物理:31《磁现象和磁场》导学案(新人教版选修3-1).doc
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1、一、磁现象和磁场 【要点导学】1、本节学习有关磁场的基本知识,通过回顾磁学的发展历史和初中学过的磁学知识,应该掌握磁场的基本概念、磁感线及其物理意义、知道磁铁、电流和地球磁场的磁感线分布情况,并会用安培定则判定磁场方向2、基本磁学概念:磁性: 的性质。磁极: 。磁场:磁体周围空间存在_,它的基本性质是对放在其中的磁体或电流有_的作用,一切磁相互作用都是一种非直接接触的相互作用,必须通过_来实现。3、描述磁场分布的常用工具磁感线描述电场用电场线,描述流体用流线,描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线,其上每一点的_方向表示该点的磁场方向,也是小磁针静止时_的指向磁感线在磁铁外部由_
2、极到_极,在磁铁内部由_极到_极,构成一闭合的曲线。磁感线越密处磁场越_,磁感线越疏处磁场越_.4、确定电流产生磁场的方向安培定则安培定则又称为右手螺旋定则,是确定电流磁场的基本法则,不仅适用于通电直导线,同时也适用于通电圆环和通电螺线管对于通电直导线的磁场,使用时大拇指指向表示_方向,弯曲的四指方向表示_的方向;对于通电圆环或通电螺线管,弯曲的四指方向表示_方向,大拇指的指向表示螺线管内部的_方向5、几种常见的磁场的磁感线分布图直线电流的磁场如图3-1-1所示为直线电流的磁感线分布图,右手握住直导线,伸直的大拇指方向与 一致,弯曲的四指方向就是通电直导线在周围空间产生的 的方向通电直导线在周
3、围产生的磁场是不均匀分布的,垂直于直导线方向,离直导线越远,磁场 ;反之越强环形电流的磁场如图3-1-2所示,右手弯曲的四指方向与 方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向,大拇指指向磁 的位置螺线管是由多个环形串联而成,所以通电螺线管与环形电流的磁场的确定的方法是相同的运动电荷的磁场电流是由电荷的定向移动形成的,电流的磁场实质是运动电荷产生的氢原子核外的电子由于受到库仑力的作用,绕氢原子核做匀速圆周运动,产生的电流相当于一个环形电流,由于在一个周期内电子通过环上任意一个截面一次,根据电流强度的定义,电流强度大小为I=e/T 圆周运动周期满足ke2/r2=m(2/T)2r
4、,判断该环形电流的磁场方向时,必须注意,弯曲的四指必须与负电荷运动的方向相反,即指向正电荷运动的方向。地球磁场地磁场的磁感线的分布与条形磁铁、通电螺线管的磁场相似如图3-1-3所示,与地理南极对应的是地磁北极,与地理北极对应的是地磁南极(不计磁偏角时)。一对条形磁铁组成的磁场分布(如图3-1-4)匀强磁场如果某个区域里磁感应强度大小_,且_相同,这个区域里的磁场叫做匀强磁场,匀强磁场的磁感线是一组平行且_的直线匀强磁场是一种理想化的模型,大的异名磁极之间的磁场、通电螺旋管内部(扣除边缘区域)的磁场可以近似看作匀强磁场处理,如图3-1-5所示6、关于磁偏角指南针并不指向地球的正南和正北公元11世
5、纪,我国科学家通过长期的观察发现,指南针的指向并不是地球的正南和正北,而是略微偏离一点也就是说地的两极和地磁的两极并不重合,这个偏差,在现代科学技术中可以用磁偏角来描述如图3-1-6所示,地理南北极与地磁南北极并不重合,地磁的北极(N极)在南半球南纬70010/和东经150045/的地方,地磁的南极(S极)在北半球北纬70050/和西经960的地方通过磁针静止位置所作的竖直平面叫做地磁子午面,地磁子午面和地理子午面做夹的角度叫做磁偏角实际测量的结果指出,地球各处的磁偏角不同【范例精析】例1、做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,通电后发现小磁针不动,用手拨动一下小磁针,小磁针转动
6、180o后静止不动,由此可知通电直导线放置情况是 ( )A东西向 B南北向 C正西南 D正西北 解析:由于地球磁场的作用,小磁针静止时N极指向地球的北极,如果通电导线是南北方向放置的,则不论电流方向指向南还是指向北,小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向,即磁针转动的角度接近900。如果通电导线是东西方向放置,通以由东向西的电流,则小磁针北极静止时仍然指向地理的北极;如果通以由西向东的电流,则小磁针静止时北极指向地理的南极。所以本题中的通电导线应东西方向放置,答案A是正确的。 拓展:磁针的偏转是由于受到磁场的作用,做奥斯特实验时的磁针既受到地球磁场的作用,又受到通电直导线的磁场力的作用,如果
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