方向 在P點(diǎn)放一小通電線圈 由環(huán)形電流安培定則知磁感線一定垂直于小線圈平面 答案 CD