《2018-2019高中物理 第2章 打開電磁聯(lián)系的大門 2.1 揭示電磁聯(lián)系的第一個實驗學(xué)案 滬科版選修1-1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第2章 打開電磁聯(lián)系的大門 2.1 揭示電磁聯(lián)系的第一個實驗學(xué)案 滬科版選修1-1(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2.1 揭示電磁聯(lián)系的第一個實驗
1.(3分)如圖2-1-1所示,兩根完全相同的絕緣細(xì)線,把兩個質(zhì)量相等的小球懸掛在同一點O上,甲球的電荷量大于乙球的電荷量,則( )
圖2-1-1
A.甲、乙兩球都帶正電
B.甲、乙兩球都帶負(fù)電
C.甲球受到的靜電力大于乙球受到的靜電力
D.甲、乙兩球受到的靜電力大小相等
【解析】 從兩球互相遠(yuǎn)離的現(xiàn)象來看,兩球應(yīng)該帶的是同種電荷,但不能肯定小球究竟帶的是哪種電荷;由于甲和乙之間的作用力屬于作用力和反作用力,故這兩個力一定大小相等、方向相反,故D正確.
【答案】 D
2.(3分)下列說法中錯誤的是( )
A.磁場是一種看不見、摸
2、不著的物質(zhì)
B.磁極間的相互作用是通過磁場進(jìn)行的
C.磁鐵吸引鐵釘、鐵屑的作用是通過磁場進(jìn)行的
D.磁場只存在于磁鐵內(nèi)部
【解析】 磁場是磁體周圍存在的一種物質(zhì).磁極間相互作用就是通過磁場進(jìn)行的,A、B、C均正確,磁場在磁鐵內(nèi)外部都存在.D錯誤.故選D.
【答案】 D
3.(4分)在地球表面某處存在一豎直方向的電場,一帶電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子在此電場中恰好能懸浮于空中,電場強(qiáng)度的方向是________,由此可知該處地球表面帶________電荷(填“正”或“負(fù)”).
【解析】 帶負(fù)電的粒子受重力和電場力平衡,所以電場力應(yīng)向上,場強(qiáng)向下,地球表面帶負(fù)電.
【答案】 向下 負(fù)
3、
課
標(biāo)
導(dǎo)
思
1.了解前人對磁的探究過程,了解奧斯特實驗,知道幾種典型磁場的特點.
2.知道安培定則,能用安培定則判定電流周圍磁場的磁感線分布.(重點+難點)
一、吉爾伯特的斷言
1.吉爾伯特于1600年出版的巨著《論磁》是物理學(xué)史上第一部系統(tǒng)闡述磁現(xiàn)象的科學(xué)著作.
2.吉爾伯特的認(rèn)識誤區(qū):他認(rèn)為電與磁是兩種截然無關(guān)的現(xiàn)象,并得到庫侖的認(rèn)可.早期電磁學(xué)領(lǐng)域中兩位杰出的先驅(qū)者的觀點深深影響著科學(xué)家的思想,以至在很長一段時間內(nèi),人們都將電和磁作為孤立的問題加以研究.
二、奧斯特的探索
1.18世紀(jì)中葉陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象
(1)1713年,一名英國商人發(fā)現(xiàn),雷電過后,他的
4、新刀叉竟帶上磁性.
(2)1751年,富蘭克林發(fā)現(xiàn),萊頓瓶放電后,縫紉針被磁化了.
2.奧斯特的探索
(1)奧斯特的觀念:信奉自然力是統(tǒng)一的,可以相互轉(zhuǎn)化,物理學(xué)不再是關(guān)于運(yùn)動、熱、光、空氣、電磁以及我們所知道的任何其他現(xiàn)象的零散羅列,我們將把整個宇宙容納在一個體系中.
(2)丹麥物理學(xué)家奧斯特通過多年的探索,在1820年通過實驗的方法發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線可以使小磁針偏轉(zhuǎn),從而證明了電流的磁效應(yīng).
(3)奧斯特的發(fā)現(xiàn)終于使分離了千百年的電與磁,被小磁針的偏轉(zhuǎn)聯(lián)系在一起了.
3.小磁針“偏轉(zhuǎn)”的實質(zhì)
通電導(dǎo)線跟磁體一樣,能產(chǎn)生磁場,它就是依靠磁場這種物質(zhì)對磁針發(fā)生作用的.
即
三、安培
5、的貢獻(xiàn)
1.安培根據(jù)通電直導(dǎo)線對不同位置處的磁針的作用總結(jié)出判斷電流磁場方向的右手螺旋法則(即安培定則).
2.安培定則
(1)通電直導(dǎo)線磁場:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致.彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
(2)通電螺線管磁場:用右手握住螺線管.讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致,大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向.也就是說,大拇指指向通電螺線管的北(N)極.
四、奧斯特實驗的意義
奧斯特的發(fā)現(xiàn)為電磁學(xué)的研究開辟了一個嶄新的領(lǐng)域,它對人們認(rèn)識事物本質(zhì)特征和研究事物間的聯(lián)系都有很大的推動作用.根據(jù)奧斯特實驗所揭示的電流磁效應(yīng),很快研
6、制出了電磁鐵,在生產(chǎn)實踐中體現(xiàn)了它的價值.
一、對磁場的理解
磁場與電場一樣,都是物質(zhì).磁場是磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì),說它“特殊”是因為它和我們常見的以分子、原子、離子組成的物質(zhì)不同,它不是以微粒組成的物質(zhì)的形式存在,而是以一種“場”的形式存在;說它是“物質(zhì)”是因為它和我們常見的實物一樣,能對放入其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有力的作用.因此我們說磁場和我們常見的桌子、房屋、水和空氣一樣,是一種客觀存在的物質(zhì).磁體間的相互作用是通過磁場來產(chǎn)生的.
【特別提醒】 磁場力是非接觸力,磁場是一種客觀存在的物質(zhì),具有力的性質(zhì)也具有能的性質(zhì).磁體之間的磁場力通過磁場而發(fā)生.
二、電流周圍
7、的磁場
直線電流的磁場
通電螺線管的磁場
環(huán)形電流的磁場
特點
無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越小
與條形磁鐵的磁場相似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場,管外為非勻強(qiáng)磁場
環(huán)形電流的兩側(cè),是N極和S極,且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場越小
安培定則
立體圖
橫截面圖
縱截面圖
【深化探究】 我們利用電場線和磁感線分別形象地描述電場和磁場,那么磁感線與電場線有什么不同之處?
提示:磁感線是閉合曲線,電場線起于正電荷(或無窮遠(yuǎn)處),止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處).
一、電流的磁效應(yīng)
在做“奧斯特實驗”時,下列操作現(xiàn)象最明顯的是( )
A
8、.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的延長線上
B.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的正下方
C.通電導(dǎo)線沿南北方向放置在磁針的正上方
D.通電導(dǎo)線沿東西方向放置在磁針的正上方
【導(dǎo)析】 認(rèn)真閱讀教材中奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁場的史實,體驗科學(xué)探索的艱苦與偶然性.
【解析】 把導(dǎo)線沿南北方向放置在靜止于地磁場中的磁針的正上方,通電時磁針發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn).故選C.
【答案】 C
奧斯特的實驗
本題通過奧斯特實驗考查小磁針在電流產(chǎn)生的磁場中的偏轉(zhuǎn).但要注意,電流產(chǎn)生的磁場與地磁場對磁針的影響.
1.如圖2-1-2所示,把一條導(dǎo)線平行地放在磁針的上方附近.當(dāng)導(dǎo)線中通有電流時,磁針會
9、發(fā)生偏轉(zhuǎn).首先發(fā)現(xiàn)這個實驗現(xiàn)象的物理學(xué)家是( )
圖2-1-2
A.伽利略 B.牛頓
C.奧斯特 D.愛因斯坦
【答案】 C
二、安培定則的應(yīng)用
在圖2-1-3中,分別給出了導(dǎo)線中的電流方向或磁場中某處小磁針N極的指向或磁感線方向.請畫出對應(yīng)的磁感線(標(biāo)上方向)或電流方向.
圖2-1-3
【導(dǎo)析】 靈活利用安培定則,根據(jù)磁場對小磁針的作用特點加以分析判斷.
【解析】 根據(jù)安培定則,可以確定:
【答案】 如圖所示.
應(yīng)用安培定則注意的問題
應(yīng)用安培定則時,要注意直線電流和環(huán)形電流的區(qū)別,同時要看清所給圖示是立體圖、橫截面圖還是縱截面圖.
10、
2.(多選)如圖2-1-4所示,一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針上方.若帶電粒子飛過小磁針上方的瞬間,小磁針N極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn),則帶電粒子可能是( )
【導(dǎo)學(xué)號:17592024】
圖2-1-4
A.向右飛行的正離子束
B.向左飛行的正離子束
C.向右飛行的負(fù)離子束
D.向左飛行的負(fù)離子束
【解析】 由小磁針N極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn),知離子束下方磁感線垂直紙面向里,由安培定則可知,位于小磁針上方帶電粒子形成的直線電流方向向右.故A、D正確.
【答案】 AD
1.人們早在公元前6、7世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵、磁石指南等現(xiàn)象,如圖2-1-5所示是最早的指南儀器——司南,
11、形似勺子、勺柄是其南極,則司南靜止時,勺柄所指的方向是( )
圖2-1-5
A.東方 B.北方
C.西方 D.南方
【解析】 地球磁場的地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近.由于司南勺柄是其南極,靜止時應(yīng)指向地磁北極,即指向地理南極.
【答案】 D
2.磁場中任意一點的磁場方向規(guī)定為,小磁針在磁場中( )
A.受磁場力的方向
B.北極所受磁場力的方向
C.南極所受磁場力的方向
D.受磁場力作用轉(zhuǎn)動的方向
【解析】 物理學(xué)規(guī)定磁場中任意一點的磁場方向為小磁針北極所受磁場力的方向,或靜止時小磁針北極的指向.
【答案】 B
3.(多選)下列哪些物體周圍一定存在著磁場( )
A.地球 B.通電導(dǎo)線
C.電子束 D.靜止的帶電金屬球
【解析】 磁體及運(yùn)動電荷周圍存在磁場,所以靜止的帶電金屬球周圍不存在磁場,A、B、C正確.
【答案】 ABC
4.下列各圖為電流產(chǎn)生磁場的分布圖,正確的分布圖是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【解析】 根據(jù)安培安則可知,①④正確.
【答案】 C
5.圖中電磁鐵的N、S極標(biāo)的正確的是( )
【解析】 根據(jù)電池的接法和導(dǎo)線的繞向以及安培定則可判斷選項B正確.
【答案】 B
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