（浙江專用）2022-2023學年高中物理 第三章 磁場 3-1 磁現(xiàn)象和磁場學案 新人教版選修3-1

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1、（浙江專用）2022-2023學年高中物理 第三章 磁場 3-1 磁現(xiàn)象和磁場學案 新人教版選修3-1 [研究學考·明確要求] 知識內容 磁現(xiàn)象和磁場 考試要求 學考b 選考b 基本要求 1.了解磁性、磁極概念。 2．了解電流的磁效應，領會發(fā)現(xiàn)電流磁效應現(xiàn)象的意義。 3．知道磁體和通電導體周圍都有磁場，磁體與磁體、磁體與通電導體、通電導體與通電導體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。 發(fā)展要求 1.大致了解地磁場的分布。 2．初步了解磁偏角的概念。 [基 礎 梳 理] 1．磁性和磁體 物體具有的吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性。具有磁性的物體叫磁體。 2

2、．磁極：磁體的各部分磁性強弱不同，磁體上磁性最強的區(qū)域叫磁極。 (1)磁體有兩個磁極，一個叫N極(又叫北極)，另一個叫S極(又叫南極)。 (2)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。 [典 例 精 析] 【例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　磁鐵吸引小鐵釘是靠磁鐵的磁場把鐵釘磁化而作用的，是磁現(xiàn)象；摩擦過的塑料上帶電荷使周圍產生電場而吸引毛發(fā)碎紙屑的，是電現(xiàn)象。 答案　D 由于磁場而產生的現(xiàn)象是磁現(xiàn)象；由于電

3、場而產生的現(xiàn)象是電現(xiàn)象。 [基 礎 梳 理] 1．丹麥物理學家奧斯特相信，就像電和熱、電和光之間存在聯(lián)系一樣，電和磁之間也應該存在著聯(lián)系。1820年他發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，首次揭示了電和磁的關系。 2．奧斯特實驗的結論：導線通入電流后，小磁針發(fā)生了轉動，說明小磁針受到了磁場力的作用，可見電可以生磁。通入不同方向的電流時小磁針的轉動方向不同，說明通入電流的方向不同，產生的磁現(xiàn)象也不一樣。 3．奧斯特實驗的意義：發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，首次揭示了電與磁之間是有聯(lián)系的。 [典 例 精 析] 【例2】 物理實驗都需要有一定的控制條件。奧斯特做電流的磁效應實驗時，應排除地磁場對實驗的影響。

4、關于奧斯特的實驗，下列說法中正確的是(　　) A．該實驗必須在地球赤道上進行 B．通電直導線應該豎直放置 C．通電直導線應該水平東西方向放置 D．通電直導線應該水平南北方向放置 解析　小磁針靜止時指向南北，說明地磁場的方向為南北方向，當通電直導線南北方向放置時，能產生東西方向的磁場，把小磁針放置在該處時，可有明顯的偏轉，故選D。 答案　D 南北放置的通電導線產生的磁場為東西方向，與磁針垂直，作用力最大。 [即 學 即 練] 1．如圖1所示，關于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．甲圖中，電流不產生磁場，電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場

5、發(fā)生的 B．乙圖中，磁體對通電導線的力是通過磁體的磁場發(fā)生的 C．丙圖中電流間的相互作用是通過電流的電場發(fā)生的 D．丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的 解析　甲圖中，電流對小磁針力的作用是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁體對通電導線力的作用是通過磁體的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對另一個電流力的作用是通過該電流的磁場發(fā)生的。綜上所述，選項B正確。 答案　B [基 礎 梳 理] 1．磁場：存在于磁體周圍或電流周圍的一種客觀存在的特殊物質。磁體與磁體之間、磁體和通電導體之間、通電導體和通電導體間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。 2．基本性質： 圖2 對放入其中的磁體

6、或通電導體有力的作用(如圖2所示)。 3．磁場的產生 (1)磁體周圍有磁場。 (2)電流周圍有磁場。 (3)運動電荷周圍有磁場。 特別提醒　磁場和電場一樣，都是一種物質，是客觀真實存在的。 [典 例 精 析] 【例3】 關于磁場，下列說法正確的是(　　) A．其基本性質是對處于其中的磁體或電流有力的作用 B．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 C．磁場不是客觀存在的一種特殊物質形態(tài) D．磁場的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無則無 解析　磁場的基本性質是對放入其中的磁體或電流有力的作用，A正確；磁場雖然看不見摸不著，但是它是客觀存在的，

7、B、C、D錯誤。 答案　A 磁場是客觀存在的一種物質，并對放入其中的磁體或電流產生力的作用。 [基 礎 梳 理] 1．地磁場：地球是一個大磁體，地球周圍存在的磁場叫地磁場。如圖3所示，地球磁場的N極(地磁北極)位于地理南極附近，地球磁場的S極(地磁南極)位于地理北極附近。 圖3 2．雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對來說差別不是很大。因此，一般我們認為： (1)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。 (2)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。 [典 例 精 析] 【例4】 如圖4所示，假

8、設將一個小磁針放在地球的北極點上，那么小磁針的N極將(　　) 圖4 A．指北 　　　 B．指南 C．豎直向上 　　　 D．豎直向下 解析　地磁場的分布規(guī)律與條形磁鐵類似，在地理北極附近，地磁場豎直向下，此處小磁針的N極應豎直向下，D正確。 答案　D [即 學 即 練] 2．地球是一個大磁體，它的磁場分布情況與一個條形磁體的磁場分布情況相似，以下說法正確的是(　　) A．地磁場的方向沿地球上經線方向 B．地磁場的方向是與地面平行的 C．地磁場的方向是從北向南的 D．在地磁南極上空，地磁場的方向是豎直向下的 解析　每一點地磁場的方向并不是沿經線方向，選項A錯誤；地磁

9、場的方向只有在赤道附近和地面平行，選項B錯誤；地球內部的磁場方向才是從北向南，選項C錯誤，只有選項D正確。 答案　D 1．鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時，下述說法中正確的是(　　) A．A、B一定相互吸引 B．A、B一定相互排斥 C．A、B間可能無磁場力作用 D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥 解析　磁體相互吸引可以是原來沒有磁性的鐵棒磁化而吸引磁體，也可以是因為兩個磁體的異名磁極相互吸引。這是吸引的兩種情況。而排斥只能在兩個磁體的同名磁極間才可能發(fā)生。小磁針本身有磁性，能夠吸引沒有磁性的鐵棒。故鐵棒A可能有磁性，也可能沒有磁性。鐵棒B能排

10、斥小磁針，說明鐵棒B一定有磁性。若A無磁性，當A靠近B時，在B的磁場作用下A會被磁化而發(fā)生相互吸引作用；若A有磁性，則A、B兩磁體都分別有北極和南極，當它們的同名磁極靠近時，相互排斥；當異名磁極靠近時，相互吸引，這說明不論A有無磁性，它們之間總有磁場的作用，故選項D正確。 答案　D 2．以下說法中正確的是(　　) A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產生的 B．電流與電流間的相互作用是通過電場產生的 C．磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產生的 D．磁場和電場是同一種物質 解析　電流能產生磁場，在電流的周圍就有磁場的存在，不論是磁極與磁極間、電流與電流間還是磁極與電流間

11、，都有相互作用的磁場力。磁場是一種特殊物質，它的基本特點是對放入磁場中的磁極、電流有磁場力的作用；而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質，其最基本的性質是對放入電場中的電荷有電場力的作用，但它不會對放入電場中的磁極產生力的作用，因此，磁場和電場是兩種不同的物質，各自具有其本身的特點。 答案　A 3．磁體與磁體、磁體與通電導體、通電導體與通電導體間的相互作用，以下示意圖不正確的是(　　) A．磁體磁體 B．磁體通電導體 C．通電導體通電導體 D．通電導體通電導體 解析　磁體與磁體、磁體與通電導體、通電導體與通電導體間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。 答案

12、　C 4．下列說法中正確的是(　　) A．奧斯特實驗說明了通電導線對磁體有作用力 B．奧斯特實驗說明了磁體對通電導線有作用力 C．奧斯特實驗說明了任意兩條通電導線之間有作用力 D．奧斯特實驗說明了任意兩個磁體之間有作用力 解析　奧斯特實驗說明了通電導線對磁體有作用力，所以選項A正確。 答案　A 5．我國古代四大發(fā)明中，涉及到磁現(xiàn)象應用的發(fā)明是(　　) A．指南針 B．造紙術 C．印刷術 D．火藥 解析　指南針利用地磁場使小磁針偏轉來指示方向，涉及到磁現(xiàn)象，而我國古代四大發(fā)明中，造紙術、印刷術、火藥不涉及磁現(xiàn)象，故A正確。 答案　A 1．如圖1所示，一根條形磁鐵

13、，左端為S極，右端為N極。下列表示從S極到N極磁性強弱變化情況的圖象中正確的是(　　) 圖1 解析　條形磁鐵兩極磁性最強，中間磁性最弱，故磁性強弱變化曲線如C所示。 答案　C 2．磁性水雷是用一個可以繞軸轉動的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后變成了一個浮動的磁體，當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是(　　) A．磁體的吸鐵性 B．磁極間的相互作用規(guī)律 C．電荷間的相互作用規(guī)律 D．磁場對電流的作用原理 解析　軍艦被地磁場磁化后變成了磁體，當軍艦靠近水雷時，對控制引爆電路的小磁針有力的作用，使小磁針轉動引爆水雷。B項正確。 答案　B 3．如圖

14、2所示，把一條導線平行地放在磁針的上方附近，當導線中有電流通過時，磁針會發(fā)生偏轉，發(fā)現(xiàn)這個實驗現(xiàn)象的物理學家是(　　) 圖2 答案　C 4．奧斯特實驗說明了 (　　) A．磁場的存在 B．磁場的方向性 C．電流可以產生磁場 D．磁體間有相互作用 解析　本題考查了電流的磁效應及奧斯特實驗。奧斯特實驗中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉，說明電流周圍存在磁場，即電流產生了磁場。故正確答案為C。 答案　C 5．(2017·嘉興教學質量檢測)指南針靜止時，其位置如圖3中虛線所示。若在其上方放置一水平方向的導線，并通以恒定電流，則指南針轉向圖中實線所示位置。據(jù)此可能是(　　)

15、 圖3 A．導線南北放置，通有向北的電流 B．導線南北放置，通有向南的電流 C．導線東西放置，通有向西的電流 D．導線東西放置，通有向東的電流 解析　若導線南北放置，通有向北的電流，根據(jù)安培定則可知，小磁針N極將由北向西偏轉，A錯誤；導線南北放置，通過向南的電流時，根據(jù)安培定則可知，小磁針N極將由北向東偏轉，可轉向圖中實線所示位置，B正確；導線東西放置，通過向西的電流，根據(jù)安培定則可知，小磁針N極將向南偏轉或不偏轉，C錯誤；導線東西放置，通過向東的電流，根據(jù)安培定則可知，小磁針N極不偏轉，D錯誤。 答案　B 6．下列關于磁場的說法中，正確的是(　　) A．磁場和電場一樣，是客觀

16、存在的特殊物質 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)生作用時才產生 解析　磁場是一種特殊物質，磁體間的相互作用是靠磁場發(fā)生的。 答案　A 7．關于地球的磁場，下列說法正確的是(　　) A．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 B．地磁場的南極在地理北極附近 C．地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的 D．地球磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是相同的 解析　小磁針S極指南是因為地磁的N極在地理的南極附近，故A錯誤；地磁場的兩極和地理兩極是相反的，所以B正確；依據(jù)地磁場

17、的空間分布，只有赤道上的磁場方向和地面平行，故C錯誤；地球的磁偏角是變化的，地磁兩極的位置也是變化的，所以D錯誤。 答案　B 8．在地球赤道上放置一個小磁針，靜止時小磁針N極指向(　　) A．地理南極 B．地理北極 C．東方 D．西方 解析　地球是一個巨大的磁體，地磁場的南極和北極分別位于地理的北極和南極附近，在赤道處，地磁場方向由地理南極指向地理北極，小磁針靜止時N極指向地理北極。指南針就是利用上述原理制成的。 答案　B 9．將A、B兩個磁環(huán)先后套在光滑的木支架上，并使兩磁環(huán)相對的磁極極性相同，此時可以看到上方的磁環(huán)A“懸浮”在空中，如圖4所示，設兩磁環(huán)受到的重力相等且

18、都為G，則磁環(huán)B對木支架底座的壓力F與重力G的大小關系是(　　) 圖4 A．F＜G B．F＝G C．G＜F＜2G D．F＝2G 解析　由A、B兩磁環(huán)相對的磁極極性相同，可知它們之間相互作用力是斥力。A“懸浮”在空中，說明A受力平衡，因此，A受到的重力和B對A的排斥力大小相等。根據(jù)牛頓第三定律，B受到A的斥力大小等于G。對B受力分析可知，B受到重力、向下的斥力和底座對B向上的支持力，B靜止，所以F支＝2G，所以B對底座的壓力F也為2G。 答案　D 10．下列說法中與實際情況相符的是(　　) A．地球的磁偏角是一個定值 B．地磁場的北極在地理位置的北極附近 C．除了地

19、球外，到目前為止其他星球上還沒有發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象 D．鄭和出海遠航比哥倫布的遠洋探險先使用指南針 解析　磁偏角隨地理位置變化而變化，A錯誤；地磁場的北極在地理南極附近，B錯誤；其他星球上也有磁場存在，C錯誤；我國是最早利用指南針航海的國家，D正確。 答案　D 11．在超市里，顧客可以自己在貨架上挑選商品，十分方便，但如果有人想拿了東西不付錢而偷偷溜走，那么出口處的報警器馬上會鳴響報警，你知道這是為什么嗎？ 解析　在超市中的每一件商品上都有一小片帶磁性的商標，當經過出口時，那里的磁性探測器便檢測出來并發(fā)出報警，只有當你付款后，售貨員用一種特別的“消磁”裝置將商標上的磁性消除，探測器才會讓你把

20、商品帶出超市。 答案　見解析 12．關于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律，同學們提出了很多問題和猜想，有關月球有無磁場，同學們提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案： (1)取一小磁針用細線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場。 (2)小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的北極。你認為這個實驗方案中有沒有需要改進或改正的地方，如有請改進或改正。 答案　(1)小磁針靜止時指向某一方向，說明月球周圍存在磁場。 (2)小磁針靜止時，它的N極指向“月磁”的南極。有需改進的地方，即應做多次實驗，觀察小磁針是否總是指向某一個方向。 13．如圖5所示是醫(yī)生用來取出病人吞下的金屬物品的儀器。當儀器頂部接觸金屬物品時，醫(yī)生將手控環(huán)內推，再拉出整條塑料管，你能說出這種儀器的原理嗎？如果小孩不慎吞下的是易拉罐環(huán)或一個回形針，哪種物體可以用這種儀器取出來？(　　) 圖5 解析　當儀器頂部接觸金屬物品時，醫(yī)生將手控環(huán)內推，儀器內的活動永久磁鐵向前接觸金屬物品，能將鐵制物品吸引，然后拉出塑料管并將物體取出?；匦吾樖氰F制的，能被磁鐵吸引，而易拉罐環(huán)一般是鋁制品，不能被吸引，所以回形針可以用這種儀器取出來。 答案　見解析