成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-1 磁场磁场第三章第三章1磁现象和磁场磁现象和磁场第三章第三章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5易错案例剖析易错案例剖析6课堂知识构建课堂知识构建7学习目标定位学习目标定位认识磁现象，知道磁场的概念认识磁现象，知道磁场的概念知道磁场是客观存在的物质，了解电流的知道磁场是客观存在的物质，了解电流的磁效应磁效应了解地磁场的分布、变化，以及对人类生了解地磁场的分布、变化，以及对人类生活的影响。活的影响。课堂情景切入课堂情景切入信信鸽鸽千千里里归归巢巢是是一一件件再再普普通通不不过过的的事事情情。可可为为鸽鸽子子导导航航的的“地地图图”在在哪哪儿儿？为为什什么么在在没没有有阳阳光光的的暴暴风风雨雨天天气气或或者者在在出出现现日日食的日子鸽子会迷路？食的日子鸽子会迷路？目目前前科科学学家家已已经经证证实实了了鸽鸽子子的的上上喙喙具具有有一一种种能能够够感感应应地地磁磁场的晶胞，正是这种器官为鸽子的飞行导航。场的晶胞，正是这种器官为鸽子的飞行导航。知识自主梳理知识自主梳理磁现象磁现象1.磁性磁性物质具有物质具有_等物质的性质叫磁性。等物质的性质叫磁性。2磁体磁体_的物体叫磁体。的物体叫磁体。3磁极磁极磁体的各部分磁性强弱不同，磁体的各部分磁性强弱不同，_的区域叫磁极。的区域叫磁极。(1)任任何何磁磁体体都都有有两两个个磁磁极极，一一个个叫叫_，另另一一个叫个叫_。(2)同名磁极相互同名磁极相互_，异名磁极相互，异名磁极相互_。吸引铁、钴、镍吸引铁、钴、镍具有磁性具有磁性磁性最强磁性最强南极南极(又称又称S极极)北极北极(又称又称N极极)排斥排斥吸引吸引电流的磁效应电流的磁效应1.奥斯特实验奥斯特实验把把导导线线沿沿_方方向向放放置置在在指指向向南南北北的的磁磁针针上上方方，通通电电时磁针发生了时磁针发生了_。2实验意义实验意义奥奥斯斯特特实实验验发发现现了了电电流流的的_，即即电电流流可可以以产产生生磁磁场，首先揭示了场，首先揭示了_的联系。的联系。南北南北转动转动磁效应磁效应电与磁电与磁1.定义定义磁磁体体或或电电流流周周围围存存在在一一种种特特殊殊物物质质，能能够够传传递递磁磁体体与与磁磁体体之之间间、_之之间间、_之之间间的的相相互互作作用用，这这种特殊的物质叫磁场。种特殊的物质叫磁场。2磁场的基本性质磁场的基本性质对放入其中的对放入其中的_或或_产生力的作用。产生力的作用。所所有有与与磁磁现现象象有有关关的的相相互互作作用用，都都是是通通过过磁磁场场发发生生的的，可可与电荷间的相互作用相类比。与电荷间的相互作用相类比。磁场磁场磁体和电流磁体和电流电流和电流电流和电流磁极磁极电流电流3磁场的产生磁场的产生_周周围围存存在在磁磁场场；_周周围围存存在在磁磁场场电流的磁效应。电流的磁效应。 永磁体永磁体电流电流地球的磁场地球的磁场1.地磁场地磁场地地球球本本身身是是一一个个磁磁体体，其其周周围围存存在在的的磁磁场场叫叫_。地地磁磁场场的的N极极位位于于地地理理_附附近近，S极极位位于于地地理理_附附近近。地地磁磁场场很很弱弱，但但自自由由转转动动的的小小磁磁针针能能显显示示出出地地磁磁场场的的作作用用，这这是是_的原理。的原理。地磁场地磁场南极南极北极北极指南针指南针2磁偏角磁偏角地地球球的的地地理理两两极极与与地地磁磁两两极极并并_，因因此此，磁磁针针并并非非准准确确地地_或或_，其其间间有有一一个个交交角角，这这就就是是_，简称磁偏角。，简称磁偏角。(如图所示如图所示)不重合不重合指南指南指北指北地磁偏角地磁偏角重点难点突破重点难点突破一、对磁场的理解一、对磁场的理解基本性质基本性质对放入其中的磁体或电流产生磁力作用对放入其中的磁体或电流产生磁力作用客观性质客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成，但是它和常见磁场虽然不是由分子、原子组成，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质的物质特殊性质特殊性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在，而是以一种场的形式存在是以微粒形式存在，而是以一种场的形式存在磁场的磁场的方向性方向性磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。北极所指的方向。特别提醒特别提醒自然界有两种基本的物质形态：实物和场。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。实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成。(2)场场是是物物质质的的另另一一种种存存在在形形态态，和和实实物物一一样样也也是是一一种种客客观观存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。存在物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。二、电流的磁效应二、电流的磁效应1电现象与磁现象的联系：电现象与磁现象的联系：(1)磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。(2)同同种种电电荷荷相相互互排排斥斥，同同名名磁磁极极相相互互排排斥斥；异异种种电电荷荷相相互互吸引，异名磁极相互吸引。吸引，异名磁极相互吸引。2奥斯特的实验：奥斯特的实验：(1)实验装置如图所示。实验装置如图所示。(2)实实验验现现象象：当当给给导导线线通通电电时时，与与导导线线平平行行放放置置的的小小磁磁针针发生转动。发生转动。(3)注注意意事事项项：为为了了排排除除地地磁磁场场的的影影响响，使使实实验验现现象象明明显显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。(4)实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。实验结论：电流具有磁效应，即电流可以产生磁场。(5)实实验验意意义义：电电流流磁磁效效应应的的发发现现，首首次次揭揭示示了了电电与与磁磁之之间间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是()A沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C导线沿南北方向放置在磁针的正上方导线沿南北方向放置在磁针的正上方D导线沿东西方向放置在磁针的正上方导线沿东西方向放置在磁针的正上方答案：答案：C解解析析：由由于于地地球球的的磁磁场场是是沿沿南南北北方方向向的的，为为了了使使实实验验现现象象明明显显，应应该该使使电电流流的的磁磁场场不不沿沿南南北北方方向向，最最好好沿沿与与南南北北方方向向夹夹角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线。故选角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线。故选C。三、对地磁场的理解三、对地磁场的理解1虽虽然然地地磁磁两两极极与与地地理理两两极极并并不不重重合合，但但它它们们的的位位置置相相对来说差别不是很大。因此，一般我们认为：对来说差别不是很大。因此，一般我们认为：(1)地地理理南南极极正正上上方方磁磁场场方方向向竖竖直直向向上上，地地理理北北极极正正上上方方磁磁场方向竖直向下。场方向竖直向下。 (2)在在赤赤道道正正上上方方，距距离离地地球球表表面面高高度度相相等等的的点点，磁磁场场的的强强弱相同，且方向水平向北。弱相同，且方向水平向北。(3)在在南南半半球球，地地磁磁场场方方向向指指向向北北上上方方；在在北北半半球球，地地磁磁场场方向指向北下方。方向指向北下方。2影影响响：由由于于磁磁场场对对运运动动电电荷荷有有力力的的作作用用，故故射射向向地地球球的的带带电电粒粒子子，其其运运动动方方向向会会发发生生变变化化，不不能能直直接接到到达达地地球球，因因此地磁场对地球生命有保护作用。此地磁场对地球生命有保护作用。特特别别提提醒醒地地球球上上不不同同的的地地点点地地磁磁场场的的方方向向不不同同，水水平平分分量量由由南南指指向向北北，竖竖直直分分量量在在南南半半球球竖竖直直向向上上，在在北北半半球球竖竖直直向向下下，因因此此当当涉涉及及到到地地磁磁场场的的问问题题时时，要要注注意意明明确确在在地地球球上上的的位位置。置。(海海南南省省海海南南中中学学20132014学学年年高高二二上上学学期期期期中中)若若把把地地球球磁磁场场等等效效为为一一个个条条形形磁磁铁铁的的磁磁场场，那那么么下下列列城城市市中中哪哪个个城城市市的地磁场最强的地磁场最强()A莫斯科莫斯科B新加坡新加坡C广州广州 D东京东京答案：答案：A解解析析：将将地地球球等等效效为为一一个个条条形形磁磁铁铁，越越靠靠近近两两极极，磁磁场场越越强，故选强，故选A。考点题型设计考点题型设计 下下列列关关于于磁磁场场的的说说法法中中正正确确的的是是()A磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的C磁极与磁极间是直接发生作用的磁极与磁极间是直接发生作用的D磁磁场场只只有有在在磁磁极极与与磁磁极极、磁磁极极与与电电流流发发生生作作用用时时才才产产生生对磁场及磁现象的理解对磁场及磁现象的理解解解析析：磁磁场场是是客客观观存存在在于于磁磁极极或或电电流流周周围围的的一一种种物物质质，所所以以B、D选选项项错错误误；磁磁极极之之间间、磁磁极极与与电电流流之之间间、电电流流与与电电流流之之间间、运运动动电电荷荷之之间间的的作作用用都都是是通通过过磁磁场场发发生生的的，不不是是直直接接发发生的，故生的，故C选项错误。选项错误。答案：答案：A点点评评：此此题题易易误误选选B。磁磁场场是是客客观观存存在在的的一一种种物物质质，并并非非为了某种需要而人为引入的。为了某种需要而人为引入的。如如图图所所示示，a、b、c三三根根铁铁棒棒中中有有一一根根没没有有磁磁性性，则则这这一一根可能是根可能是()Aa BbCc D都有可能都有可能答案：答案：A解解析析：由由题题图图知知b、c相相互互排排斥斥，说说明明b、c都都有有磁磁性性，所所以以a棒无磁性。故选项棒无磁性。故选项A正确。正确。地地球球是是一一个个大大磁磁体体：在在地地面面上上放放置置一一个个小小磁磁针针，小小磁磁针针的的南南极极指指向向地地磁磁场场的的南南极极；地地磁磁场场的的北北极极在在地地理理南南极极附附近近；赤赤道道附附近近地地磁磁场场的的方方向向和和地地面面平平行行；北北半半球球地地磁磁场场方方向向相相对对地地面面是是斜斜向向上上的的；地地球球上上任任何何地地方方的的地地磁磁场场方方向向都都是是和和地地面面平平行行的的。以以上上关关于于地地磁磁场场的的描描述述正确的是正确的是()ABC D 地球的磁场地球的磁场解解析析：本本题题考考查查地地球球磁磁场场的的特特点点与与分分布布，地地球球的的磁磁场场与与条条形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：(1)地地磁磁场场的的N极极在在地地理理南南极极附附近近，S极极在在地地理理北北极极附附近近，磁感线分布如图所示。磁感线分布如图所示。(2)地地磁磁场场B的的水水平平分分量量(Bx)总总是是从从地地理理南南极极指指向向北北极极，而而竖竖直直分分量量(By)则则南南北北相相反反，在在南南半半球球垂垂直直地地面面向向上上，在在北北半半球球垂直地面向下。垂直地面向下。(3)在在赤赤道道平平面面上上，距距离离地地球球表表面面相相等等的的各各点点，磁磁感感应应强强度度相等，且方向水平向北。故正确答案为相等，且方向水平向北。故正确答案为D。答案：答案：D点点评评：求求解解该该题题应应先先明明确确地地磁磁场场的的特特点点及及地地球球表表面面各各处处地地磁场的方向。磁场的方向。如如图图所所示示，假假如如将将一一个个小小磁磁针针放放在在地地球球的的北北极极附附近近的的磁磁极极上方，那么小磁针的上方，那么小磁针的N极将极将()A指北指北 B指南指南C竖直向上竖直向上 D竖直向下竖直向下答案：答案：D解解析析：地地磁磁场场的的分分布布规规律律与与条条形形磁磁铁铁类类似似，在在地地球球北北极极附附近，地磁场竖直向下，此处小磁针的近，地磁场竖直向下，此处小磁针的N极应竖直向下，极应竖直向下，D对。对。 下下图图是是医医生生用用来来取取出出病病人人吞吞下下的的金金属属物物品品的的仪仪器器。当当仪仪器器顶顶部部接接触触金金属属物物品品时时，医医生生将将手手控控环内推，再拉出整条塑料管。环内推，再拉出整条塑料管。开放开放探究探究(1)你能说出这种仪器的原理吗？你能说出这种仪器的原理吗？(2)如如果果小小孩孩不不慎慎吞吞下下的的是是易易拉拉罐罐拉拉环环或或一一个个回回形形针针，哪哪种种物体可以用这种仪器取出来？物体可以用这种仪器取出来？(3)如如果果把把活活动动永永磁磁体体换换成成电电磁磁铁铁，你你认认为为是是不不是是更更实实用用呢呢？解解析析：(1)当当仪仪器器顶顶部部接接触触金金属属物物品品时时，将将手手控控环环内内推推，其其上上的的活活动动永永磁磁铁铁使使固固铁铁磁磁化化，磁磁化化后后吸吸引引铁铁磁磁性性金金属属物物品品，然然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出。后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出。(2)由由于于磁磁铁铁只只能能吸吸引引铁铁磁磁性性物物体体，而而易易拉拉罐罐环环是是铝铝合合金金材材料料的的，不不是是铁铁磁磁性性物物质质，因因此此不不能能取取出出；而而回回形形针针是是铁铁磁磁性性物物体，可以用此仪器取出。体，可以用此仪器取出。(3)电电磁磁铁铁的的磁磁性性强强弱弱可可以以随随电电流流的的变变化化而而变变化化，如如果果是是误误吞吞了了比比较较重重的的金金属属，可可通通过过调调节节电电流流大大小小使使磁磁性性增增强强，把把它它取取出来。故使用电磁铁应更实用一些。出来。故使用电磁铁应更实用一些。点点评评：对对开开放放性性题题目目，注注意意把把握握题题中中所所给给的的信信息息，寻寻找找解解题题的的思思路路。使使原原来来没没有有磁磁性性的的物物体体获获得得磁磁性性的的过过程程叫叫磁磁化化，铁铁或钢制的物品都能较容易地被磁化而获得磁性。或钢制的物品都能较容易地被磁化而获得磁性。某某报报曾曾报报道道一一则则消消息息：“上上海海雨雨点点鸽鸽从从内内蒙蒙古古放放飞飞后后，历历经经20余余天天，返返回回上上海海市市区区鸽鸽巢巢”，信信鸽鸽的的这这种种惊惊人人的的远远距距离离辨辨认认方方向向的的本本领领，实实在在令令人人称称奇奇，人人们们对对信信鸽鸽有有高高超超的的认认路路本本领领的原因提出了如下猜想：的原因提出了如下猜想：A信鸽对地形地貌有极强的记忆力信鸽对地形地貌有极强的记忆力B信鸽能发射并接收某种超声波信鸽能发射并接收某种超声波C信鸽能发射并接收某种次声波信鸽能发射并接收某种次声波D信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那那么么信信鸽鸽究究竟竟靠靠什什么么辨辨别别方方向向呢呢？科科学学家家们们曾曾做做过过这这样样一一个个实实验验：把把几几百百只只训训练练有有素素的的信信鸽鸽分分成成两两组组，在在一一组组信信鸽鸽的的翅翅膀膀下下各各缚缚一一块块小小磁磁铁铁，而而在在另另一一组组信信鸽鸽的的翅翅膀膀下下各各缚缚一一块块大大小小相相同同的的铜铜块块，然然后后把把它它们们带带到到离离鸽鸽舍舍一一定定距距离离的的地地方方放放飞飞，结结果果绝绝大大部部分分缚缚铜铜块块的的信信鸽鸽飞飞回回鸽鸽舍舍，而而缚缚小小磁磁铁铁的的信信鸽鸽全全部部飞飞散了。散了。科学家的实验支持了上述哪种猜想？科学家的实验支持了上述哪种猜想？答案：答案：D解解析析：这这是是一一道道要要求求从从阅阅读读题题目目的的过过程程中中收收集集信信息息、分分析析处处理理信信息息的的应应用用类类题题目目。信信鸽鸽所所缚缚的的小小磁磁铁铁能能产产生生磁磁场场，扰扰乱乱了了它它靠靠体体内内磁磁性性物物质质借借助助地地磁磁场场辩辩别别方方向向的的能能力力，所所以以缚缚小小磁磁铁的一组信鸽全部飞散，支持了猜想铁的一组信鸽全部飞散，支持了猜想D。易错案例剖析易错案例剖析易错点：易错点：不能正确辨别磁体间的相互作用导致错误不能正确辨别磁体间的相互作用导致错误案案例例：铁铁棒棒A能能吸吸引引小小磁磁针针，铁铁棒棒B能能排排斥斥小小磁磁针针，若若将将铁棒铁棒A靠近铁棒靠近铁棒B时，则时，则()AA、B一定互相吸引一定互相吸引BA、B一定互相排斥一定互相排斥CA、B间有可能无磁场力作用间有可能无磁场力作用DA、B间可能互相吸引，也可能互相排斥间可能互相吸引，也可能互相排斥易错分析：易错分析：本题易错选项及错因分析如下：本题易错选项及错因分析如下：A项，认为项，认为A吸引小磁针，则吸引小磁针，则A与与B靠近端一定为异名磁极。靠近端一定为异名磁极。B项项，对对A磁磁性性判判断断不不全全，漏漏掉掉A与与B靠靠近近端端可可能能为为异异名名磁磁极的情况。极的情况。正正确确解解答答：小小磁磁针针本本身身有有磁磁性性，能能够够吸吸引引有有磁磁性性的的铁铁棒棒，故故铁铁棒棒A可可能能有有磁磁性性，也也可可能能没没有有磁磁性性；铁铁棒棒B能能排排斥斥小小磁磁针针，说说明明铁铁棒棒B一一定定有有磁磁性性。若若A无无磁磁性性，当当A靠靠近近B时时，两两者者相相互互吸吸引引。若若A有有磁磁性性，当当A和和B的的同同名名磁磁极极相相互互靠靠近近时时，彼彼此此相相互互排排斥斥；当当它它们们的的异异名名磁磁极极相相互互靠靠近近时时，彼彼此此相相互互吸吸引引。这这说说明明不不论论A有有无无磁磁性性，它它们们之之间间总总有有磁磁场场力力的的作作用用，故故只只有有D项项正正确。确。正确答案：正确答案：D课堂知识构建课堂知识构建