《2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 5.1-5.2 磁與人類文明 怎樣描述磁場(chǎng)講義+精練（含解析）滬科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 5.1-5.2 磁與人類文明 怎樣描述磁場(chǎng)講義+精練（含解析）滬科版選修3-1（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、磁與人類文明 怎樣描述磁場(chǎng)學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：1.了解磁現(xiàn)象、磁極、磁場(chǎng)等概念，了解地磁場(chǎng)的分布情況和地磁的兩極的特點(diǎn).2.知道磁感線的概念和特點(diǎn).3.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量.4.知道磁通量的概念.科學(xué)思維：1.知道磁感線能描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，知道磁感線是形象地描述磁場(chǎng)的工具.2.明確磁通量的意義并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：1.了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響.2.體會(huì)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的重要意義.一、地磁場(chǎng)與磁性材料指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，它對(duì)人類航海事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，但在古代指南針為什么指南
2、曾是一個(gè)不解之謎，你知道為什么嗎？答案因?yàn)榈厍蚴莻€(gè)大磁體，它對(duì)指南針有影響.要點(diǎn)總結(jié)1.地磁場(chǎng)地球是一個(gè)大磁體，周圍的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng).如圖1所示，地球磁體的N極(北極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極附近.圖12.磁偏角地磁的兩極跟地理的兩極并不重合，水平放置的磁針的指向跟地理子午線之間有一個(gè)交角，這個(gè)交角叫做磁偏角.3.磁性材料(1)磁化：通過(guò)人工方法使磁性材料獲得磁性的過(guò)程.退磁(去磁)：被磁化后的磁性材料在一定條件下失去磁性的過(guò)程.(2)軟磁性材料：磁化后容易退掉磁性的物質(zhì).硬磁性材料：磁化后不容易退掉磁性的物質(zhì).延伸思考宇宙中的其他天體周圍都有磁場(chǎng)嗎？答案有些有磁場(chǎng)，
3、有些沒(méi)有磁場(chǎng).例1(多選)(2016北京卷)中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在夢(mèng)溪筆談中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也.”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)分布示意圖如圖2.結(jié)合上述材料，下列說(shuō)法正確的是()圖2A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D.地球表面的磁場(chǎng)的豎直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下答案ABD解析地球?yàn)橐痪薮蟮拇朋w，地磁場(chǎng)的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合，地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，只有赤道附近上空磁場(chǎng)的方向才與地面平行，地磁場(chǎng)的豎直分量
4、在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，C錯(cuò)誤，A、B、D項(xiàng)正確.學(xué)科素養(yǎng)例1考查了學(xué)生對(duì)地磁場(chǎng)知識(shí)的了解程度，體現(xiàn)了“物理觀念”的學(xué)科素養(yǎng).又通過(guò)夢(mèng)溪筆談中的這個(gè)例子，讓學(xué)生了解我國(guó)古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對(duì)人類文明的影響，體現(xiàn)了“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng).二、磁場(chǎng)的形象描述在磁場(chǎng)中放一塊玻璃板，玻璃板上均勻地撒一層細(xì)鐵屑，輕敲玻璃板，鐵屑就會(huì)有規(guī)則地排列起來(lái)，模擬出磁感線的形狀，由實(shí)驗(yàn)得到條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(chǎng)的磁感線分布.請(qǐng)定性畫(huà)出條形磁鐵和碲形磁鐵周圍的磁感線.答案如圖所示要點(diǎn)總結(jié)1.磁感線：在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一些有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致.磁
5、感線的特點(diǎn)：(1)磁感線上任一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即靜止時(shí)小磁針N極所指的方向.(2)磁鐵外部的磁感線從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極，磁感線是閉合(填“閉合”或“不閉合”)曲線.(3)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，磁感線密集處磁場(chǎng)強(qiáng)，磁感線稀疏處磁場(chǎng)弱.(4)磁感線在空間不相交(填“相交”或“不相交”).(5)磁感線是為了形象地表示磁場(chǎng)而假想的曲線，實(shí)際上并不存在.2.勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線的間距相等、相互平行且指向相同的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng).距離很近的兩個(gè)異名磁極的中間區(qū)域的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng).3.磁感線和電場(chǎng)線的比較相同點(diǎn)：都是疏密程度表示場(chǎng)的強(qiáng)弱，切線方向與場(chǎng)的方向一致；都不能相交.不同點(diǎn)：電
6、場(chǎng)線起于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn))，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)，不閉合；但磁感線是閉合曲線(填“閉合”或“不閉合”).例2(多選)關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的為()A.磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)B.磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向C.磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D.磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線，是真實(shí)存在的答案AB解析磁場(chǎng)具有能量，所以是一種物質(zhì)，A正確；磁感線的疏密程度可表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線的方向可表示磁場(chǎng)的方向，B正確；磁感線是閉合曲線，在磁體外部，從磁體的北極出發(fā)，進(jìn)入南極；在磁體內(nèi)部，從南極指向北極，C錯(cuò)誤；用細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列
7、出的曲線可以模擬磁感線，但并不是磁感線，磁感線是假想的曲線，D錯(cuò)誤.三、磁場(chǎng)的定量描述若在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向有一個(gè)面積為S1 m2的平面，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同的情況下，穿過(guò)這個(gè)平面的磁感線的條數(shù)是否相同？磁場(chǎng)的強(qiáng)弱能否用穿過(guò)平面的磁感線的條數(shù)表示？答案不相同.磁場(chǎng)強(qiáng)時(shí)磁感線密，穿過(guò)平面的磁感線的條數(shù)多.這說(shuō)明穿過(guò)這個(gè)平面的磁感線的條數(shù)能反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱.要點(diǎn)總結(jié)1.磁通量(1)定義：磁場(chǎng)中穿過(guò)平面的磁感線的條數(shù)叫穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量，用字母表示.(2)單位：國(guó)際制單位為韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb.1 Wb1 Tm2.一匝線圈和n匝同樣大小的線圈，當(dāng)放置方式相同時(shí)，磁通量相同(填“相同”或“不同”).(
8、3)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)表示磁感線穿過(guò)某一面積的方向與規(guī)定的正方向是相同還是相反.若有兩個(gè)相反方向的磁場(chǎng)穿過(guò)某一面積時(shí)，則穿過(guò)這一面積的磁通量為穿過(guò)這一面積的磁感線的“凈”條數(shù).2.磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)定義：垂直穿過(guò)某單位面積上的磁通量.(2)表達(dá)式：B.其中S為垂直于磁場(chǎng)方向的平面的面積，若平面與磁場(chǎng)方向不垂直，則S為垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積.(3)單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)是T,1 T.(4)方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向?yàn)樵擖c(diǎn)處磁感線的切線方向，也是小磁針靜止時(shí)N極的指向.3.磁通量的計(jì)算公式(勻強(qiáng)磁場(chǎng))：當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁通量BS；當(dāng)線圈平面與垂直于磁場(chǎng)的平面有一夾角時(shí)，穿
9、過(guò)線圈的磁通量為BScos .(如圖3)圖3例3如圖4所示，線框面積為S，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若使線框繞OO軸轉(zhuǎn)過(guò)60角，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90角，則穿過(guò)線框平面的磁通量為多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180角，則穿過(guò)線框平面的磁通量變化了多少？圖4答案BSBS02BS解析在題圖所示位置時(shí)，磁感線與線框平面垂直，1BS.當(dāng)線框繞OO軸轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)可以將原圖改畫(huà)成從上面向下看的俯視圖，如圖所示.2BSBScos 60BS.轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，線框由與磁感線垂直變?yōu)槠叫校?0.線框轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)，磁感線仍然垂直穿過(guò)線框，但穿過(guò)的方向改變
10、了.BSBS2BS.1.(磁感線、磁感應(yīng)強(qiáng)度)下列說(shuō)法正確的是()A.磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向B.磁感線越密，該處磁通量越大C.鐵屑能顯示磁感線，所以磁感線是真實(shí)存在的D.磁通量為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零答案A2.(地磁場(chǎng))(多選)指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一.關(guān)于指南針，下列說(shuō)法正確的是()A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極B.指南針能夠指向南北，說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾D.指南針靜止時(shí)S極的指向，為該處磁場(chǎng)的方向答案BC解析指南針是一個(gè)小磁體，具有N、S兩個(gè)磁極，因?yàn)榈卮艌?chǎng)的作用，指南針的N極指向地理的北極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確.因?yàn)橹改厢槺旧硎且粋€(gè)小
11、磁體，所以會(huì)對(duì)附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時(shí)指南針也會(huì)受到反作用力，所以會(huì)受鐵塊干擾，選項(xiàng)C正確.指南針靜止時(shí)N極的指向，為該處磁場(chǎng)的方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(磁感應(yīng)強(qiáng)度)(多選)下列關(guān)于磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是()A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與磁通量成正比B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小取決于磁場(chǎng)本身C.穿過(guò)垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向某面積的磁感線條數(shù)等于磁感應(yīng)強(qiáng)度D.當(dāng)平面跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量必為零答案BD4.(對(duì)磁通量的認(rèn)識(shí)及計(jì)算)如圖5所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面.若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)線圈的磁通量為()圖5A.BR
12、2 B.Br2C.nBR2 D.nBr2答案B解析磁通量與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，且磁感線穿過(guò)的面積為r2，并非R2，故B正確.考點(diǎn)一對(duì)磁現(xiàn)象及地磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)1.磁性水雷是用一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來(lái)控制引爆電路的，軍艦被地磁場(chǎng)磁化后變成了一個(gè)浮動(dòng)的磁體，當(dāng)軍艦接近磁性水雷時(shí)，就會(huì)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(chǎng)與電荷間的相互作用規(guī)律答案B解析軍艦被地磁場(chǎng)磁化后變成了磁體，當(dāng)軍艦靠近水雷時(shí)，對(duì)控制引爆電路的小磁針有力的作用，使小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)引爆水雷，B項(xiàng)正確.2.(多選)以下關(guān)于地磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是()A.地磁場(chǎng)的N極在地理位置的北極附近，
13、但不與北極重合B.地磁場(chǎng)的N極在地理位置的南極附近，但不與南極重合C.地磁場(chǎng)的方向會(huì)隨時(shí)間的流逝而緩慢變化D.在行星中，只有地球有磁場(chǎng)答案BC解析地磁場(chǎng)的N極在地理南極附近，但不與南極重合，有磁偏角，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤.地磁場(chǎng)的N、S極的位置會(huì)緩慢移動(dòng)，C項(xiàng)正確；在行星中，并不是只有地球有磁場(chǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤.考點(diǎn)二對(duì)磁感線的認(rèn)識(shí)3.如圖1是條形磁鐵的部分磁感線分布示意圖，關(guān)于圖中a、b兩點(diǎn)磁場(chǎng)的描述，正確的是()圖1A.a點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)閳D中Ba指向B.b點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)閳D中Bb指向C.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度D.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度答案C解析磁感線上某點(diǎn)的切線方向與此點(diǎn)磁
14、場(chǎng)的方向一致，題圖中a、b兩點(diǎn)的磁場(chǎng)方向均是錯(cuò)誤的，故A、B錯(cuò)誤；磁感線疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，a點(diǎn)的磁感線比較密，則a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，故C正確，D錯(cuò)誤.4.關(guān)于磁感線和電場(chǎng)線，下列說(shuō)法中正確的是()A.磁感線是閉合曲線，而電場(chǎng)線不是閉合曲線B.磁感線和電場(chǎng)線都是一些互相平行的曲線C.磁感線起始于N極，終止于S極；電場(chǎng)線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷D.磁感線和電場(chǎng)線都只能分別表示磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向答案A解析磁感線是閉合曲線，電場(chǎng)線不是閉合曲線，A正確；只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)才滿足B選項(xiàng)，B錯(cuò)誤；磁感線既然是閉合的就無(wú)起點(diǎn)和終點(diǎn)，C錯(cuò)誤；它們的疏密程度均反映場(chǎng)的強(qiáng)弱程度，D錯(cuò)誤.考點(diǎn)三
15、對(duì)磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度的認(rèn)識(shí)5.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A.磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向B.某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處小磁針靜止時(shí)北極所指的方向C.磁感應(yīng)強(qiáng)度是個(gè)標(biāo)量，沒(méi)有方向D.某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處磁場(chǎng)的方向答案C解析磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而人為假想的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同， A正確；如果在磁場(chǎng)中某點(diǎn)放入小磁針，小磁針靜止時(shí)N極所指的方向就是該點(diǎn)磁感線的切線方向，也就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，B正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，有大小也有方向，C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)大小和方向的物理量，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處磁
16、場(chǎng)的方向，D正確.6.關(guān)于磁通量，下列說(shuō)法中正確的是()A.磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量B.磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大C.穿過(guò)某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D.磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度答案C7.如圖2所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長(zhǎng)磁體N極附近下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的位置經(jīng)過(guò)位置下落到位置，且位置和位置都很靠近位置，在這個(gè)過(guò)程中，線圈中的磁通量()圖2A.是增加的 B.是減少的C.先增加，后減少 D.先減少，后增加答案D8.如圖3所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的n匝正方形線框abcd內(nèi)部有一邊長(zhǎng)為的正方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.下列說(shuō)法正確的是()圖3A.穿過(guò)線框abcd的磁通量為BL2B.穿過(guò)線框abcd的磁通量為nBL2C.穿過(guò)線框abcd的磁通量為D.穿過(guò)線框abcd的磁通量為答案C9.科考隊(duì)進(jìn)入某一磁礦區(qū)域后，發(fā)現(xiàn)指南針原來(lái)指向正北的N極逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30(如圖4所示，不考慮磁偏角)，設(shè)該位置地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量為B，則磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量最小時(shí)的值為()圖4A. B.BC.2B D.答案A解析由題可知，磁礦所產(chǎn)生的磁場(chǎng)使原來(lái)指向正北的N極逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30，根據(jù)三角形定則可知：磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量最小時(shí)方向與圖中虛線垂直，其大小為Bsin 30.- 10 -
2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 5.1-5.2 磁與人類文明 怎樣描述磁場(chǎng)講義+精練（含解析）滬科版選修3-1
