13.1 磁场 磁感线（原卷版）

第1节\t"/books/rjb/wuli/pgzd3c/_blank"磁场磁感线【自主预习】一、电和磁的联系1.磁性：物体具有的吸引①等物质的性质称为磁性。2.磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁体上②最强的区域叫作磁极。（1）磁体有两个磁极，一个叫③极，另一个叫④极。（2）同名磁极⑤，异名磁极⑥。3.电流的磁效应—奥斯特实验：导线沿⑦方向放置在小磁针的上方。意义：说明通电导体周围存在着⑧，发现了电流的⑨，首先揭示了电与磁之间是有联系的。二、磁场1.磁场：存在于磁体周围或⑩周围的一种客观存在的特殊物质。磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间、通电导线与通电导线之间的相互作用都是通过⑪发生的。2.基本性质：对放入其中的⑫或⑬有力的作用（如图所示，磁场会对通电导体棒产生力的作用，使悬绳发生偏转）。3.磁场的产生：（1）磁体周围有磁场。（2）⑭周围有磁场。三、磁感线1.在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的⑮都跟这点的磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。2.在磁体两极附近，磁场较⑯，磁感线较⑰。3.磁感线是为了形象地描述磁场而认为引入的一系列有⑱的曲线，磁感线在现实中并不存在。4.磁感线的特点：（1）在磁体外部，磁感线从磁体的⑲出发，进入磁体的⑳极；在磁体内部，磁感线由磁体的㉑极回到㉒极。（2）磁场方向与过该点的磁感线的㉓方向一致。磁感线闭合而㉔，不相切，也不中断。（3）磁感线的㉕表示磁场的强弱，磁感线越㉖的地方磁场越强。四、安培定则1.直线电流的磁场：直线电流的磁场方向可以用安培定则来表示：右手握住导线，让伸直的㉗所指的方向与㉘一致，弯曲的四指所指的方向就是㉙。这个规律也叫作右手螺旋定则。2.通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是通电螺线管㉚磁场的方向。【方法突破】对磁场的理解1.磁场的存在:(1)磁体周围；(2)电流周围。2.磁场的客观性:磁场虽然看不见、摸不着,不是由分子、原子组成的,但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。3.磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。4.磁场的方向性:有方向,处在磁场中能够自由转动的小磁针N极受力的方向或静止时小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。5.电场和磁场的比较比较项目电场磁场不同点产生电荷周围磁体、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、电流有磁场力的作用作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场一样,都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质,都具有能量提醒:自然界有两种基本的物质形态:实物和场(1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成。(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量、动量等物质的基本属性。【例1】下列说法中正确的是（）A．磁场是客观存在的一种物质B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极C．磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场D．磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的【针对训练1】如图所示为一款国内外流行的儿童磁性玩具巴克球，借助巴克球的磁场特性，可以组合出众多的造型，下列关于巴克球的磁场特性说法正确的是（）A．巴克球是一种磁单极子，其磁场从球心向四周辐射B．巴克球的球心是磁体的N极，球面是磁体的S极C．巴克球的球心是磁体的S极，球面是磁体的N极D．巴克球周围的磁场类似于地磁场，磁体的极在球体的两端二、对磁感线性质的理解1.磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。(3)磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。2.几种常见磁体的磁感线【例2】下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（）A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大【针对训练2】磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．两点处的磁场强弱不同，且处磁场强B．两点处的磁场强弱不同，且处磁场弱C．两点处的磁场方向相同D．处没有磁感线，所以没有磁场三、安培定则及其应用1.三种常见电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极;外部类似条形磁铁,方向由N极指向S极提醒:(1)磁场是分布在立体空间的。(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁场的方向判断电流的方向。(3)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁,应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的N极。2.安培分子电流假说（1）假说内容:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。（2）假说的意义:安培分子电流假说,揭示了磁铁磁性的起源,它使我们认识到:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的。（3）假说对一些现象的解释:①磁化:一根铁棒,在未被磁化的时候,内部各分子电流的取向是杂乱无章的,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。②消磁:磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性,这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下,分子电流的取向又变得杂乱了。【例3】6通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中磁针所在位置的磁场方向一致的是（）A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置【针对训练3】如图所示，与通电直导线垂直的平面上放有两枚小磁针。忽略地磁场影响，两小磁针静止时，磁针的指向符合实际的是（）A． B．C． D．【对点检测】1．关于匀强磁场，下列说法错误的是（）A．强弱和方向处处相同B．距离很近的两个相互平行的异名磁极之间的磁场为匀强磁场C．匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线D．通电螺线管内的磁场近似为匀强磁场2．如图所示是条形磁铁的磁感线分布图，下列说法正确的是（）A．左端为条形磁铁的N极B．c处没有磁感线，所以磁感应强度为零C．a处的磁感应强度大于b处的磁感应强度D．磁感线起始于条形磁铁的N极，终止于条形磁铁的S极3．下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是（）A．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线B．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交C．同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大D．很短一段通电导线在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大4．如图所示，在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针．将电键S断开或闭合，观察小磁针并记录现象．下图中能准确反应俯视整个装置时电流方向及小磁针指向的是（）（小磁针N极涂黑）A． B． C． D．5．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（）A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B．乙图表明条形磁铁的磁感线从极出发，到极终止C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针极向纸面内旋转符合物理事实6．如图所示，一束带电粒子沿虚线飞过磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针N极转向读者。这束带电粒子可能是（）A．向右飞的正离子 B．向左飞的负离子C．向右飞的负离子 D．向左飞的正离子7．下列各图中，已标出电流及电流所产生磁场的磁感应强度的方向，其中正确的是（）A．直线电流 B．直线电流C．环形电流 D．通电螺线管8．安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（）A．甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B．乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况C．磁体在高温环境下磁性会减弱或消失 D．磁体在高温环境下磁性会加强 第1节\t"/books/rjb/wuli/pgzd3c/_blank"磁场磁感线【自主预习】一、电和磁的联系1.磁性：物体具有的吸引①等物质的性质称为磁性。2.磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁体上②最强的区域叫作磁极。（1）磁体有两个磁极，一个叫③极，另一个叫④极。（2）同名磁极⑤，异名磁极⑥。3.电流的磁效应—奥斯特实验：导线沿⑦方向放置在小磁针的上方。意义：说明通电导体周围存在着⑧，发现了电流的⑨，首先揭示了电与磁之间是有联系的。二、磁场1.磁场：存在于磁体周围或⑩周围的一种客观存在的特殊物质。磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间、通电导线与通电导线之间的相互作用都是通过⑪发生的。2.基本性质：对放入其中的⑫或⑬有力的作用（如图所示，磁场会对通电导体棒产生力的作用，使悬绳发生偏转）。3.磁场的产生：（1）磁体周围有磁场。（2）⑭周围有磁场。三、磁感线1.在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的⑮都跟这点的磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。2.在磁体两极附近，磁场较⑯，磁感线较⑰。3.磁感线是为了形象地描述磁场而认为引入的一系列有⑱的曲线，磁感线在现实中并不存在。4.磁感线的特点：（1）在磁体外部，磁感线从磁体的⑲出发，进入磁体的⑳极；在磁体内部，磁感线由磁体的㉑极回到㉒极。（2）磁场方向与过该点的磁感线的㉓方向一致。磁感线闭合而㉔，不相切，也不中断。（3）磁感线的㉕表示磁场的强弱，磁感线越㉖的地方磁场越强。四、安培定则1.直线电流的磁场：直线电流的磁场方向可以用安培定则来表示：右手握住导线，让伸直的㉗所指的方向与㉘一致，弯曲的四指所指的方向就是㉙。这个规律也叫作右手螺旋定则。2.通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是通电螺线管㉚磁场的方向。答案：①铁、钴、镍②磁性③N④S⑤相互排斥⑥相互吸引⑦南北⑧磁场⑨磁效应⑩通电导体⑪磁场⑫磁体⑬通电导体⑭通电导体⑮切线方向⑯强⑰密⑱方向⑲N⑳S㉑S㉒N㉓切线㉔不相交㉕疏密㉖密㉗拇指㉘电流方向㉙磁感线环绕的方向㉚轴线上【方法突破】对磁场的理解1.磁场的存在:(1)磁体周围；(2)电流周围。2.磁场的客观性:磁场虽然看不见、摸不着,不是由分子、原子组成的,但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。3.磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。4.磁场的方向性:有方向,处在磁场中能够自由转动的小磁针N极受力的方向或静止时小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。5.电场和磁场的比较比较项目电场磁场不同点产生电荷周围磁体、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、电流有磁场力的作用作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场一样,都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质,都具有能量提醒:自然界有两种基本的物质形态:实物和场(1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成。(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量、动量等物质的基本属性。【例1】下列说法中正确的是（）A．磁场是客观存在的一种物质B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极C．磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场D．磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的【答案】ABC【详解】A．磁场是客观存在的一种物质，A正确；B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极，B正确；C．磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场，C正确；D．磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用也是通过磁场发生的，D错误。故选ABC。【针对训练1】如图所示为一款国内外流行的儿童磁性玩具巴克球，借助巴克球的磁场特性，可以组合出众多的造型，下列关于巴克球的磁场特性说法正确的是（）A．巴克球是一种磁单极子，其磁场从球心向四周辐射B．巴克球的球心是磁体的N极，球面是磁体的S极C．巴克球的球心是磁体的S极，球面是磁体的N极D．巴克球周围的磁场类似于地磁场，磁体的极在球体的两端【答案】D【详解】A．目前还没有磁单极子存在的证据，所以巴克球不是磁单极子。A错误；BCD．巴克球之间有相互的引力和斥力，所以巴克球周围的磁场类似于地磁场，磁体的极在球体的两端。BC错误，D正确。故选D。二、对磁感线性质的理解1.磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。(3)磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。(4)磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断。(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。2.几种常见磁体的磁感线【例2】下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（）A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大【答案】C【详解】A．电场线和磁感线是为了描述电场和磁场假想的曲线，都不是电场或磁场中实际存在的线，A错误；B．磁场中两条磁感线一定不相交，所有电场中的电场线也是不相交的，B错误；C．磁感线是一条闭合有方向的曲线，而电场线不是闭合的的曲线，C正确；D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强，同一试探电荷所受的磁场力不一定越大，如：通电导线与磁场方向平行，受到的磁场力为0，D错误。故选C。【针对训练2】磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．两点处的磁场强弱不同，且处磁场强B．两点处的磁场强弱不同，且处磁场弱C．两点处的磁场方向相同D．处没有磁感线，所以没有磁场【答案】B【详解】磁感线的疏密程度表示磁场强弱，切线方向表示磁场方向，可知a处磁场较弱，两处的磁场方向不同，B正确。故选B。三、安培定则及其应用1.三种常见电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极;外部类似条形磁铁,方向由N极指向S极提醒:(1)磁场是分布在立体空间的。(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁场的方向判断电流的方向。(3)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁,应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的N极。2.安培分子电流假说（1）假说内容:在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。（2）假说的意义:安培分子电流假说,揭示了磁铁磁性的起源,它使我们认识到:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的。（3）假说对一些现象的解释:①磁化:一根铁棒,在未被磁化的时候,内部各分子电流的取向是杂乱无章的,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。②消磁:磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性,这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下,分子电流的取向又变得杂乱了。【例3】6通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中磁针所在位置的磁场方向一致的是（）A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置【答案】B【详解】由图可知，小磁针N极所指的方向水平向右，而A点磁场方向斜向左上；B点的磁场方向水平向右；C点的磁场方向斜向左下；D点的磁场方向斜向左上，可知图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中磁针所在位置的磁场方向一致的是B位置。故选B。【针对训练3】如图所示，与通电直导线垂直的平面上放有两枚小磁针。忽略地磁场影响，两小磁针静止时，磁针的指向符合实际的是（）A． B．C． D．【答案】D【详解】直导线中电流方向向上，根据安培定则可知，直导线周围的磁场方向为俯视逆时针方向，而小磁针的N极指磁场方向，可知图D中小磁场的指向正确。故选D。【对点检测】1．关于匀强磁场，下列说法错误的是（）A．强弱和方向处处相同B．距离很近的两个相互平行的异名磁极之间的磁场为匀强磁场C．匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线D．通电螺线管内的磁场近似为匀强磁场【答案】B【详解】A．匀强磁场中磁感应强度大小和方向都相同，故A正确；B．距离很近的两个相互平行的异名磁极之间的中间部分为匀强磁场，边缘部分不是，故B错误；C．磁感线的疏密程度表示强弱，匀强磁场的磁感线相互平行，间距相同，故C正确；D．通电螺线管内的磁场近似为匀强磁场，故D正确。本题选错误项，故选B。2．如图所示是条形磁铁的磁感线分布图，下列说法正确的是（）A．左端为条形磁铁的N极B．c处没有磁感线，所以磁感应强度为零C．a处的磁感应强度大于b处的磁感应强度D．磁感线起始于条形磁铁的N极，终止于条形磁铁的S极【答案】C【详解】AD．在条形磁铁的外部，磁感线起始于条形磁铁的N极，终止于条形磁铁的S极，在条形磁铁的内部，磁感线起始于条形磁铁的S极，终止于条形磁铁的N极，所以左端为条形磁铁的S极，故AD错误；B．c处的磁感线只是没有画出，并不是没有磁感线，所以该处磁感应强度不为零，故B错误；C．因为磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，则a处的磁感应强度大于b处的磁感应强度，故C正确。故选C。3．下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是（）A．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线B．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交C．同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大D．很短一段通电导线在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大【答案】C【详解】A.甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是不存在的曲线，A错误；B.乙图中的磁感线是闭合曲线，B错误；C.甲图中，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大，C正确；D.很短一段通电导线垂直放在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大，不垂直放入磁场中，无法比较，D错误。故选C。4．如图所示，在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针．将电键S断开或闭合，观察小磁针并记录现象．下图中能准确反应俯视整个装置时电流方向及小磁针指向的是（）（小磁针N极涂黑）A． B． C． D．【答案】A【详解】AB．无电流时，地磁场的方向为由南极到北极，小磁针的N极指向北极，故A正确，B错误CD．有电流时电流的磁场为逆时针方向（由上向下看），则上边的磁针左边为N极，故C错误，D错误.5．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（）A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B．乙图表明条形磁铁的磁感线从极出发，到极终止C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的