PAGE10-1磁現象和磁場[學科素養與目標要求]物理觀念：1.了解磁現象，知道磁體、磁極、磁性、磁場等概念.2.了解電流的磁效應.3.了解地磁場的分布狀況和地磁的兩極的特點．科學思維：明確磁體之間、磁體與通電導體之間、通電導體與通電導體之間的相互作用是通過磁場發生的．科學看法與責任：1.了解我國古代在磁現象方面的探討成果及其對人類文明的影響.2.體會奧斯特發覺電流磁效應的重要意義．一、磁現象1．磁性：物體具有的吸引鐵質物體的性質．2．磁極：磁體的各部分磁性強弱不同，磁性最強的區域叫磁極．(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．二、電流的磁效應1．奧斯特試驗：把導線沿南北方向放置在指向南北的磁針上方，通電時磁針發生了偏轉．2．試驗意義：奧斯特試驗發覺了電流的磁效應，即電流可以產生磁場，首先揭示了電與磁的聯系．三、磁場1．磁體、電流間的相互作用(1)磁體與磁體間存在相互作用．(2)通電導線對磁體有作用力，磁體對通電導線也有作用力．(3)通電導線之間也有作用力．2．磁場：磁體與磁體之間、磁體與通電導線之間，以及通電導線與通電導線之間的相互作用，是通過磁場發生的，磁場是磁體或電流四周一種看不見、摸不著的特別物質．3．地磁場(1)地磁場：地球本身是一個磁體，N極位于地理南極旁邊，S極位于地理北極旁邊．(2)磁偏角：小磁針的指向與地理子午線(經線)之間的夾角，如圖1所示．圖1推斷下列說法的正誤．(1)首先發覺電流的磁效應的是丹麥物理學家奧斯特．(√)(2)任何兩個磁體之間產生的磁場力總是大小相等、方向相反．(√)(3)磁極和磁極之間的相互作用是通過磁場產生的．(√)(4)電流和電流之間的相互作用是通過電場產生的．(×)(5)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．(×)一、磁現象磁場(1)取一個條形磁鐵，用一枚大頭針分別靠近磁鐵的兩端和中部，視察到什么現象？(2)取兩個條形磁鐵，分別將它們的同名磁極、異名磁極相互靠近，視察到什么現象？(3)如圖所示，通電導線放在磁鐵旁邊，懸掛導線的細線偏離豎直方向，說明通電導線受到力的作用，磁鐵對通電導線的作用力是如何產生的？(2)將條形磁鐵的同名磁極靠近，相互排斥；將條形磁鐵的異名磁極靠近，相互吸引．(3)是通過磁場產生的．1．磁場的客觀性：磁場與電場一樣，也是一種物質，是一種看不見而又客觀存在的特別物質．存在于磁體、通電導線、運動電荷、改變電場、地球的四周．2．磁場的基本性質：對放入其中的磁極、電流、運動的電荷有力的作用，而且磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流間的相互作用都是通過磁場發生的．例1(多選)下列說法中正確的是()A．磁場是客觀存在的一種物質B．磁體上磁性最強的部分叫磁極C．磁體或電流在自己四周的空間會產生磁場D．磁體與磁體間的相互作用是通過磁場發生的，而磁體與通電導體間以及通電導體與通電導體之間的相互作用不是通過磁場發生的答案ABC解析磁場是存在于磁體和通電導體四周的一種客觀存在的物質，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產生的．針對訓練1(多選)關于磁場，下列說法正確的是()A．磁場和電場一樣，是一種客觀存在的特別物質B．磁場的基本性質是對處于其中的磁體或通電導體有力的作用C．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D．磁場是磁體四周或通電導體四周存在的一種物質，有小磁針放入其中時，存在磁場；無小磁針放入其中時，磁場不存在答案AB解析磁場和電場都是客觀存在的特別物質，磁場的基本性質是對放入其中的磁體或通電導體有力的作用，A、B正確；磁場雖然看不見、摸不著，但是它是客觀存在的，C、D錯誤．二、電流的磁效應將一通電直導線水平放置在小磁針的上方，在導線東西放置和南北放置兩種狀況下，小磁針是否轉動？答案導線東西放置時，小磁針不轉動；導線南北放置時，小磁針轉動．1．奧斯特試驗1820年，丹麥物理學家奧斯特發覺，沿南北方向放置的導線通電后，其下方的小磁針發生了偏轉，如圖2所示．圖22．試驗的留意事項在做奧斯特試驗時，為解除地磁場的影響，導線應南北放置．因為地磁場使小磁針靜止時指向南北方向，若導線東西放置，小磁針有可能不偏轉．3．電流的磁效應的意義電流的磁效應的發覺，首次揭示了電與磁之間的聯系，揭開了人類對電磁現象探討的新紀元．例2物理試驗都須要有肯定的限制條件．奧斯特做電流磁效應試驗時，應解除地磁場對試驗的影響．關于奧斯特的試驗，下列說法中正確的是()A．該試驗必需在地球赤道上進行B．通電直導線應當豎直放置C．通電直導線應當水平東西方向放置D．通電直導線應當水平南北方向放置答案D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，當通電直導線水平南北方向放置時，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.針對訓練2(多選)如圖3所示，能自由轉動的小磁針水平放置在桌面上．當有一束帶電粒子沿與磁針指向平行的方向從小磁針上方沿南北方向水平飛過時，所能視察到的現象是()圖3A．小磁針不動B．若是正電荷飛過，小磁針會發生偏轉C．若是負電荷飛過，小磁針會發生偏轉D．若是一根通電導線，小磁針會發生偏轉答案BCD三、地球的磁場指南針是我國古代四大獨創之一，它對促進人類航海事業的發展產生了巨大的影響，但在古代指南針為什么指南曾是一個不解之謎，你知道指南針為什么指南嗎？答案因為地球是個大磁體，它對指南針有力的作用．1．地磁北極正上方磁場方向豎直向上，地磁南極正上方磁場方向豎直向下．2．在赤道正上方，地磁場方向水平向北．3．在南半球離地理南極較遠處，地磁場方向指向北偏上方；在北半球離地理北極較遠處，地磁場方向指向北偏下方．4．由于磁場對運動電荷有力的作用，故射向地球的高速帶電粒子，其運動方向會發生改變，通常不能干脆到達地球．因此地磁場對地球上的生物有愛護作用．說明：在北半球，地磁場的方向可分解為水平向北和豎直向下；在南半球，地磁場的方向可分解為水平向北和豎直向上．例3(多選)中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進一步探討表明，地球四周地磁場分布示意圖如圖4.結合上述材料，下列說法正確的是()圖4A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極旁邊C．地球表面隨意位置的地磁場方向都與地面平行D．地球表面的磁場的豎直重量在南半球垂直于地面對上，在北半球垂直于地面對下答案ABD解析地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極旁邊，兩極并不重合；且地球內部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；地磁場的豎直重量在南半球垂直地面對上，在北半球垂直地面對下，C錯誤，A、B、D項正確．[學科素養]例3考查了學生對地磁場學問的了解程度，體現了“物理觀念”的學科素養．又通過《夢溪筆談》中的這個例子，讓學生了解我國古代在磁現象方面的探討成果及其對人類文明的影響，體現了“科學看法與責任”的學科素養．1．(對磁場的相識)(多選)磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間、通電導體與通電導體之間的相互作用，以下示意圖正確的是()A．磁體eq\x(磁場)磁體B．磁體eq\x(磁場)通電導體C．通電導體eq\x(電場)通電導體D．通電導體eq\x(磁場)通電導體答案ABD解析磁體與磁體、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生的．2．(地磁場、電流磁效應)(多選)(2015·全國卷Ⅱ)指南針是我國古代四大獨創之一．關于指南針，下列說法正確的是()A．指南針可以僅具有一個磁極B．指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C．指南針的指向會受到旁邊鐵塊的干擾D．在指南針正上方旁邊沿指針方向放置始終導線，導線通電時指南針不偏轉答案BC解析指南針是一個小磁體，具有N、S兩個磁極，因為地磁場的作用，指南針的N極指向地理的北極，選項A錯誤，選項B正確．因為指南針本身是一個小磁體，所以會對旁邊的鐵塊產生力的作用，同時指南針也會受到反作用力，所以會受鐵塊干擾，選項C正確．在地磁場中，指南針南北指向，當直導線在指南針正上方平行于指南針南北放置時，通電導線產生的磁場在指南針處是東西方向，所以會使指南針偏轉，選項D錯誤．3．(電流的磁效應)(多選)如圖5所示，通電直導線處在蹄形磁鐵兩極間，受到力F的作用發生搖擺，以下說法正確的是()圖5A．這個力F是通過磁場產生的B．這個力F沒有反作用力C．這個力F的反作用力作用在通電導線上D．這個力F的反作用力作用在蹄形磁鐵上答案AD解析蹄形磁鐵通過磁鐵的磁場對通電導線產生了力的作用，同時通電導線也通過導線的磁場對蹄形磁鐵產生了力的作用．4．(地磁場)地球是一個大磁體，它的磁場分布狀況與一個條形磁鐵的磁場分布狀況相像，下列說法正確的是()A．地磁場的方向是沿地球上經線方向的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方向的D．地磁場的方向是從南向北方向的答案D選擇題考點一磁現象與磁場1．(多選)某同學身邊有一個長鐵條，為了檢驗它是否具有磁性，該同學用它的一端靠近能自由轉動的小磁針．下列給出了幾種可能產生的現象以及相應結論，其中正確的是()A．若小磁針被吸引過來，則說明長鐵條肯定有磁性B．若小磁針被吸引過來，則長鐵條可能沒有磁性C．若小磁針被推開，則說明長鐵條肯定有磁性D．若小磁針被推開，則長鐵條可能沒有磁性答案BC解析因為磁鐵有吸引鐵質物體的性質，小磁針有磁性，可吸引長鐵條，故長鐵條可能沒有磁性，選項A錯，B對；依據同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引可知，選項C對，D錯．2．試驗表明磁體能吸引一元硬幣，對這種現象說明正確的是()A．硬幣肯定是鐵做的，因為磁體能吸引鐵B．硬幣肯定是鋁做的，因為磁體能吸引鋁C．磁體的磁性越強，能吸引的物質種類越多D．硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引答案D解析磁體能吸引鐵、鈷、鎳等物質，并不是僅吸引鐵，故A錯．磁體不能吸引銅、鋁等物質，故B錯．磁體能吸引的物質種類與磁性強弱無關，故C錯．一元硬幣為鋼芯鍍鎳，鎳是磁性材料，磁化后能被吸引，故D對．3.如圖1所示，彈簧測力計下掛一鐵球，將彈簧測力計自左向右從條形磁鐵上方緩慢移動時，彈簧測力計的示數()圖1A．不變B．漸漸減小C．先減小后增大D．先增大后減小答案C解析磁鐵上磁極的磁性最強，對鐵球的吸引力最大，所以鐵球自左向右移動時，所受磁鐵的引力先減小后增大，彈簧測力計的示數也隨之先減小后增大，故選C.4．(多選)下列說法中正確的是()A．磁場并不存在，它是人們為了探討問題便利而假想出來的B．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引C．磁體和通電導體都能產生磁場D．若小磁針始終指向南北方向，則小磁針的旁邊肯定沒有磁鐵答案BC解析磁場是一種“場”物質，它和我們常見的分子、原子組成的物質不同，它是以一種“場”的形式存在的，故選項A錯誤．由磁極間相互作用的基本規律及電流的磁效應可知，選項B、C正確．若磁鐵放在小磁針的南方或北方，小磁針仍可能始終指向南北方向，故選項D錯誤．5.將A、B兩個磁環先后套在光滑的木支架上，并使兩磁環相對的磁極極性相同，此時可以看到上方的磁環A“懸浮”在空中，如圖2所示，設兩磁環受到的重力相等且都為G，則磁環B對木支架底座的壓力F與重力G的大小關系是()圖2A．F＜G B．F＝GC．G＜F＜2G D．F＝2G答案D解析由A、B兩磁環相對的磁極極性相同，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，依據牛頓第三定律，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等于2G.6．(多選)如圖3所示，關于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是()圖3A．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發生的B．乙圖中，磁體對通電導線的力的作用是通過磁體的磁場發生的C．丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發生的D．丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發生的答案BC解析題圖甲中，電流對小磁針力的作用是通過電流的磁場發生的；題圖乙中，磁體對通電導線的力的作用是通過磁體的磁場發生的；題圖丙中，電流對另一個電流力的作用是通過該電流的磁場發生的．綜上所述，選項B、C正確．考點二電流的磁效應7．在做“奧斯特試驗”時，下列操作中現象最明顯的是()A．沿電流方向放置磁針，使磁針在導線的延長線上B．沿電流方向放置磁針，使磁針在導線的正下方C．導線沿南北方向放置在磁針的正上方D．導線沿東西方向放置在磁針的正上方答案C解析把導8．(多選)下列說法正確的是()A．小磁針放在一根通電直導線旁邊，小磁針沒有轉動，說明電流沒有磁效應B．兩根通電直導線相互垂直放置，解除固定后都發生轉動，說明白電流的磁效應C．奧斯特發覺的電流磁效應現象，首次揭示了電與磁之間是有聯系的D．以上說法均錯誤答案BC解析把小磁針放在電流四周