高二物理11第二章学案.docx

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高二物理11第二章学案

高二物理（文）第二章学案

第一节指南针与远洋航海

一、磁场

1．磁极之间的力是通过________来传递的．磁体在空间产生________．

2．磁场方向：

在磁场中的任一点，________的方向，也就是________的方向，就是该点的磁场方向．

3．磁感线：

磁感线可以用来形象地描述各点的______方向，磁感线每一点的________方向都与该点的________方向一致．

二、磁性的地球

1．地球是一个大________，其周围存在________．

2．地磁场的北极在地理________附近，地磁场的南极在地理________附近．

3．地球的地理两极与地磁两极并不重合，其间的交角称为________．

磁感线

1．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线．其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同．

2．磁感线的特点

（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）磁感线的疏密表示磁场的强弱，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上．

地磁场

地球本身是个巨大的磁体，它的南极和北极位于地球的两端．但小磁针（指南针）并不指向地球的正南和正北，而是略微偏离一点．也就是说地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，小磁针指向与地球的正南（正北）方向的偏差，称为磁偏角．一般地说，小磁针（指南针）的指向与地理子午线也不平行，即和地面不平行，小磁针

的指向与水平面相交的角度叫做磁偏角．

地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如下图所示．

基础巩固

1、下列关于磁感线的叙述中，正确的是（　　）

A．磁感线从磁体的N极出发，S极终止B．铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是磁感线

C．磁感线是磁场中实际存在的一些曲线D．在同一磁场中，任何两条磁感线都不相交

2．磁场中任一点的磁场方向，规定为小磁针在此点（　　）

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

3、地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，下列说法中正确的是（　　）

A．地磁场的方向是沿地球上经线方向的B．地磁场的方向是与地面平行的

C．地磁场的方向是从北向南的D．在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的

4．下列关于地磁场的说法中，正确的是（　　）

A．地球的地磁两极与地理两极重合B．地球的地磁北极与地理北极重合

C．地球的地磁北极与地理南极重合D．地球的地磁北极在地理南极附近

5．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　）

A．磁铁是磁场的惟一来源

B．磁感线从磁体的北极出发而到南极终止

C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向通电螺线管磁场的北极

D．两磁感线空隙处不存在磁场

6．如下图所示，小磁针在磁铁右端处于静止状态，请标出磁感线的方向和小磁针的南、北极．

第二节　电流的磁场

一、电流的磁效应

1．电流的磁效应是指_______________________________________________．

2．________的发现揭示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在着________，预示了________应用的可能性．

二、电流磁场的方向——安培定则

1．安培定则一

用右手握住直导线，让伸直的大拇指所指的方向与________方向一致，弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向．

2．安培定则二

让右手握住螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管________磁感线的方向，即大拇指指向是螺线管的________极．

电流的磁效应

1．电现象和磁现象的相似性

（1）磁体能使附近的铁棒产生磁性，带电体能使它附近的导体感应出电荷来．

（2）自然界中的磁体总有两个磁极：

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．

2．奥斯特发现电流的磁效应

奥斯特有一次使南北方向的通电导线恰好与磁针相平行，接通电源时，突然发现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．

根据奥斯特实验，直线电流对磁体的作用力方向垂直于电流方向．

三种常见的电流磁场的特点及画法

1．直线电流的磁场：

无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱．（如下图所示）

2．环形电流的磁场：

两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱．（如下图所示）

3．通电螺线管的磁场：

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．（如下图所示）

基础巩固

1、下列说法中正确的是（　　）

A．在同一幅磁感线的示意图中，磁感线越密的地方，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．做奥斯特实验时，不管导线如何放置，只要电流足够强，一定能够观察到小磁针的偏转情况

2．如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则下列说法正确的是（　　）

A．小磁针保持不动

B．小磁针的N极将向下转动

C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动

D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动

3、在下面四个图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感线（标上方向）或电流方向．

4．如下图所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动（　　）

A．不产生磁场

B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里

C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外

D．只有圆周内侧产生磁场

5．一束带电粒子沿着水平方向，平行地飞过磁针的上方，如上图所示．当带电粒子飞过磁针上方的瞬间，磁针的S极向里转，则这束带电粒子可能是（　　）

A．向右飞行的正电荷束B．向左飞行的正电荷束

C．向右飞行的负电荷束D．向左飞行的负电荷束

6．如上右图所示，有一束电子流沿X轴正方向高速运动，电子流在Z轴上的P点处所产生的磁场沿（　　）

A．Y轴正方向B．Y轴负方向

C．Z轴正方向D．Z轴负方向

第三节　磁场对通电导线的作用

一、安培力

1．安培力：

通电导体在________中受到的力称为安培力．

2．把一段通电直导线放在磁场里，导线方向与磁场方向________时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向________时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于________和________之间．

二、磁感应强度

1．定义：

垂直磁场方向放置的通电直导线在磁场中受到的________，跟通电直导线的________与________的乘积________的比值叫做磁感应强度B.

2．定义式：

________，方向即为________的方向．

3．单位：

________，简称________，1T＝1.

4．物理意义：

描述________的物理量．在磁场中，垂直于磁场方向的________长的直导线，通过________的电流，受到的安培力为________时，通电直导线所在处的磁感应强度就是________．

5．磁感应强度完全由________决定，与________、________、________均无关．

三、安培力的方向

安培力的方向既跟磁感应强度的方向________，又跟电流的方向________，三个方向之间的关系可以用________判定：

伸开左手，使拇指跟其余四指________，并且都跟手掌在________内，让磁感线________手心，并使四指指向______方向．那么，________所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．

四、电动机

电动机是利用________来工作的．

磁感应强度

1．磁场的基本性质：

磁场对放入其中的磁体、运动电荷和电流有力的作用．

2．磁感应强度定义：

在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度．用公式表示为B＝.

与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量．磁感应强度B的单位是特斯拉，符号是T，1T＝1N/（A·m）．

磁感应强度B是矢量，其方向就是该处的磁场方向．

3．磁感应强度的理解：

磁感应强度的定义式B＝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．

安培力

1．安培力大小

通过实验归纳得出，电流方向跟磁场方向垂直时，电流受到的安培力最大为F＝BIL，平行放置时安培力为0.一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以F＝BIL只适用于电流方向与磁场方向垂直的情况．

若导线与磁场方向既不垂直又不平行，可以把磁感应强度B分解为与导线垂直的分量：

B1＝Bsinθ，与导线平行的分量：

B2＝Bcosθ.垂直分量使导线受的安培力为：

F＝BILsinθ，平行分量对导线没有作用力．由此可得：

当导线与磁场方向的夹角为θ时的安培力F＝BILsinθ.

2．安培力的方向

安培力方向的特点：

F⊥B、F⊥I，即F垂直B和I决定的平面．安培力F与B是垂直的关系，而不是同向的．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构成的平面，从而判定出安培力在哪个方向上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．

基础巩固

1、关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）

A．由B＝知，B与F成正比，B与IL成反比

B．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零

C．通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场（即B＝0）

D．磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关

2．有一小段通电导线，长为1cm，通过的电流强度为5A．把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是（　　）

A．B＝2T　　　　　　　B．B≤2T

C．B≥2TD．以上情况都有可能

3、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如下列图所示，已知磁感应强度为1T．试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向．

4、.如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路．当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用．要使安培力增大，可采用的方法有（　　）

A．增大磁感应强度B．减小磁感应强度

C．增大电流强度D．减小电流强度

5．有关磁感应强度的下列说法，正确的是（　　）

A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量

B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零

C．若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是F/IL

D．由定义式B＝F/IL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小

6．如右图所示的装置中，劲度系数较小的金属弹簧下端刚好浸入水银中，电源的电动势足够大，当闭合开关S后，弹簧将（　　）

A．保持静止B．收缩C．变长D．不断上下跳动

第四节　磁场对运动电荷的作用

一、洛伦兹力

磁场对________的作用力称为洛伦兹力．

二、洛伦兹力的方向

洛伦兹力方向的判定和安培力方向判定类似，也是用________，伸开左手，使拇指和其余四指________且在同一个平面内，让磁感线穿过手心，________指向正电荷运动方向（若为负电荷，应指向________）．________所指方向即为洛伦兹力的方向．

三、电子束的磁偏转及显像管的工作原理

1．带电粒子________磁场方向射入，粒子沿圆轨道运动．

2．影响洛伦兹力大小的因素有________和________．

3．显像管利用了________原理．

4．洛伦兹力的方向总是与________垂直，故洛伦兹力不做功．

磁场和电场对电荷的作用的区别

1．电荷在电场中一定要受到电场力的作用，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的电荷，才受磁场力作用．相对磁场静止的电荷，或虽运动但运动方向与磁场方向平行的电荷不受磁场力作用．

2．电荷所受电场力的方向总是沿着电场线的切线（与电场方向相同或相反）；而运动电荷所受洛伦兹力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向．

3．在匀强电场中，电荷受到的电场力是一个恒力；而在匀强磁场中，运动电荷的速度大小或方向发生改变，洛伦兹力也要发生变化．

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，由于洛伦兹力方向与电荷运动方向始终垂直，故洛伦兹力对电荷不做功．

洛伦兹力的方向

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所确定的平面．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．

2．由于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的大小，只能改变电荷运动方向．

基础巩固

1、关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是（　　）

A．电荷只要处在电场中，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．电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功

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．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用

2．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（　　）

A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用

B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现

C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功

D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行

如下图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，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

3．如下图所示是一“滤速器”装置的示意图，a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b之间．为了选取具有某种特点速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选粒子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出．不计电子的重力，可能达到上述目的的办法是（　　）

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

4．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（　　）

A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力大小就相同

B．如果把＋q改为－q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变

C．洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直

D．粒子只受洛伦兹力作用时的动能不变

5.如下图所示，宇宙射线中存在高能带电粒子，假如大气层被破坏，这些粒子就会到达地球，从而给地球上的生命带来危害，根据地磁场的分布特点，判断下列说法中正确的是（　　）

A．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱

B．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极最弱

C．地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同

D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用

第五节　磁性材料

一、磁化与退磁

1．一些物体，与磁铁接触后就会显示出磁性，这种现象叫做________．原来有磁性的物体，失去磁性的现象叫做________．

2．铁、钴、镍以及它们的合金，还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物体叫做________，也叫________．

3．磁性材料按磁化后去磁的难易可分为________和________．

二、磁性材料的发展

铁氧体是一种新型的磁性材料，其主要成分是______．铁氧体又称________，其用途十分广泛．

三、磁记录与地磁记录

1．磁记录是信息存储技术发展中的一个里程碑，也是目前信息记录的重要方式之一．

2．地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用，这些岩石的极性和磁化的强度，随形成的年代呈________变化．

磁化与退磁的原因

1．磁化现象：

铁棒在未被磁化时，内部分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性．当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极．

2．退磁现象：

磁铁受高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为激烈的热运动在机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了．

磁性材料

1．通常说的磁性材料是强磁性材料，可以分类如下：

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，各个磁畴的磁化方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料；有的铁磁性材料，在外磁场撤去后，磁畴的磁化方向又变得杂乱无章，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料．永磁体要有很强的剩磁，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．

基础巩固

1、一根软铁棒放在磁铁附近被磁化，这是因为在外磁场的作用下（　　）

A．软铁棒中产生了分子电流B．软铁棒中分子电流消失

C．软铁棒中的分子电流取向变得杂乱无章D．软铁棒中的分子电流取向变得大致相同

2．磁性材料被磁化的原因下列说法中正确的是（　　）

A．磁性材料被磁化时，分子电流的取向完全一致B．磁性材料被磁化时，分子电流的取向趋向一致

C．磁化越厉害，分子电流的取向趋向一致的程度越高D．磁化前，磁性材料中几乎没有分子电流，故不显磁性

3、下列元件中，哪些是由软磁性材料制造的（　　）

A．半导体收音机内天线的磁棒B．磁电式电流表中的磁铁

C．变压器的闭合铁芯D．电子计算机中的记忆元件

4．下列说法正确的是（　　）

A．只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引B．只要是铁磁性材料总是有磁性的

C．制造永久磁铁应当用硬磁性材料D．录音机的磁头应当用硬磁性材料

5．常见的金属硬磁性材料有（　　）

A．碳钢　　　　　B．铅镍钴合金C．硅钢D．铁的氧化物

6．以下用途的物体应该用软磁性材料的是（）

A．录音机磁头线圈的铁芯B．录音、录像磁带上的磁性材料

C．电脑用的磁盘D．电铃上的电磁铁的铁芯