5.1、2-磁与人类文明、怎样描述磁场-课件(沪科版选修3-1)

学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引我国是世界上最早发现磁现象的国家．早在战国末年就有磁铁的记载．我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献．在现代生活中，利用磁场的仪器或工具随处可见，如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等．本章课程标准要求如下：(1)列举磁现象在生活和生产中的应用．了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响．关注与磁相关的现代技术发展．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引(2)了解磁场，知道磁感应强度和磁通量．会用磁感线描述磁场．本条目的第一点要求是了解磁场也是物质存在的形式之一，磁场对其中的磁体和电流有力的作用，知道磁感应强度与磁通量的物理意义和定义式．第二点要求是知道磁感线也是形象地描述磁场的虚拟曲线．了解地磁场的分布及其变化情况．(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．本条目要求学生应能较熟练地应用安培定则，判断电流的磁场方向，并能用图表示，让学生了解安培分子电流假说，从而解释一些磁现象．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引5．1磁与人类文明5.2怎样描述磁场学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引我们学习了电场之后，知道了电场的产生、电场的物质性、电场的基本特性，并且用电场线形象地描述了电场．那么磁场是否仅由磁铁产生呢？磁场又有哪些基本特性？能否用磁感线形象地描述磁场？这些问题很自然地会引发人们的思考．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引1.磁现象(1)磁性：物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性．(2)磁体：具有磁性的物体叫磁体．(3)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极．任何磁体都有两个磁极，一个叫南极(又称S极)，另一个叫北极(又称N极)学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引(4)地磁场指南针在静止时沿地球南北方向取向，这表明地球是一个大磁体，如右图所示，地磁极的N极(北极)位于地理南极附近，地磁极的S极(南极)位于地理北极附近，但地磁两极与地理两极并不重合．有趣的是，地磁极有围绕地理极做周期运动的现象，其周期大概为数万年，在最近的五百万年间，地磁极均匀分布在地理极的四周，其平均位置与现代地理极重合．研究还发现，从地球形成迄今的漫长年代，地磁极曾多次发生极性倒转的现象．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引(5)磁化使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化；反过来，磁化后的物体失去磁性的过程叫退磁或去磁．(6)磁性材料①磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料，磁化后容易去磁的为软磁性材料，不容易去磁的为硬磁性材料．②软磁性材料可应用于需被反复磁化的场合，例如振片磁头、计算机记忆元件、电磁铁等．硬磁性材料可应用于制作永久磁铁．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引2．思维拓展(1)指南针指南的一端是指南针的S极，指北的一端是指南针的N极．(2)磁盘保存信息的过程是磁化过程，实际是磁盘的磁性材料被磁头中电流的磁场(第3节学习)磁化的过程；从磁盘中“读”出信息的过程，实际是磁盘中的磁场使磁头中的线圈发生电磁感应产生感生电流的过程，有关电磁感应我们在初中已初步学习过，在物理选修3－2中，我们还要更深入地学习．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引1．基本定义在磁场中画一些有方向的曲线，这些曲线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向相同，这样的曲线叫做磁感线．2．特点(1)磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，如右图所示．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引(2)任何两条磁感线都不相交，不中断，不相切．(3)磁感线都是闭合曲线(外部从N极出发到S极，内部从S极到N极)．(4)磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方磁场越弱．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引3．几种典型的磁感线的分布(1)条形磁铁的磁感线：如图甲所示，在磁铁外部是两端(磁极)最密，中间稀疏；在磁铁内部中间最密．(2)蹄形磁铁的磁感线：如图乙所示，在磁铁外部是两端(磁极)最密，中间稀疏；在磁铁内部中间最密．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引4．磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点意义用来形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线用来形象描述电场方向和相对强弱而假想的线方向线上一点切线方向为磁场方向，也是磁针N极受力方向线上一点切线方向为电场方向，也是正电荷受电场力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交除电荷处外，在空间不相交不同点是闭合曲线始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不闭合学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引1．基本定义(1)匀强磁场：磁感线的间距相等，相互平行且指向相同的磁场叫做匀强磁场．(2)磁通量：在磁场中有一个平面，若穿过该平面的磁感线有Φ条，我们就称穿过这个平面的磁通量为Φ.(3)磁感应强度：垂直穿过某单位面积的磁通量叫做磁感应强度．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引2．公式形式B＝ΦS各量意义与单位：Φ：垂直穿过面积S的磁通量，单位为韦伯，简称韦，符号是Wb；S：垂直磁场的平面的面积，单位为平方米，符号是m2；B：磁感应强度，单位是特斯拉，简称特，符号是T.1T＝1Wb1m2学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引3．要点理解(1)匀强磁场的特点：①匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线．②长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场．(2)磁通量的计算①公式：Φ＝BS.此式的适用条件是：a.匀强磁场；b.磁感线与平面垂直．如右图所示．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引②在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．如下图所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过面积abcd的磁通量应为：Φ＝B·Scosθ.Scosθ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”．3.当线圈平面与磁场垂直时，磁通量Φ＝BS；当线圈平面与垂直于磁场的方向有一夹角θ时，穿过线圈的磁通量为Φ＝BScosθ.(如图)学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2.③磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值．(3)磁感应强度是矢量，其方向就是该点磁感线的方向，也就是放在该点小磁针N极所受磁力的方向．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引4．思维拓展(1)磁感应强度的大小与磁感线为了从磁感线不但可以了解磁感应强度的方向，还可以了解磁感应强度的大小，我们规定穿过与磁场方向垂直的平面的单位面积磁感线的条数跟磁感应强度成正比．这样，在磁感应强度大的地方，磁感线密，磁感应强度小的地方，磁感线疏．磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小．(2)磁感应强度与匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场区域为匀强磁场．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引5．易误警示(1)公式B＝ΦS是磁感应强度大小的定义式而非决定式，不能认为B∝Φ，B∝1S，磁场中某点磁感应强度的大小是由磁场本身决定的．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引(2)磁通量的“正、负”号磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量．但是磁通量也有“正、负”，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线的穿过方向．一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿过，线圈的磁通量就为“＋”；而磁感线从线圈的反面穿过，线圈的磁通量就为“－”．学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引一、对地磁场的认识学习目标学习探究典例精析自我检测课堂小结知识储备例1关于地磁场，下列叙述正确的是()A.地球的地磁两极和地理两极重合B.我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极C.地磁的北极与地理的南极重合D.地磁的北极在地理的南极附近解析地球是一个大磁体，地球的地磁两极与地理两极并不重合，且相对位置在极其缓慢地变化，因此A、C错误；因为地磁北极在地理南极附近，因此，指南针指南的一极应是指南针的南极，其实指南针的南北极就是按其指向来命名的，故B错误，D正确.D学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引学习目标学习探究典例精析自我检测课堂小结知识储备例2下列关于磁场和磁感线的描述，正确的有()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，也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线解析磁场具有能量，所以是一种物质，A正确；磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的方向可表示磁场的方向，B正确；二、对磁场及磁感线的认识磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁铁的北极出发，进入南极；在磁体内部，从南极指向北极，C错误；用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线.没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线.故D错误.故选A、B.AB学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引例3如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为______.若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量是__________.解析初始位置Φ1＝BS；框架转过60°角时Φ2＝BS⊥＝BScos60°＝12BS；框架转过90°角时Φ3＝BS⊥＝BScos90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS，所以ΔΦ＝Φ4－Φ1＝(－BS)－BS＝－2BS.三、对磁通量的认识及计算BS12BS0－2BS学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引学点循序过关应用能力激活课堂针对训练课时知能测试工具第5章磁场与回旋加速器栏目导引1.(对地磁场的认识)地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.以上关于地磁场的描述正确的是()A.①②④B.②③④C.①⑤D.②③解析地面上小磁针静止时，南极应指向地磁场的北极，①错；地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，②对；只有在赤道附近地磁场的方向和地面才平行，③对，⑤错；地磁场方向在北半球斜向下方，南半球斜向上方，④错.故正确答