物理选修31 磁现象和磁场授课ppt课件

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课标解读1.了解磁现象､知道磁体､磁极､磁性等概念.2.知道磁场的概念,理解磁场的物质性.3.体会奥斯特发现电流效应的重要意义.4.知道地磁场的特点,了解地磁场对人类生活的影响.
课前自主学习一､磁现象1.磁性:物质吸引铁､钴､镍等物质的性质.2.磁体:具有磁性的物体,如磁铁.3.磁极:磁体上磁性最强的区域.任何磁体,都有两个磁极,一个叫南极,另一个叫北极;同名磁极之间相互排斥,异名磁极之间相互吸引.
二､电流的磁效应1.奥斯特的实验将导线沿南北方向放置在小磁针的上方,通电时磁针发生了转动.2.奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系.
三､磁场磁体､通电导线周围存在着磁场,它是一种特殊的物质,磁体与磁体之间,磁体与通电导线之间,以及通电导线与通电导线之间的相互作用,都是通过磁场发生的. 四､地磁场1.地球是一个磁体,N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近,自由转动的小磁针能显示地磁场的作用,这是指南针的原理.2.磁偏角:小磁针的指向与正南方向之间的夹角.
课堂互动探究一､磁现象1.磁性:物质具有吸引铁、钴、镍物质的性质叫磁性.2.磁体:具有磁性的物体叫磁体.3.磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极.任何磁体都有两个磁极,一个叫南极(又称S极),另一个叫北极(又称N极).
4.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;反过来,磁化后的物体失去磁性的过程叫退磁或去磁.(1)磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料,磁化后容易去磁的为软磁性材料,不容易去磁的为硬磁性材料.(2)软磁性材料可应用于需被反复磁化的场合,例如振片磁头、计算机记忆元件、电磁铁等.
二､电流的磁效应1.电流对小磁针的作用1820年,丹麦物理学家奥斯特发现,导线通电后,其下方与导线平行的小磁针发生偏转,如右图所示.
2.磁铁对通电导线的作用如下图所示,磁铁会对通电导线产生力的作用,使导体棒偏转.
3.电流和电流间的相互作用如上图所示,有互相平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时,观察到发生的现象是:同向电流相吸,异向电流相斥.
三､磁场磁体与磁体之间,磁体与通电导体之间,以及通电导体之间的相互作用,是通过磁场发生的.1.定义磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场.2.磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流产生力的作用.
3.磁场的产生(1)永磁体周围存在磁场;(2)电流周围存在磁场——电流的磁效应.提示:所有的磁作用都是通过磁场发生的,磁场与电场一样,都是场物质.磁场是磁体、电流和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.
四､地磁场1.地磁两极与地理两极的关系指南针在静止时沿地球南北方向的取向,这表明地球是一个大磁体,如图所示.地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近,地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近.地磁两极与地理两极并不重合.
2.指南针指南的原因地球由于本身具有磁性,而在其周围形成的磁场叫地磁场.地球磁场很弱,其表面的磁场比一条小条形磁铁旁的磁场弱得多,然而自由旋转的小磁针已能显示出地磁场对它的作用,指南针正是利用这一原理制成的.
3.磁偏角地磁的两极跟地理的两极不重合,地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°,因而水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角,这个角称为磁偏角.中国古人在利用地磁场制造指南针的实践中,首次发现了磁偏角.
典例分析一､磁现象的分析例1:铁棒A能吸引小磁针,铁棒B能排斥小磁针,若将铁棒A靠近铁棒B,则( )A.A、B一定互相吸引B.A、B一定互相排斥C.A、B之间有可能无磁场力作用D.A、B可能互相吸引,也可能互相排斥
解析:小磁针本身有磁性,能够吸引没有磁性的铁棒,故铁棒A可能有磁性,也可能没有磁性,铁棒B能排斥小磁针,说明铁棒B一定有磁性,若A无磁性,当A靠近B时,在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互吸引作用.若A有磁性,则A、B两磁体都分别有北极和南极,当它们的同名磁极互相靠近时,互相排斥;当异名磁极互相靠近时,互相吸引.这说明不论A有无磁性,它们之间总有磁场力的作用,故只有D项正确.答案:D名师点拨:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.磁铁也吸引无磁性铁棒.
[巩固练习]1.实验表明:磁体能吸引一元硬币,对这种现象解释正确的是( )A.硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁B.硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多D.硬币中含有磁性材料,磁化后能被吸引解析:一元硬币是为钢芯镀镍,钢和镍都是磁性材料,放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性,因而能够被磁体吸引.答案:D
二､电流磁效应例2:在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )A.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上B.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的正下方C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方答案:C
解析:把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方,通电时磁针发生明显的偏转,是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向.名师点拨:奥斯特实验发现了电流的磁效应,欲使小磁针发生转动时现象明显,应使小磁针在地磁场作用下沿南北方向.这样在小磁针上方沿南北方向放一通电直导线,这时小磁针受到通电导线的作用沿东西方向,小磁针转动现象明显｡
[巩固练习]2.奥斯特实验说明了( )A.磁场的存在B.磁场具有方向性C.通电导线周围存在磁场D.磁体间有相互作用解析:奥斯特实验说明了电流周围有磁场,即电流的磁效应.初步揭示了电和磁之间的联系.答案:C
三､有关地磁场的问题例3:关于地磁场下列说法正确的是( )A.在地面放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的答案:BD
解析:小磁针的南极指南是因为地磁场的北极在地理的南极附近,故A选项错误;地磁场两极和地理位置的两极是相反的,故B选项正确;依据地磁场的空间分布,只有赤道上的磁场方向和地面平行,故C选项错误;由于地磁场的磁极和地理的南北两极并不重合,产生了磁偏角,地磁偏角在地球上不同位置是不同的,同时,地磁极也是缓慢移动的,地球上同一地点的磁偏角,随着时间的推移也是不断变化的,故D选项正确.名师点拨:解决有关地磁场的问题要清楚地磁场的南北极的位置及磁场分布.
[巩固练习]3.在地球表面的某位置,发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面,则该位置是( )A.地磁北极附近B.地磁南极附近C.赤道附近D.无法确定解析:根据同名磁极相互排斥､异名磁极相互吸引,可知,小磁针的S极指向的位置,应是地磁场的北极,故A选项正确.答案:A
课后巩固提升巩固基础1.首先发现电流磁效应的科学家是( )A.安培 B.奥斯特C.库仑 D.麦克斯韦答案:B
2.关于磁场的下列说法中正确的是( )A.磁场和电场一样,是同一种物质B.磁场的最基本特性是对处在磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C.磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的D.电流和电流之间的相互作用是通过磁场进行的解析:磁场和电场都是物质,但不是同一种物质,故A错误;由磁场的基本特性可知,B选项正确;磁体和磁体,磁体和电流,电流和电流之间的作用都是通过磁场进行的,故C､D选项正确.答案:BCD
3.如图甲､乙､丙､丁四幅图中,四个相同的磁体都处于平衡状态,且弹簧处于伸长状态,则( )
A.对地面压力最大的是丙B.对地面压力最大的是甲C.对地面压力最大的是甲､丙､丁D.对地面压力最大的是丙､丁解析:对甲､乙以下面的磁体为研究对象处于平衡状态,对丙､丁以两个磁体为研究对象处于受力平衡,对地面的压力等于两磁体的重力,故D选项正确.答案:D
4.为了判断一根铁锯条是否具有磁性,某同学用它靠近一个能自由转动的小磁针,下列给出的几种可能产生的现象和相应的结论,其中正确的是( )A.若小磁针的一端被推开,则锯条一定具有磁性B.若小磁针的一端被吸引过来,则锯条一定具有磁性C.若小磁针的一端被吸引过来,不能确定锯条是否具有磁性D.若小磁针的一端被推开,不能确定锯条是否具有磁性解析:若发现小磁针被推开,只有一种可能,锯条具有磁性,而且小磁针靠近的是同名磁极,若发生吸引现象,则锯条可能具有磁性也可能没有磁性,故A､C选项正确.答案:AC
5.如图所示,一根条形磁铁,左端为S极,右端为N极.图中表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图象中正确的是( )
解析:条形磁铁的磁性两端磁性最强,中间磁性最弱,故C选项正确.答案:C
6.铁棒A的右端吸引小磁针的N极,铁棒B的左端排斥小磁针的N极,若将铁棒A的右端靠近铁棒B的左端,下述说法中正确的是( )A.A､B一定是相互吸引B.A､B一定是相互排斥C.A､B间可能无磁场力作用D.A､B可能相互吸引也可能相互排斥答案:A
解析:铁棒吸引小磁针的N极,说明铁棒可能有磁性,也可能没有磁性;铁棒B的左端排斥小磁针的N极,则说明铁棒B一定具有磁性,而且B棒左端为N极,则A的右端与B的左端靠近时一定是吸引,故A选项正确.
7.如右图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为( )A.F=Mg B.mg(M+m)g
解析:在铁片B上升的过程中,轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F′引的和.在铁片B上升的过程中,对B有F引-mg=mɑ,所以F引=mg+mɑ.由牛顿第三定律可知B对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反.所以F=Mg+mg+mɑ.解此题的关键之处在于把物理情景弄清楚,然后根据不同物体所处的状态列出相应的方程.答案:D
8.如图所示,把一条通电导线平行地放在小磁针的上方,我们发现小磁针发生偏转,当改用两个或者更多的电池时,小磁针偏转的快慢有什么变化?把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验,小磁针偏转的快慢又有什么变化?动脑想一想:小磁针的偏转意味着什么?小磁针静止时的指向意味着什么?小磁针偏转的快慢又意味着什么?