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　第十三章　電磁感應與電磁波初步)
第1節　磁場　磁感線(強基課—逐點理清物理觀念)
課標要求 層級達標
能列舉磁現象在生產生活中的應用。了解我國古代在磁現象方面的研究成果及其對人類文明的影響。關注與磁相關的現代技術發展。 學考 層級 1.知道磁場的概念，知道磁體與磁體間、磁體與電流間、電流與電流間的作用是通過磁場發生的。 2.理解磁感線的概念，知道磁感線的特點。
選考 層級 理解安培定則，會用安培定則判斷電流的磁場方向。
逐點清(一)　電和磁的聯系　磁場
[多維度理解]
1．磁極之間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
2．奧斯特實驗：把導線放置在小磁針的上方，通電時磁針發生了轉動。
實驗意義：奧斯特實驗發現了電流的磁效應，即電流可以產生磁場，首次揭示了電與磁的聯系。
3．磁場
磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間，以及通電導體與通電導體之間的相互作用，是通過磁場發生的。磁場是磁體或電流周圍一種看不見、摸不著的客觀存在的物質。
　　　對磁場性質的理解
基本性質 對放入其中的磁體或電流產生力的作用
客觀性 磁場雖然不是由分子、原子組成的，但是它和常見的桌子、房屋、水和空氣一樣，是一種客觀存在的物質
特殊性 磁場和常見的由分子、原子組成的物質不同，它是以一種場的形式存在的
方向性 自由小磁針靜止時，N極的指向即為該處的磁場方向，或小磁針N極的受力方向即為該處磁場方向
[全方位練明]
1．判斷下列說法是否正確。
(1)磁極與磁極之間是直接發生作用的。(×)
(2)磁場是看不見、摸不著、實際不存在而由人們假想出來的一種物質。(×)
(3)磁場是客觀存在的一種特殊物質。(√)
(4)磁場的存在與否取決于人的思想，想其有則有，想其無則無。(×)
2．(多選)如圖所示，關于磁體、電流間的相互作用，下列說法正確的是(　 )
A．甲圖中，電流不產生磁場，電流對小磁針的力的作用是通過小磁針的磁場發生的
B．乙圖中，磁體對通電導體的力的作用是通過磁體的磁場發生的
C．丙圖中，電流間的相互作用是通過電流的磁場發生的
D．丙圖中，電流間的相互作用是通過電荷的電場發生的
解析：選BC　題圖甲中，電流對小磁針的力的作用是通過電流的磁場發生的；題圖乙中，磁體對通電導體的力的作用是通過磁體的磁場發生的；題圖丙中，電流間的相互作用是通過電流的磁場發生的。綜上所述，選項B、C正確。
3．奧斯特實驗：南北方向的直導線放置在小磁針上方，給直導線通電。觀察實驗現象。
(1)導線通電后觀察到什么現象？
提示：導線通電后發現小磁針轉動了。
(2)實驗現象說明了什么問題？
提示：實驗現象說明了通電導線周圍存在磁場，磁場對小磁針有力的作用。奧斯特實驗發現了電流的磁效應，揭示了電與磁的聯系。
逐點清(二)　磁感線
[多維度理解]
1．磁場的方向：物理學規定，在磁場中的某一點，小磁針靜止時N極所指方向就是該點磁場的方向。
2．磁感線
(1)定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟這點磁場的方向一致，這樣的曲線就叫作磁感線。
(2)特點
①磁感線的疏密表示磁場的強弱。磁場強的地方，磁感線較密；磁場弱的地方，磁感線較疏。
②磁感線某點的切線方向表示該點磁場的方向。
　　　關于磁感線的兩點提醒
1．磁體外部的磁感線從N極指向S極，內部從S極指向N極，磁感線是閉合曲線。
2．磁感線在空間不相交。
[全方位練明]
1．判斷下列說法是否正確。
(1)電場和磁場都是假想的，不是客觀存在的物質。(×)
(2)電場線和磁感線是可以形象描述場的強弱和方向的客觀存在的曲線。(×)
(3)磁場中任何兩條磁感線都不相交。(√)
2．如圖所示，表示蹄形磁體周圍的磁感線，磁場中有a、b兩點，下列說法正確的是(　 )
A. a、b兩點的磁場強弱相等
B．a、b兩點的磁場強弱不等，b點較強
C．蹄形磁體的磁感線起始于蹄形磁鐵的N極，終止于蹄形磁鐵的S極
D．a點沒有磁感線，所以該處沒有磁場
解析：選B　由于磁感線較密處磁場較強，由題圖可知b點的磁感線較密，a點的磁感線較疏，故b點磁場較強，A錯誤，B正確；磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，故C錯誤；在沒畫磁感線的地方，并不表示沒有磁場存在，故D錯誤。
3．關于磁場的說法正確的是(　 )
A．磁感線和電場線一樣，是不閉合的
B．因地磁場影響，在進行奧斯特實驗時，通電導線南北放置時實驗現象最明顯
C．沿著磁感線的方向，磁場逐漸減弱
D．地球表面上任意位置的地磁場方向都與地面平行
解析：選B　磁場的磁感線是閉合的，故A錯誤；通電導線南北放置時，地磁場影響最小，此時實驗現象最明顯，故B正確；磁場的強弱用磁感線的疏密表示，與磁感線的方向無關，故C錯誤；磁感線是閉合的曲線，不是地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行，故D錯誤。
4．某磁場的磁感線如圖所示，則下列說法中正確的是(　 )
A．過M點的磁感線切線方向和該點的磁場方向垂直
B．M點的磁場比N點的磁場弱
C．M點的磁場比N點的磁場強
D．M點的磁場方向和N點的磁場方向相同
解析：選C　過M點的磁感線的切線方向和該點的磁場方向相同，A錯誤；磁感線越密集的地方磁場越強，則M點的磁場比N點的磁場強，B錯誤，C正確；過磁場中某點的磁感線的切線方向是該點磁場的方向，因M點切線方向與N點的切線方向不同，則M點的磁場方向和N點的磁場方向不相同，D錯誤。
逐點清(三)　安培定則
[多維度理解]
1．直線電流的磁場
安培定則：如圖甲所示，用右手握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環繞的方向。
2．環形電流的磁場
安培定則：如圖乙所示，讓右手彎曲的四指與環形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環形導線軸線上磁場的方向。
3．通電螺線管的磁場
安培定則：如圖丙所示，用右手握住螺線管，讓右手彎曲的四指與螺線管電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺線管軸線上磁場的方向。
　　
1．三種常見的電流的磁場
安培定則 立體圖 橫截面圖 縱截面圖
直線電流
以導線上任意點為圓心垂直于導線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱
環形電流
內部磁場比環外強，磁感線越向外越稀疏
通電螺線管
內部為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部類似條形磁體，由N極指向S極
2．安培分子電流假說
(1)法國學者安培提出：
在物質內部，存在著一種環形電流——分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極(如圖所示)。
(2)當鐵棒中分子電流的取向大致相同時，鐵棒對外顯磁性；當鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無章時，鐵棒對外不顯磁性。
[典例]　(多選)如圖所示，螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內部，則(　 )
A．放在a處的小磁針的N極向左
B．放在b處的小磁針的N極向右
C．放在c處的小磁針的S極向右
D．放在a處的小磁針的N極向右
[解題指導]
(1)通電螺線管的磁場分布與條形磁體相似。
(2)小磁針的N極受力的方向即為磁場的方向。
[解析]　由安培定則可知，通電螺線管的磁場如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點磁場方向向右，則放在a處的小磁針的N極向右，A項錯誤，D項正確；在b點磁場方向向右，則放在b處的小磁針的N極向右，B項正確；在c點磁場方向向右，則放在c處的小磁針的N極向右，S極向左，C項錯誤。
[答案]　BD
[全方位練明]
1．判斷下列說法是否正確。
(1)通電圓環在圓心處產生的磁場與圓環平面垂直。(√)
(2)放置在通電螺線管中心處的小磁針穩定時N極指向螺線管的S極。(×)
(3)通電直導線周圍磁場的磁感線是閉合的圓環。(√)
2．下列關于小磁針在磁場中靜止時的指向，正確的是(　 )
解析：選C　根據同名磁極相互排斥可知，選項A錯誤；應用安培定則可知環形電流中心軸線上的磁場方向由右向左，小磁針N極受到的磁場力方向向左，選項B錯誤；根據安培定則可知通電螺線管內部磁場方向向右，內部小磁針N極受到的磁場力方向向右，選項C正確；根據安培定則可知通電直導線右邊磁場方向垂直紙面向里，小磁針N極受到的磁場力方向垂直紙面向里，選項D錯誤。
[課時跟蹤檢測]
1．下列關于磁場的說法正確的是(　 )
A．磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質
B．磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規定的
C．磁極與磁極間是直接發生作用的
D．磁場只有在磁極與磁極、磁極與電流之間發生作用時才產生
解析：選A　電場和磁場都是一種物質，它和我們常見的由分子、原子組成的物質不同，不是以微粒形式存在的，而是以“場”的形式客觀存在的，故A正確，B錯誤；磁極與磁極之間的相互作用，是通過磁場發生的，C錯誤；磁場是磁體或電流周圍存在的一種特殊物質，即使磁極與磁極、磁極與電流之間沒有發生相互作用，磁場仍然存在，D錯誤。
2．(多選)下列說法正確的是(　 )
A．奧斯特提出“分子電流”假說，認為永磁體的磁場和通電導線的磁場均由運動的電荷產生
B．安培提出“分子電流”假說，認為永磁體的磁場和通電導線的磁場均由運動的電荷產生
C．根據“分子電流”假說，磁體受到強烈震動時磁性會減弱
D．根據“分子電流”假說，磁體在高溫條件下磁性會減弱
解析：選BCD　“分子電流”假說是由安培提出的，故A錯誤；根據安培的“分子電流”假說可知，永磁體及通電導線的磁性是由內部運動電荷產生的磁場疊加而成的，故B正確；磁體在高溫和強烈震動下分子電流的取向會變得雜亂，從而使磁性減弱，故C、D正確。
3．(2023·黃岡中學期中)(多選)下列關于電場線和磁感線的說法中正確的是(　 )
A．電場線和磁感線都是電場或磁場中實際存在的線
B．磁場中兩條磁感線一定不相交，但在復雜電場中的電場線是可以相交的
C．電場線是不閉合曲線，而磁感線是閉合曲線
D．電場線越密的地方，電場越強，磁感線越密的地方，磁場也越強
解析：選CD　電場線與磁感線分別是為了形象地描述電場、磁場而引入的假想曲線，實際并不存在，A錯誤；兩種場線的切線方向均表示相應的場方向，兩種場線都不會相交，B錯誤；電場線起始于正電荷或無窮遠處，終止于無窮遠處或負電荷，而磁感線在磁體外部由N極指向S極，在磁體內部由S極指向N極，組成閉合曲線，C正確；電場線越密，表示該處電場越強，磁感線越密，表示該處磁場越強，所以D正確。
4.如圖所示，為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況，以O點(圖中白點)為坐標原點，沿Z軸正方向上各點的表示磁場強弱的物理量B大小的變化可能為(　 )
解析：選D　磁感線的疏密表示磁場的強弱，由題圖可看出，沿Z軸正方向磁場先變弱后變強。由于題目中問的是磁場強弱的大小變化，故D正確，A、B、C錯誤。
5．(2023·南寧期末)(多選)如圖所示，E、F分別表示蓄電池兩極，P、Q分別表示螺線管兩端。當閉合開關時，發現小磁針N極偏向螺線管Q端。下列判斷正確的是(　 )
A．F為蓄電池正極
B．螺線管P端為S極
C．流過電阻R的電流方向向下
D．螺線管內磁場方向由Q指向P
解析：選AD　閉合開關后，小磁針N極偏向螺線管Q端，說明小磁針所在位置磁場方向向左，即螺線管的P端為N極，Q端為S極，螺旋管內部的磁場方向由Q指向P，由安培定則可知，電流從蓄電池的右端流出、左端流入，因此，F為正極，E為負極，流過電阻R的電流方向向上，故B、C錯誤，A、D正確。
6.物理老師用圖示裝置演示奧斯特實驗，水平直導線不通電時，導線下方的磁針恰好與導線平行。當直導線通一恒定直流電時，小磁針的N極指向西北方向，則通電直導線中的電流方向由(　 )
A．北→南　　　　　　 B．南→北
C．東→西 D．西→東
解析：選B　地磁場的方向是從磁場北極到磁場南極，地磁南北極與地理南北極剛好相反，故在地磁場的影響下，小磁針的N極指向北方，通恒定電流后，小磁針的N極指向西北方向，則恒定電流產生的磁場方向偏向西方，根據右手螺旋定則知所通的電流方向自南向北，故B正確，A、C、D錯誤。
7．(2022·浙江1月學考)某充氣泵的結構如圖所示，當電磁鐵通入電流時，可吸引或排斥上部的小磁體，從而帶動彈性金屬片對橡皮碗下面的氣室施加力的作用，達到充氣的目的。電磁鐵用的鐵芯可分為硬磁性材料和軟磁性材料，硬磁性材料在磁場撤去后還會有很強的磁性，而軟磁性材料在磁場撤去后就沒有明顯的磁性了。為了可以不斷充氣，下列說法正確的是(　 )
A．小磁體的下端一定為N極
B．小磁體的下端一定為S極
C．充氣泵電磁鐵的鐵芯應該用硬磁性材料
D．充氣泵電磁鐵的鐵芯應該用軟磁性材料
解析：選D　小磁體的下端是N極還是S極，都可以實現吸引或者排斥的效果，A、B錯誤；充氣泵電磁鐵的鐵芯應該用軟磁性材料，因為軟磁性材料在磁場撤去后就沒有明顯的磁性，C錯誤，D正確。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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