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問題67. 如何區分磁場和磁感線？
◇學生提問
兩條形磁鐵的磁極如圖相對，請在下圖中畫出這兩磁極間的磁感線，在A點畫一小磁針，并標出N極。（注：至少畫三根磁感線，且能看出磁極間磁場分布的特點）
老師，磁場看不見，也摸不著，到底磁體周圍的磁場是什么樣的情形？磁體周圍的磁感線又是什么形狀？您給我講講吧。
◇問題探究
磁場（重要性：★★★★）
老師：好的，我們先來深入認識磁場。
如圖所示，兩根條形磁體相互靠近，還沒有接觸，它們之間就相互產生了作用力。甲圖中本來豎直懸掛的磁體被排斥向左運動；乙圖中本來豎直懸掛的磁體被吸引向右運動，這說明什么？
學生：這種現象我小學就學習過了，一個磁體有且只有兩個磁極，同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引。學習力的時候，總結出了力是不能脫離物體而存在的規律，那兩個磁體之間的空間里應該存在著我們看不見、也摸不著的特殊物質吧？這就是磁場嗎？
老師：對！磁體周圍存在的特殊物質我們就稱之為磁場。你再想想，為什么象塑料尺、課本、橡皮，也包括我們人在內的物體卻沒有受到磁場力的作用？
學生：我認為，小磁針自由轉動靜止在桌面上時指示南北方向，當拿一個磁體一端靠近小磁針時，小磁針往往要轉動一定的角度，改變指示方向；這是因為小磁針本身是一個磁體，才受到磁場力的作用。
當小鐵釘、鐵屑靠近磁體時，能立即被磁體吸過去，也受到磁場力的作用，是什么原因呢？我想想……
想起來了！當磁體的一極上吸引著很多小鐵釘時，這些小鐵釘沒被吸引的一端總是像花那樣“綻開”，是遵循了“同名磁極相互排斥”的規律。小鐵釘等物質受到磁場力的作用，是因為它們也是磁體！是它們進入磁場后立即被磁化為磁體時受到磁場力的作用的。
而塑料、橡皮、紙等其他物質是不能被磁化為磁體的，所以不受磁場力的作用。
磁場的基本性質就是只對放入磁場中的磁體才產生磁力的作用！
老師：學生分析的非常好！你再來看看，小磁針放在磁場中的不同位置出現的現象，這說明了什么？說說看。
學生：我覺得，小磁針在磁場的不同位置，同一個磁極（如N極）所指的方向是不同的，這說明磁場是有方向性的。
要是只看小磁針的N極所指的方向，將各點的小磁針連續起來看，我發現了一個規律：小磁針的N極是從磁場的N極指出，最后指向磁場S極的!
老師：學生你總結的真好! 我們就規定，小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向!
學生：老師，我知道磁場是真實存在的、并且有方向性，不同部位磁性的強弱還不同。那除了用“轉換法”，通過放入其中的小磁針情況微觀認識以外，還有其他比較全面的表述磁場的方法嗎？
磁場（重要性：★★★★）
老師：呵呵，當然有了。你看看右邊這幾張照片：這是撒在玻璃板上的鐵屑在經過輕微敲擊，自由轉動后的情形，展示了不同的磁場的分布情況。如果用畫圖的方法，不就建立了一個可見的“磁場模型”了嗎？
如圖所示，根據鐵屑或小磁針在磁場中的排列情況，畫出一條條帶箭頭的曲線，可以形象地描述磁場，這樣的曲線叫做磁感線。
　
學生，你看看磁感線有什么特點？
學生：哦!磁感線是這樣引出來的呀!
從圖中可以看出，在磁體外部，磁感線的方向是從磁體的N極指向磁體的S極；在磁場中磁性強的位置磁感線最密集，所以磁感線的疏密程度表示磁性的強弱；磁感線上任何一點的切線方向就表示該點的磁場方向。
呵呵，用磁感線來幫助人們想像磁場在空間的分布情況，真是直觀形象呀！
那上面的題目答案如圖所示，您看對嗎？
老師：畫得很好，那你想想磁場與磁感線有什么不同之處呀？
學生：磁場是真實存在的，是一種只對磁體產生作用力的看不見、摸不著的特殊物質；磁場的分布不均勻，強弱分布不同，不同的位置磁場方向也不同。
磁感線實際上是不存在的，是我們假想出來的帶箭頭的曲線；每一根磁感線都有一個共同的方向，從磁場N極指向磁場S極。
◇學生筆記
磁場：特點是看不見、摸不著，但可以用轉換法認識；基本性質是只對放入磁場中的磁體產生磁力的作用；磁場中某一點方向可用放在該點的小磁針靜止時N極所指的方向確定。
磁感線：實際上并不存在，為了形象表示磁場的分布人為畫出的帶箭頭的閉合曲線。疏密程度能表示磁性強弱；在磁體外部方向是從N極指向S極。
◇要點訓練
1.物理學中用光線來描述光的傳播路徑，用磁感線來描述磁場，以下說法正確的是（　　）
A．光線是真實存在的 　B．磁感線是真實存在的
C．光作為一種電磁波是真實存在的 D．磁感線描述的磁場不是真實存在的
答案：C
解析：光線、磁感線都是為了形象表示物理現象而采用的一種作圖方法，構建起光的傳播模型以及磁體周圍的磁場模型，它們實際上是不存在的；但磁場是真實存在的；光也是真實存在的。
2.下圖能正確表示條形磁鐵磁場的磁感線的是（　　）
答案：C
解析：條形磁體的兩端是兩個異名磁極，所以其周圍的磁場分布是對稱的，畫出的磁感線是從N極指出，回到另一端的S極。
3.如圖所示是一個蹄型磁鐵，虛線是磁極附近的部分磁感線，小磁針在圖示位置靜止，請標出蹄型磁鐵的N極和s極
　　　
答案：如圖所示
解析：小磁針靜止時N極的所指的方向就是該點的磁場方向；也是磁感線在該點的切線方向；磁感線在磁體外部，是從磁場的N極指向S極。所以蹄形磁鐵的上端是S極，下端是N極。
4.在圖中，標出通電螺線管和小磁針的N、S極及磁感線的方向。
　　
答案：如圖所示
解析：根據右手螺旋定則，首先確定出通電螺線管的左端是N極、右端是S極；然后再根據磁感線的方向是從磁場N極指向S極，畫出磁感線的方向向右；再根據小磁針靜止時N極所指的方向為該點的磁場方向確定小磁針左端為S極、右端為N極。
5.在圖中虛線上標出通電螺線管周圍磁感線的方向。
　　
答案：如圖所示
解析：首先根據右手螺旋定則，確定出通電螺線管的左端是N極、右端是S極；然后再根據磁感線的方向是從磁場N極指向S極，畫出磁感線的方向向右。
6.如圖所示，畫出圖中描述兩磁極之間磁場的磁感線（在答題卡中畫出原圖并作圖）。
答案：如圖所示。
解析：兩個異名磁極由于相互吸引，它們之間的磁感線是閉合的，由N極指出，直接到另一磁體的S極。
7.關于磁場的知識，以下說法正確的是（　）
A．任何物體在磁體或電流的作用下都會獲得磁性
B．磁感線是磁體發出的實際曲線
c．奧斯特實驗說明通電導線周圍存在磁場
D．地球的南北極與地磁場的南北極是重合的
答案：C

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