高中物理课件-第5章-第1节-磁场

知识点一知识点二学业分层测评第1节磁场学习目标知识脉络1.知道磁场的概念及基本特征．(重点)2.知道磁极之间，磁极与电流之间、电流与电流之间都是通过磁场相互作用的．(重点)3.了解地磁场的特点，知道磁偏角的概念．(重点)我国古代的磁应用磁场[先填空]1．我国古代的磁应用(1)磁石古人认为磁石如同慈母召子，故又把磁石称为慈石．(2)磁极古人发现，不管形状如何，任何磁体都有磁极．吸铁两个(3)指南针指南针是我国古代四大发明之一，由原来的发展而来，它的发明对促进人类航海事业起了重大作用．2．磁场(1)定义：磁体或周围存在的一种特殊物质．(2)基本性质：对放入其中的或产生力的作用．(3)产生：①磁体周围存在磁场；②电流周围存在磁场——电流的磁效应(1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现)．(4)磁极间的相互作用：同名磁极相互，异名磁极相互．司南电流磁极电流排斥吸引[再判断]1．任何磁体都有两个磁极．(√)2．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．(√)3．磁场看不见，摸不着，实际不存在．(×)[后思考]指南针的发明有什么重要作用．【提示】指南针具有指南北方向的特性，为人类远行提供了帮助，促进了人类文明的传播，也使航海事业得到发展．[合作探讨]电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的探讨1：磁体与磁体间相互作用是如何发生的？【提示】磁体场场磁体．探讨2：磁体与通电导体间相互作用是如何发生的？【提示】磁体场场通电导体．[核心点击]1．磁场的客观性磁场是磁体和电流周围存在的一种特殊物质，它虽然看不见、摸不着，但它能够对放入其中的磁极、电流产生力的作用，它是客观存在的．2．磁场的存在形式磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒的形式存在，而是以场的形式存在．3．磁场的基本性质磁极与磁极之间，磁极与电流之间，电流与电流之间都是通过磁场相互作用的．4．电流的磁场1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现：电流周围存在磁场——电流的磁效应．1．关于磁场，下列说法正确的是()A．磁极与磁极之间是直接发生作用的B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊物质D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无【解析】磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫做磁场．磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流能产生力的作用，它的存在是不以人的主观思想而改变的，是一种客观物质的存在，C正确．【答案】C2．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引【解析】一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化，因而能够被磁体吸引，故D正确．【答案】D3．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．磁极与电流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【解析】磁体或电流周围存在磁场，能够传递磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用，C、D错；磁场的基本性质是对放入其中的磁极或电流能产生力的作用，它的存在是不以人的主观思想而改变的，是一种客观存在的物质，B错；磁场和电场都是物质的存在形式，都具有物质的属性，A对．【答案】A电场和磁场的区别项目电场磁场产生电荷周围磁体、电流、运动电荷周围基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流有力的作用不同点作用特点对放入其中的磁极不产生力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，都具有质量和能量地球的磁场[先填空]1．地磁场地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理附近，S极位于地理附近．地磁场被称为地球生命的“”．南极北极保护伞2．磁偏角地磁场的两极与地理的两极并不重合．水平放在地面上的可以自由转动的小磁针的指向与方向之间的夹角叫磁偏角．正南北图5­1­1[再判断]1．磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力的作用．(√)2．地理的南北极与地磁的南北极并不重合，地磁的北极在地理北极附近．(×)[后思考]看围棋讲座时会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来，你知道这是为什么吗？【提示】这是因为棋子和棋盘都是由磁性材料做成的，它们之间存在着磁力，从而使棋子和棋盘之间存在着弹力，使棋子受到一个与重力平衡的向上的静摩擦力，所以棋子不会掉下来．[合作探讨]指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响．图5­1­2探讨：指南针为什么指南？【提示】地球表面磁场的方向由南指向北，水平放置的小磁针在地磁场作用下静止时，北极(N极)总是指向北，南极(S极)总是指向南．[核心点击]地球磁场特点地磁场与条形磁体的磁场相似，主要有三个特点：图5­1­31．地球本身就是一个大磁体，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近．2．在赤道平面上，距离地球表面等高的各点，磁场强弱程度相同，且方向水平向北．3．在北半球，地磁场的方向斜向下指向地面；在南半球，地磁场的方向斜向上背离地面．地磁场B的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极；而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下，如图5­1­3所示．4．关于地磁场，下列叙述正确的是()A．地磁两极和地理两极完全重合B．我们用指南针确定方向，指南的一端是指南针的北极C．地磁北极与地理南极重合D．地磁北极在地理南极附近【解析】地球是一个大磁体，地磁北极(N极)在地理南极附近，地磁南极(S极)在地理北极附近，并不重合；指南针指南的一端应该是指南针的南极(S极)．故选项D正确．【答案】D5．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球的北极；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()【导学号：34660117】A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③【解析】本题考查地磁场的特点与分布，地磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，如图所示．(2)地磁场(B)的水平分量(Bx)总是从地理南极指向地理北极，而竖直分量(By)则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北．【答案】D6．如图5­1­4所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()图5­1­4A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下【解析】我们已经知道地球的地理北极点上可以近似地认为是地磁的南极，根据磁体的同性相斥，异性相吸，所以小磁针的N极将竖直向下，故选D.【答案】D地磁场的特点(1)地磁南北极与地理南北极相反，但二者并不重合．(2)地磁场的分布与条形磁铁周围的磁场分布相似．(3)在要求不是很精确的情况下，可以认为地磁的两极与地理的两极重合．知识点一知识点二知识点三学业分层测评第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用学习目标知识脉络1.了解波的叠加原理、掌握波的干涉现象及产生的条件．(重点)2．知道波的衍射现象和发生明显衍射的条件．(重点)3．了解多普勒效应及应用．(难点)波的干涉现象[先填空]1．波的叠加原理波在相遇时仍然能够保持各自的继续传播，在相遇的区域里，介质内部的质点同时参加波列的振动，质点的位移等于相遇波列单独存在时到达该处引起的，相遇的波一旦脱离接触又会按照运动状态继续传播．运动状态相遇的位移的叠加原来的2．波的干涉(1)定义：振动频率和振动方向相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域互相、稳定分布的现象．(2)干涉图样：波的中所形成的图样，如图2­3­1所示．图2­3­1间隔干涉(3)干涉条件：和振动方向相同的波．(4)一切波都能发生干涉，干涉现象是波的之一．频率重要特征[再判断]1．振动加强区域，介质质点的振幅总比振动减弱区域介质质点的振幅大．()2．振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化．()3．振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化．()√√×[后思考]若绳两端持续上下抖动，两列绳波的振幅均为A，则在两绳波的叠加区内，加强点和减弱点的振幅各多大？【提示】两列绳波相遇时，加强点的振幅为两列绳波振幅之和，即为2A，减弱点的振幅为两列绳波振幅之差，即等于零，不再振动．[核心点击]1．波的干涉与波的叠加(1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加，但干涉必须是满足一定条件的两列波叠加后形成的现象．(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定．如果两列波的频率不相等，在同一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点．因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象．2．干涉图样及其特征(1)干涉图样：如图2­3­2所示．图2­3­2(2)特征①加强区和减弱区的位置固定不变．②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)．③加强区与减弱区互相间隔．1．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是()【导学号：78510023】A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅E．两列波的频率相同，能产生稳定的干涉图样【解析】波峰与波峰相遇处的质点振动加强，振幅为A1＋A2，而质点的位移大小在0～A1＋A2之间变化；波峰和波谷相遇处的质点，振动减弱，振幅为|A1－A2|，其位移大小在0～|A1－A2|之间变化，故B、C错，A、D对．由于两列波是相干波，故频率相同，能产生稳定的干涉图样，E正确．【答案】ADE2．如图2­3­3所示，两列简谐横波均沿x轴传播，传播速度的大小相等．其中一列沿x轴正方向传播(图中实线)，另一列沿x轴负方向传播(图中虚线)．这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴方向．则图中x＝1,2,3,4,5,6,7,8各点中振幅最大的是x＝________处的点，振幅最小的是x＝________处的点．图2­3­3【解析】由波的叠加原理x轴上任一点的位移都等于两列波单独引起的位移的矢量和．对x＝4,8两点两列波引起的两个分振动相位差为0，这两点加强，对x＝2,6两点两列波单独引起的分振动相位差为π，故这两点减弱．【答案】4,82,6确定振动加强点和减弱点的技巧1．波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇的点为振动加强点，波峰与波谷相遇的点为振动减弱点．2．在波的传播方向上，加强点的连线为加强区，减弱点的连线为减弱区．3．不管波如何叠加，介质中的各质点均在各自的平衡位置附近振动．波的衍射现象[先填空]1．定义波绕过或通过继续传播的现象，叫做波的衍射．2．发生明显衍射现象的条件障碍物或狭缝的尺寸跟相差不多，或者比波长更小．3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象．障碍物孔隙波长[再判断]1．“隔墙有耳”指的是声波的衍射现象．()2．狭缝的宽度远大于水波的波长时，有明显的衍射现象．()3．当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多时，有明显的衍射现象．()√×√[后思考]不同波长的波在传播中遇到相同大小的障碍物时，什么时候表现为直线传播，什么时候能绕过障碍物继续向前传播？【提示】取决于波长与障碍物的尺寸的关系，若波长比障碍物尺寸大或二者差不多，则表现为衍射；若波长比障碍物尺寸小很多，则表现为直线传播．[核心点击]1．关于衍射的条件：应该说衍射是没有