2020版高中物理第二章磁场第1讲指南针与远洋航海学案新人教版选修1-1

2020版高中物理第二章磁场第1讲指南针与远洋航海学案新人教版选修1-1

第1讲　指南针与远洋航海 ‎[目标定位]　1.了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用.2.知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向.3.了解用磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况.4.了解地理南北极与地磁南北极反向并且不重合，知道磁偏角.‎ 一、郑和下西洋 我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼用罗盘和观星，二者相互补充，相互修正.用罗盘指引航向，探索航道，将船舶航向的变动与指南针指向变动的对应关系总结出来，画出的航线在古代称为针路或针径.‎ 二、欧洲人的远洋探险 葡萄牙航海家麦哲伦用了三年时间完成了环球航行，环球航行使大地球形的猜想得到了实践的检验.‎ 三、磁场 ‎1.磁极之间的力是通过一种场——磁场来传递的.‎ ‎2.磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指方向就是那一点的磁场方向.‎ ‎3.磁感线：是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致.‎ 想一想　两个磁极之间要想有力的作用，这两个磁极必须相互接触，这种说法对吗？ ‎ 答案　不对.磁体在空间产生磁场，磁场使磁极间不必接触便能相互作用.‎ 四、磁性的地球 ‎1.地球具有磁场，宇宙中的许多天体都有磁场.月球没有全球性的磁场.火星也没有地球那样的全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作.‎ ‎2.地球的地理两极与地磁两极并不重合.其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角.‎ 想一想　地球的地理两极与地磁两极并不重合.是不是可以说地磁体的南极在地球的南极附近？‎ 8‎ 答案　不可以. 地磁体的南极在地球的北极附近.‎ 一、对磁场的理解 ‎1.磁场：‎ ‎(1)定义：磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质.‎ ‎(2)方向：小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向.‎ ‎2.地磁场：地球是一个巨大的磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近.地磁场分布如图2－1－1所示.‎ 图2－1－1‎ 例1　下列关于磁场的说法中，正确的是(　　)‎ A.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相互作用而人为规定的 C.磁极与磁极之间是直接发生作用的 D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 答案　A 解析　磁场是客观存在于磁体或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，所以A正确，B、D错误；磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间的作用都是通过它们的磁场发生的，并不需要物体之间直接接触，所以C错误.‎ 针对训练1　磁场中任一点的磁场方向，规定为小磁针在磁场中(　　)‎ A.受磁场力的方向 B.北极受磁场力的方向 C.南极受磁场力的方向 D.转动的方向 答案　B 解析　规定磁场中N极受力的方向为该点磁场方向，或小磁针静止时N极的指向，所以A、C、D项错误.‎ 二、对磁感线的理解 8‎ ‎1.定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线.其疏密程度反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.‎ ‎2.特点 ‎(1)在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部由S极指向N极.‎ ‎(2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线方向上.‎ ‎(3)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断.‎ ‎(4)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在.‎ ‎3.磁感线与电场线的比较 磁感线 电场线 相似点 引入目的 形象描述场而引入的假想线，实际不存在 疏密程度 场的强弱 切线方向 场的方向 是否相交 不能相交 不同点 磁感线是闭合曲线 电场线起始于正电荷(或无限远处)，终止于无限远处(或负电荷)‎ 例2　关于磁感线的下列说法中，正确的是(　　)‎ A.磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线 B.磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同 C.磁感线有可能出现相交的情况 D.以上说法均不正确 答案　B 解析　磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线，所以A错误；磁感线如果相交的话，那么交点处的磁场方向就有两个，显然是不可能的，所以C错误.故B项正确.‎ 针对训练2　 下列关于磁感线的说法中正确的是(　　)‎ A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向 B.磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止 C.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 8‎ D.沿磁感线的方向磁场逐渐减弱 答案　A 解析　磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描绘磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；磁感线从磁铁的N极发出，从磁铁的S极进入，构成闭合曲线，选项B错误；磁感线是人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项C错误；磁场的强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关，选项D错误.‎ 对磁场的理解 ‎1.关于地磁场的说法正确的是(　　)‎ A.地磁场的北极在地理北极附近 B.地磁场的方向总与地面平行，且由南指向北 C.地磁场并不是正南正北方向的 D.在北半球，地磁场的方向由南向北且偏下 答案　CD 解析　由于地磁场的磁感线由南指向北，显然地磁场的北极应在地理南极附近，故A错误；由于地磁场的方向除赤道上空外与地面并不平行，故B错误；由磁偏角的存在可知C正确；在北半球，由地磁场磁感线的分布情况可知，D正确.‎ ‎2.下列四幅图所表示的内容与地磁场有关的是(　　)‎ 答案　D 对磁感线的理解 ‎3.对磁感线的认识，下列说法正确的是(　　)‎ A.磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极 B.磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力方向相同 C.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 D.磁感线是磁场中客观存在的线 答案　C 8‎ 解析　磁感线是人们为了描述磁场而引入的假想的曲线，疏密反映磁场的强弱，切线方向也是小磁针N极受力的方向为磁场的方向.故A、B、D错，C正确.‎ ‎4.某磁场的磁感线分布如图2－1－2所示，则a、b两点磁场强弱是(　　)‎ 图2－1－2‎ A.a点强 B.b点强 C.a、b点一样强 D.无法确定 答案　B 解析　磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱，故选项B正确.‎ ‎(时间：60分钟)‎ 题组一、对磁场的理解 ‎1.如图2－1－3所示，是最早的磁性指向器——司南，司南能指南北的原因是(　　)‎ 图2－1－3‎ A.太阳周围有磁场 B.月球周围有磁场 C.地球周围有磁场 D.地球内部有根条形磁铁 答案　C ‎2.关于磁场的下述说法中，正确的是(　　)‎ A.磁极之间相互作用是通过磁场发生的 B.看不见、摸不着的磁场不是客观存在的 8‎ C.只有磁体周围才存在磁场 D.地球周围不存在磁场 答案　A 解析　磁场对放入其中的磁体一定有磁场力作用，磁极之间相互作用是通过磁场发生的，选项A正确；磁场是客观存在的一种物质形态，虽然看不见，摸不着，但可通过小磁针来体现是否存在，选项B错误；在磁体和通电导体周围都存在磁场，地球周围也存在着磁场，选项C、D错误.‎ ‎3.下列说法中与实际情况相符的是(　　)‎ A.地球的磁偏角是一个定值 B.地磁场的北极在地理位置的南极附近 C.除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象 D.郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早 答案　BD ‎4.在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面，则该位置是(　　)‎ A.地球南极附近 B.地球北极附近 C.赤道附近 D.无法确定 答案　A 解析　S极指向地面，表明此处的地磁场向上，由地磁场分布规律知应是在地球南极附近，即地磁北极附近.‎ ‎5.下列有关磁场的说法错误的是(　　)‎ A.磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场 B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的 C.磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同 D.在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同 答案　D 解析　磁场虽然看不见、摸不到，但它是一种客观存在的物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.‎ 8‎ 磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，南极所受磁场力的方向跟该点的磁场方向相反(磁场方向的另一种描述方法).故A、B、C正确，D错误.‎ 题组二、对磁感线的理解 ‎6.关于电场和磁场，下列说法中正确的是(　　)‎ A.电场对处于其中的电荷有力的作用 B.磁体之间的相互作用不需要相互接触 C.电场线和磁感线是客观存在的 D.电场和磁场都是特殊的物质 答案　ABD 解析　处在电场中的电荷一定受到电场力，故A正确；磁体之间的相互作用是通过磁场实现的，不需要相互接触.故B正确；电场与磁场都是客观存在的特殊物质，但是电场线和磁感线是虚拟的用来描述电场与磁场的，故C错误，D正确.‎ ‎7.如图所示，小磁针所指方向正确的是(　　)‎ 答案　A 解析　A图中小磁针所在位置磁感线方向向上，因此小磁针N极指向上方，选项A正确；B图中小磁针所在位置磁感线方向水平向右，因此小磁针N极指向应向右，选项B错误；根据C图中所给磁感线方向可知，小磁针N极指向不是正下方，应指向左上方，选项C错误；D图中小磁针所在位置磁感线方向沿磁感线水平向左，因此小磁针N极应指向左则，故D错误.‎ ‎8.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是(　　)‎ A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质 B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 C.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的 D.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 答案　AB 8‎ 解析　磁感线是为了形象描述磁场而假想的一些有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，在磁体内部，磁感线由S极指向N极，所以选项C、D错误；磁场是客观存在的特殊物质，所以选项A正确；磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，磁感线疏密程度表示磁场的强弱，小磁针北极受力方向、静止时北极指向均为磁场方向，所以选项B正确.‎ ‎9.关于磁感线，下列说法中正确的是(　　)‎ A.两条磁感线可以相交 B.磁感线是磁场中实际存在的线 C.磁感线总是从N极出发，到S极终止 D.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱 答案　D 解析　两条磁感线可以相交代表相交处的磁场方向存在两个方向，不符合实际.磁感线是人们想象出来用于表示磁场强弱的曲线，并不真实存在.磁感线在磁体的外部总是从N极出发，到S极终止，在磁体内部从S极出发，到N极终止，是闭合的曲线.‎ ‎10.把小磁针放入水平向右的匀强磁场B中.下列图中小磁针静止时N极指向正确的是(　　)‎ 答案　D 解析　小磁针在磁场中静止时，N极的指向应为磁感线的切线方向，故只有D正确.‎ 8‎