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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,粤教版物理选修1-1,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢您,第二章 磁 场,本章由司南、罗盘引出磁现象，认识常见磁现象及其规律.经过本章学习，要认识磁性，知道磁体周围存在着磁场，了解磁场概念，知道地球是一个大磁体；了解人类对地磁场探索过程，进行科学精神培养；了解磁场描述方法，能用磁感线和磁感强度来描述磁场；了解奥斯特磁效应试验；知道电流周围能够产生磁场，能判断磁体、电流周围磁感线，知道并能利用安培定则.,第1页,认识通电导线和运动电荷在磁场中受到安培力和洛伦兹力，知道影响这两种力原因；并能在电流方向或运动电荷速度方向与磁场垂直时，用左手定则判断这两种力方向.经过了解磁现象及其规律在航海业、磁统计技术，及磁悬浮列车上应用，让学生关心科技发展，培养热爱科学情感，有将科学服务于人类意识.,第2页,第一节 指南针与远洋航海,百慕大三角磁场说,在百慕大三角出现各种奇异事件中，罗盘失灵是最常发生.这使人把它和地磁异常联络在一起.地球磁场有两个磁极，即地磁南极和地磁北极.但它们位置并不是固定不变，而是在不停改变中.地磁异常轻易造成罗盘失灵而使机船迷航，还有一个看法认为，百慕大三角海域海底有巨大磁场，它能造成罗盘和仪表失灵.,第3页,1943年,一位名叫袭萨博士曾在美国海军配合下，做过一次有趣试验.他们在百慕大三角区架起两台磁力发生机，输以十几倍磁力，看会出现什么情况.试验一开始，怪事就出现了.船体周围立刻涌起绿色烟雾，船和人都消失了.试验结束后，船上人都受到了某种刺激，有些人经治疗恢复正常，有人却所以而精神失常。,第4页,关键点1 磁感线,1.磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设曲线.其疏密反应磁场强弱，线上每一点切线方向都跟该点磁场方向相同.,2.磁感线特点,(1)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内部由南极回到北极.,(2)磁感线疏密表示磁场强弱，磁感线越密地方磁场越强；磁场方向在过该点磁感线切线上.,第5页,例1.,以下关于磁感线叙述中，正确是（）,A.磁感线从磁体N极出发，S极终止,B.铁屑在磁场中规则排列而组成曲线就是磁感线,C.磁感线是磁场中实际存在一些曲线,D.在同一磁场中，任何两条磁感线都不相交,第6页,【解析】磁感线是人为引入曲线，实际并不存在.磁感线在磁体外部是N极指向S极，内部是S极指向N极，形成不相交闭合曲线.,【答案】D,第7页,关键点2 地磁场,地球本身是个巨大磁体，它南极和北极位于地球两端.但小磁针（指南针）并不指向地球正南和正北，而是略微偏离一点.也就是说地球地理南北极与地磁南北极并不重合，小磁针指向与地球正南（正北）方向偏差，称为磁偏角.普通地说，小磁针（指南针）指向与地理子午线也不平行，即和地面不平行,小磁针指向与水平面相交角度叫做磁倾角.,第8页,地磁场N极在,地球南极附近，,S极在地球北极,附近，磁感线分,布如图所表示,第9页,例2.,地球是一个大磁体，它磁场分布情况与一个条形磁铁磁场分布情况相同，以下说法中正确是（）,A 地磁场方向是沿地球上经线方向,B 地磁场方向是与地面平行,C 地磁场方向是从北向南,D 在地磁南极上空，地磁场方向是竖直向下,第10页,【解析】地理南、北极与地磁南、北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，即磁偏角，地磁场方向不与地面平行，在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直，所以只有D项正确.,【答案】D,第11页,第二节 电流磁场,不要在电视前滞留,家电磁场辐射轻视不得,长久处于高磁场强度环境有害健康.教授提醒，使用家用电器时应尽可能防止近距离滞留.据了解，年国际癌症研究中心已将磁场确定为对人疑似致癌原因，提出居住环境中磁场强度过高时，儿童白血病发生率就显著增高.相关教授对日常生,第12页,活中接触机会较多、使用时间相对较长家用电器磁场进行了监测.,监测表明，普通纯平电视机磁场在屏前40 cm外是其安全范围，背投彩电安全范围为屏前12 cm以外，等离子彩电几乎不存在电磁辐射.微波炉工作时磁场强度，紧贴测量时磁场强度超出仪器测定范围，离微波炉5 cm外磁场强度就相当强，开关附近磁场最强，离微波炉95 cm处才是安全范围.电冰箱磁场强度较低，对人影响不大.研究人员还对家用音响、电热毯等产生磁场进行了分析,第13页,结果表明，近距离接触各种家用电器均存在不一样程度磁场辐射.在日常生活中，人们观看电视普通都在2 m以外，这个位置磁场强度很低，对人影响较小，但有些小孩常在电视屏幕前玩耍，家长应予阻止；微波炉开启后应快速离开，不要逗留；电热毯预热后，应在睡前关闭.另外房间里家用电器摆放也应有考究，不要过于密集.,第14页,关键点1 电流磁效应,1.电现象和磁现象相同性,(1)磁体能使附近铁棒产生磁性，带电体能使它附近导体感应出电荷来,(2)自然界中磁体总有两个磁极：南极和北极；自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷,(3)同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,第15页,2.奥斯特发觉电流磁效应,奥斯特有一次使南北方向通电导线恰好与磁针相平行，接通电源时，突然发觉磁针向垂直导线方向转动了这说明通电导线对磁体有作用力,依据奥斯特试验，直线电流对磁体作用力方向垂直于电流方向,第16页,例1.以下说法中正确是（）,A.在同一幅磁感线示意图中，磁感线越密地方，磁场越强,B有磁不一定有电，但有电必有磁,C同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥,D做奥斯特试验时，不论导线怎样放置，只要电流足够强，一定能够观察到小磁针偏转情况,第17页,【解析】磁感线疏密反应磁场强弱A对；有电流才产生磁，B错；做奥斯特试验时，假如导线放置对磁针作用力与地磁场对磁针作用力一致，则不能观察到偏转情况.,【答案】A,第18页,变式迁移,首先发觉电流磁效应科学家是（）,A.安培,B.奥斯特,C.库仑,D.麦克斯韦,第19页,关键点2 三种常见电流磁场特点及画法,1.直线电流磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱.,第20页,2.环形电流磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱（如图）,第21页,3.通电螺线管磁场：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场.,第22页,第三节 磁场对通电导线作用,电磁炮威力,电磁炮利用电磁力所做功作为发射能量，不会产生强大冲击波和弥漫烟雾，因而含有良好隐蔽性.电磁炮可依据目标性质和距离，调整、选择适当能量来调整弹丸射程.,第23页,电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小、重量轻，使其在飞行时空气阻力很小，因而电磁炮发射稳定性好、初速度高、射程远.因为电磁炮发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其它制导装置，所以含有很高射击精度.,第24页,从发射能量成原来看，常规火炮发射药产生每兆能量要10美元，而电磁炮只需0.1美元.而且电磁炮还能够省去火炮药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单，运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便.,第25页,关键点1 磁感应强度,1.磁场基本性质：磁场对放入其中磁体运动电荷电流有力作用,2.磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向通电导线，所受安培力F跟电流I和导线长度L乘积IL比值叫做磁感应强度.用公式表示为B=F/IL，与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力性质物理量磁感应强度B单位是特斯拉，符号是T，1 T=1 N(Am).,磁感应强度B是矢量，其方向就是该处磁场方向。,第26页,3.磁感应强度了解：,磁感应强度定义式B=F/IL,只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义磁感应强度由磁场本身决定，不能认为B与F成正比，与IL成反比.,第27页,例1，关于磁感应强度，以下说法正确是（）,A由B=F/IL知，B与F成正比，B与IL成反比,B通电导线放在磁场中某点，那点就有磁感应强度，假如将通电导线拿走，那点磁感应强度就为零,C通电导线受磁场力不为零地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力地方一定不存在磁场(即B=0),D.磁场中某一点磁感应强度是由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定，与通电导线无关,第28页,【解析】,磁感应强度B=F/IL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身性质决定，与放不放入通电导线无关，A、B错；,若磁场不为零，但导线平行于磁感应强度方向放置时，磁场力F为零，C错.,【答案】D,第29页,变式迁移,1.有一小段通电导线，长为1 cm，经过电流强度为5 A.把它置于磁场中某点，受到磁场力为01 N，则该点磁感应强度B一定是 (),AB=2 T,BB2 T,C.B2 T,D以上情况都有可能,第30页,关键点2 安培力,1.安培力大小,经过试验归纳得出，电流方向跟磁场方向垂直时，电流受到安培力最大为F=BIL，JP3平行放置时安培力为0.普通情况下，电流受到安培力介于零和最大值之间，所以F=BIL只适合用于电流方向与磁场方向垂直情况.,第31页,若导线与磁场方向既不垂直又不平行，能够把磁感应强度B分解为与导线垂直分量：B,1,=Bsin，与导线平行分量：B,2,=Bcos.垂直分量使导线受安培力为：F=BILsin，平行分量对导线没有作用力.由此可得：当导线与磁场方向夹角为时安培力F=BILsin.,第32页,2.安培力方向,安培力方向特点：FB、FI，即F垂直B和I决定平面.安培力F与B是垂直关系，而不是同向.这一点有别于电场力.在判断安培力方向时，必须首先判断磁场方向与电流方向组成平面，从而判定出安培力在哪个方向上，然后再依据左手定则判断出安培力详细方向.,第33页,例2.将长度为20 cm、通有01 A电流直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向以以下图所表示，已知磁感应强度为1 T.试求出以下各图中导线所受安培力大小和方向.,第34页,【解析】由左手定则和安培力计算公式得：,(1)因为导线与磁感线平行，所以导线受到安培力为零.,(2)由左手定则知，安培力方向垂直导线水平向右，大小为F=BIL=1012010-2 N=002 N.,(3)由左手定则知，安培力方向在纸面内垂直导线斜向上，大小为F=BIL=10.12010-2 N=002 N.,【答案】看法析,第35页,2.一段通电导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线上电流方向由上而下，如右图所表示.在导线以其中心点为轴逆时针转动180过程中，导线受到安培力(),第36页,A大小不变，方向不变,B.大小由最大减小到零再增至最大，方向时刻改变,C大小由最大减小到零再增至最大,方向不变,D大小由最大减小到零再增至最大，方向由垂直纸面向外变为垂直纸面向内,第37页,第四节 磁场对运动电荷作用,盘旋加速器,盘旋加速器是利用磁场使带电粒子做盘旋运动，在运动中经高频电场重复加速装置.1930年劳伦斯提出其工作原理，1932年首次研制成功.它主要结构是在磁极间真空室内有两个半圆形金属扁盒（D形盒)隔开相对放置，D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场.,第38页,置于中心粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速，在D形盒内不受电场力，仅受磁极间磁场洛伦兹力，在垂直磁场平面内做圆周运动.绕行半圈时间为mqB，其中q是粒子电荷量，m是粒子质量，B是磁场磁感应强度.假如D形盒上所加交变电压频率恰好等于粒子在磁场中做圆周运动频率，则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上极性变号，粒子仍处于加速状态.,第39页,因为上述粒子绕行半圈时间与粒子速度无关，所以粒子每绕行半圈受到一次加速，绕行半径增大.经过很屡次加速，粒子沿螺线形轨道从D形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特(MeV).盘旋加速器所加速粒子能量受制于随粒子速度增大相对论效应，粒子质量增大，粒子绕行周期变长，从而逐步偏离了交变电场加速状态.,第40页,关键点1 磁场和电场对电荷作用区分,1.电荷在电场中一定要受到电场力作用，而电荷在磁场中不一定受磁场力作用.只有相对于磁场运动，且运动方向与磁场方向不平行电荷，才受磁场力作用.相对磁场静止电荷，或虽运动但运动方向与磁场方向平行电荷不受磁场力作用.,第41页,2.电荷所受电场力方向总是沿着电场线切线(与电场方向相同或相反)；而运动电荷所受洛伦兹力方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向.,第42页,3.在匀强电场中，电荷受到电场力是一个恒力；而在匀强磁场中，运动电荷速度大小或方向发生改变，洛伦兹力也要发生改变.,第43页,4.电荷在电场中运动时，通常情况下电场力要对运动电荷做功；电荷在磁场中运动时，因为洛伦兹力方向与电荷运动方向一直垂直，故洛伦兹力对电荷不做功.,第44页,例1 关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确是(,A电荷只要处于电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，可能受到洛伦兹力,B.电场力对在电场中电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中电荷却不会做功,C.电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上,D.只有运动电荷在磁场中才会受到洛伦兹力作用,第45页,【解析】磁场对静止电荷没有洛伦兹力作用，A错；,当电荷沿着等势面运动时，电场力对电荷不做功，B错；,由左手定则知，洛伦兹力方向并不在磁感线上，C错.,【答案】D,第46页,变式迁移,1.假如运动电荷在磁场中不受其它任何力作用，则带电粒子在磁场中所做运动可能是(),A匀速直线运动,B匀变速直线运动,C变加速曲线运动,D匀变速曲线运动,第47页,关键点2 洛伦兹力方向,应用左手定则判定（与安培力方向判定相同）,1.不论正、负电荷，f洛方向都与F安方向相同，f洛垂直于B和v所确定平面应用左手定则时应注意，四指表示正电荷实际运动方向，对于负电荷来说，与正电荷受力方向相反,第48页,2.因为f洛时刻与v垂直，所以洛伦兹力对电荷永不做功即f洛不能改变粒子运动速度大小，只能改变电荷运动方向,第49页,例2.以下列图所表示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（）,A 向上偏转,B.向下偏转,C.向纸内偏转,D.向纸外偏转,第50页,【解析】在阴极射线管所处位置处，通电直导线产生磁场方向垂直纸面向外，由左手定则能够判断阴极射线中电子受到洛伦兹力方向向上.,【答案】A,第51页,变式迁移,2.以下列图所表示是一“滤速器”装置示意图，a、b为水平放置平行金属板，一束含有各种不一样速率电子沿水平方向经小孔O进入a、b之间.为了选取含有某种特点速率电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面方向加一匀强磁场，使所选粒子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出.不计电子重力，,可能到达上述目标方法是(),第52页,A。使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里,B。使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里,C。使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外,D。使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外,第53页,第五节 磁性材料,神奇磁化水,磁化水是一个被磁场磁化了水.让普通水以一定流速，沿着与磁感线平行方向，经过一定强度磁场，普通水就会变成磁化水.磁化水有种种神奇效能，在工业、农业和医学等领域有广泛应用.,在日常生活中，用经过磁化洗衣粉溶液洗衣，可把衣服洗得更洁净.有趣是，不用洗衣粉而单用磁化水洗衣，洗涤效果也很令人满意.,第54页,磁化水为何会有如此神奇作用呢?这是一个至今还未揭开谜.一些科学家认为，水分子本身就是一个小磁体，因为异性磁极相吸，因而普通水中许多水分子就会首先相吸，连结成庞大“分子团”.这种“分子团”会减弱水各种物理化学性质.当普通水经过磁场作用后，冲破了原先连接“分子团”使它变成单个有活力水分子.当然，要彻底揭开磁化水奥秘，还有待于人们继续研究和探索.,第55页,关键点1 磁化与退磁原因,1磁化现象：铁棒在未被磁化时，内部分子电流取向杂乱无章，它们磁场相互抵消，对外界不显磁性.当铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强磁作用，形成磁极.,第56页,2退磁现象：磁铁受高温或猛烈敲击会失去磁性，这是因为激烈热运动在机械振动影响下，分子电流取向又变得杂乱了.,第57页,例1.一根软铁棒放在磁铁附近被磁化，这是因为在外磁场作用下（）,A软铁棒中产生了分子电流,B软铁棒中分子电流消失,C软铁棒中分子电流取向变得杂乱无章,D软铁棒中分子电流取向变得大致相同,第58页,【解析】当软铁棒受到外磁场作用时，各分子电流取向变得大致相同，软铁棒被磁化.,【答案】D,第59页,变式迁移,1.磁性材料被磁化原因以下说法中正确是（）,A.磁性材料被磁化时，分子电流取向完全一致,B.磁性材料被磁化时，分子电流取向趋向一致,C.磁化越厉害，分子电流取向趋向一致程度越高,D.磁化前，磁性材料中几乎没有分子电流，故不显磁性,第60页,关键点2 磁性材料,1通常说磁性材料是强磁性材料，能够分类以下：,磁性物质分为：铁磁性物质和弱磁性材料,铁磁性物质包含：硬磁性材料和软磁性材料,第61页,2.硬磁性材料与软磁性材料,有些铁磁性材料，在外磁场撤去后，各个磁畴磁化方向仍能很好地保持一致，物体含有很强剩磁，这么材料叫做硬磁性材料；有铁磁性材料，在外磁场撤去后，磁畴磁化方向又变得杂乱无章，物体没有显著剩磁，这么材料叫做软磁性材料.永磁体要有很强剩磁，所以要用硬磁性材料制造；电磁铁要在通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造.,第62页,例2.以下元件中，哪些是由软磁性材料制造（）,A半导体收音机内天线磁棒,B磁电式电流表中磁铁,C变压器闭合铁芯,D电子计算机中记忆元件,第63页,【解析】依据软磁性材料定义，外磁场撤去以后，磁畴磁化方向又变得杂乱，物体没有显著剩磁，这么材料叫做软磁性材料.软磁性材料能用来制造半导体收音机内天线磁棒，变压器闭合铁芯、电子计算机中记忆元件等，A、C、D正确；磁电式电流表中磁铁是永久磁铁，是硬磁性材料，B错.,【答案】ACD,第64页,变式迁移,2.以下说法正确是(),A.只有铁和铁合金能够被磁铁吸引,B.只要是铁磁性材料总是有磁性,C.制造永久磁铁应该用硬磁性材料,D.录音机磁头应该用硬磁性材料,第65页,
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