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物理1 磁场 磁感线教课内容ppt课件
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这是一份物理1 磁场 磁感线教课内容ppt课件,共41页。PPT课件主要包含了磁效应,电流方向,弯曲的四指,环形电流的方向,环形导线轴线上磁场,电流的方向,螺线管内部的磁场等内容,欢迎下载使用。
1.填一填(1)电和磁的联系①自然界中的磁体总是存在着两个 。②磁极间的相互作用:同名磁极相互 ,异名磁极相互 。③电流的磁效应:1820年丹麦物理学家奥斯特通过通电导线使小磁针_____的实验发现了电流的 ,揭示了电与磁的联系。
(2)磁场①磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过 发生的。②基本性质:磁场对磁极或通电导体有力的作用。③通电导线间的相互作用力特点:同向通电导线相互 ,异向通电导线相互 。④磁场尽管看不见、摸不着,但它与电场类似,都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。
2.判断(1)奥斯特实验说明了电流可以产生磁场。 ( )(2)单独一个带电体可以只带正电荷,同样单独一个磁体可以只有N极。( )(3)磁场的基本性质是对磁极或电流有力的作用。 ( )
3.想一想奥斯特实验:南北方向的直导线放置在小磁针上方,给直导线通电,如图所示。观察实验现象。
(1)导线通电后观察到什么现象?提示:导线通电后发现小磁针转动了。(2)实验现象说明了什么问题?提示:实验现象说明了通电导线周围存在磁场,磁场对小磁针有力的作用。奥斯特实验发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系。
1.填一填(1)磁感线①磁场方向规定:物理学中把小磁针静止时 所指的方向规定为该点磁场的方向。②定义:用来形象地描述磁场的一些曲线,使曲线上每一点的 方向都跟该点磁场的方向 。③磁感线可以描述磁场的强弱,磁感线较 ,表示磁场较强。
(2)安培定则电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下:①直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与 一致,___________所指的方向就是磁感线环绕的方向。②环形电流:让右手弯曲的四指与 一致,伸直的拇指所指的方向就是 的方向。③通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟 一致,拇指所指的方向就是 的方向,或者说拇指所指的就是通电螺线管N极的方向。
2.判断(1)磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的。 ( )(2)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。 ( )(3)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。 ( )
3.想一想通电的螺线管相当于一个条形磁铁,一端是N极,另一端是S极,把一个小磁针放入螺线管内部,小磁针的N极指向螺线管的哪端?提示:指向螺线管的N极。小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向,N极受力的方向是该位置的磁感线的方向,在螺线管内部,磁感线方向由S极指向N极,所以小磁针的N极指向螺线管的N极。
【重难释解】1.磁场的存在:磁体的周围、电流的周围都存在磁场。2.磁场的客观性:磁场虽然看不见、摸不着,不是由分子、原子组成的,但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。3.磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。4.磁场的方向性:有方向,处在磁场中能够自由转动的小磁针,静止时N极的指向,即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向。
[特别提醒](1)磁体和电流周围的磁场是同一种性质的场,具有相同的特点和基本性质。(2)场是物质的另一种存在形式,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量等物质的基本属性。
解题指导:(1)磁体和电流的周围都存在磁场。(2)磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。[解析] 甲图中,电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的;乙图中,磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的;丙图中,电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。综上所述,选项B、C正确。[答案] BC
自然界有两种基本的物质形态:实物和场(1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成。(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量、动量等物质的基本属性。
【素养训练】1.奥斯特实验说明了 ( )A.磁场的存在 B.磁场的方向性C.电流可以产生磁场 D.磁体间有相互作用解析:奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场,即电流产生了磁场,故C正确。答案:C
2.下列关于磁场的说法中正确的是 ( )A.磁体周围的磁场看不见、摸不着,所以磁场不是客观存在的B.将小磁针放在磁体附近,小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C.把磁体放在真空中,磁场就消失了D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场,不撒铁屑磁场就消失
解析:理解磁场的物质形态时应与电场类比,磁场看不见、摸不着,但不会因主观意识而存在或消失,磁场与电场一样,都是客观存在的物质形态。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质,说它“特殊”,是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同,它不是以微粒形式存在,而是以一种“场”的形式存在;说它是“物质”,是因为它和我们常见的实物一样,能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用,因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着,但可以通过它的基本性质反映出来,故B正确,A、C、D错误。答案:B
3.下列关于磁场的说法正确的是 ( )A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C.磁体与磁体之间是直接发生作用的D.磁场只能由磁体产生,电流不能产生磁场解析:磁场和电场都是客观存在的特殊物质,不是人为规定的,A对,B错;磁体与磁体之间是通过磁场发生相互作用的,C错;电流也能产生磁场,D错。答案:A
[问题驱动]如图所示的通电螺线管内部有一小磁针,关于其内部小磁针静止时N极的指向,甲认为“螺线管的右端相当于N极,故小磁针静止时右端为S极”,乙认为“由于螺线管内部磁感线方向由左向右,小磁针静止时N极指向与磁场方向相同,故右端是N极”,你认为谁的看法正确?提示:乙的看法正确。因“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”只适用于磁体外部的作用情况,而小磁针静止时N极的指向与磁场方向相同在任何情况下都适用。
【重难释解】1.磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。(3)磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
2.常见永磁体的磁场(如图)
3.三种常见的电流的磁场
[特别提醒](1)磁场是分布在立体空间的。(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁场的方向判断电流的方向。(3)应用安培定则判定直线电流时,四指所指的方向是导线之外磁场的方向;判定环形电流和通电螺线管电流时,拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。(4)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁,应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的N极。
解题指导:(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似。(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。[解析] 由安培定则,通电螺线管的磁场如图所示,右端为N极,左端为S极,在a点磁场方向向右,则小磁针在a点时,N极向右,A项错误,D项正确;在b点磁场方向向右,则小磁针在b点时,N极向右,B项正确;在c点,磁场方向向右,则小磁针在c点时,N极向右,S极向左,C项错误。[答案] BD
【素养训练】4.通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是( )A.A位置 B.B位置C.C位置 D.D位置
解析:由题图可知,小磁针N极所指的方向水平向右,而A点磁场方向斜向左上;B点的磁场方向水平向右;C点的磁场方向斜向左下;D点的磁场方向斜向左上,可知图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是B位置。故选B。答案:B
5.(多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于北、南方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中,两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A、B的带电情况,下列说法正确的是 ( )A.带同种电荷 B.带异种电荷C.B带正电荷 D.A带正电荷
解析:由于小磁针N极转向纸里,可知该点磁场方向向里,又根据安培定则,A、B间存在由A向B的电流,由此可知A带正电荷,B带负电荷,选项B、D正确。答案:BD
6.当导线中分别通以图所示方向的电流,小磁针静止时北极指向读者的是 ( )
解析:通电直导线电流从左向右,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时北极背离读者,故A错误;通电直导线电流竖直向上,根据右手螺旋定则,磁场的方向为逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时北极背离读者,故B错误;环形导线的电流方向如题图C所示,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针静止时北极指向读者,故C正确;根据右手螺旋定则,结合电流的方向,则通电螺线管的内部磁场方向由右向左,则小磁针静止时北极指向左,故D错误。答案:C
一、培养创新意识和创新思维1.地球本身是一个大磁体,它的N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近(图甲)。在地磁两极,磁针竖直指向地面;在赤道上,磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法,小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因,目前仍没有确定的说法,部分科学家认为是由地核中熔化了的金属(铁和镍)的环流引起的。地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况,可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转,成为地球生命的“保护伞”。
科学家还根据对地球火山岩石的精确测定,发现地磁场强度和方向发生过多次变化(图乙)。 甲 乙
假如地磁场是由地球表面带电荷引起的,试分析地球表面电荷的电性。提示:负电荷。因地球表面带有电荷,地球自转时产生环形电流,根据右手螺旋定则可知地球表面环形电流方向自东向西,而地球自转方向自西向东,故地球表面电荷为负电荷。
2.指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针,如图所示。它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在青铜盘的中心,可以自由转动。由于受地磁场作用,司南的磁勺尾静止时指向南方。下列说法中正确的是 ( )A.磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用B.磁勺的指向不会受到附近磁铁的干扰C.磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰D.磁勺的N极位于司南的磁勺尾部
解析:司南能够指示南北,是由于地球具有磁场,地磁场是南北指向,故A正确;司南的指向会受到附近磁铁和铁块的干扰,故B、C错误;由于司南的磁勺尾静止时指向南方,所以磁勺的S极位于司南的磁勺尾部,故D错误。答案:A
二、注重学以致用和思维建模
3.(2023·广东1月学考)图是电磁式充气泵的结构示意图。当电流从电磁铁的线圈a端流入时,小磁铁被吸引而向下运动,实现充气,则此时( ) A.电磁铁上端是N极,小磁铁下端是N极B.电磁铁上端是N极,小磁铁下端是S极C.电磁铁上端是S极,小磁铁下端是N极D.电磁铁上端是S极,小磁铁下端是S极
解析:当电流从电磁铁的接线柱a流入时,从上向下看,电流是顺时针方向,由右手螺旋定则可得,电磁铁下端为N极,上端为S极,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可得,小磁铁被吸引向下运动,所以小磁铁下端为N极。故选C。答案:C
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