【学案】第13章 第1节 磁场　磁感线（2023届高中物理新教材同步必修第三册）

第1节磁场磁感线(学案)学习目标1.知道磁场的概念，知道磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的作用是通过磁场发生的.2.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点.3.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向．一、电和磁的联系磁场1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互，异名磁极相互2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的，通电时磁针发生了转动．实验意义：奥斯特实验发现了电流的，即电流可以产生磁场，首次揭示了的联系．3．磁场：磁体与磁体之间、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，是通过发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的二、磁感线1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向．2．磁感线(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线．(2)特点①磁感线的表示磁场的强弱．磁场强的地方，磁感线；磁场弱的地方，磁感线②磁感线某点的表示该点磁场的方向．三、安培定则1．直线电流的磁场安培定则：如图1甲所示，用握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，所指的方向就是磁感线环绕的方向．直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示．图12．环形电流的磁场安培定则：如图2甲所示，让右手与环形电流的方向一致，就是环形导线轴线上磁场的方向．图23．通电螺线管的磁场安培定则：如图3所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与一致，伸直的拇指所指的方向就是磁场的方向．图3一、磁场磁感线导学探究如图4所示，通电导线放在蹄形磁体附近，悬挂导线的细线偏离竖直方向，说明通电导线受到力的作用，磁体对通电导线的作用力是如何产生的？图4例1(多选)下列有关磁场的说法，正确的是()A．磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的C．磁场是有方向的，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同D．在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同例2关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()A．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止B．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交D．磁感线可以表示磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱二、安培定则导学探究1．演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置．将小磁针平行地放在直导线的上方或下方，请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况．观察到什么现象？通过这种现象可以得出什么结论呢？例3如图6所示，a、b是直线电流的磁场截面图，c、d是环形电流的磁场截面图，e、f是螺线管电流的磁场的截面图．试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．图6例4为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图7所示．用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是()图7A．蓄电池M端为正极B．蓄电池N端为正极C．螺线管P端为S极D．螺线管内部磁场方向由P指向Q针对训练4下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是()三、安培分子电流假说1．法国学者安培提出：在物质内部，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．(如图8所示)图82．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性．例5(多选)下列说法正确的是()A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生B．安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生C．根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性会减弱D．根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱(建议用时：40分钟)1．(多选)下列关于磁场的说法正确的是()A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无2．下列关于磁场的说法中，正确的是()A．只有磁体周围才存在磁场B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C．磁场只有在磁极与磁极、磁极与通电导线发生作用时才产生D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的3．下列关于磁感线的说法正确的是()A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向B．磁感线总是从磁体的N极发出，到S极终止C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱4．(多选)如图1所示，关于磁体、电流间的相互作用，下列说法正确的是()图1A．图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针的作用力是通过小磁针的磁场产生的B．图乙中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场产生的C．图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场产生的D．图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的5．下列各图中，电流及其产生的磁场方向均正确的是()答案C6．(多选)导线中分别通入图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向里的是()7.两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图2所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的()图2A．区域Ⅰ B．区域ⅡC．区域Ⅲ D．区域Ⅳ8.通电螺线管附近放置四个小磁针，如图3所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)()图3A．a B．bC．c D．d9．小华同学在探究磁极间的相互作用时，不小心将条形磁体掉在了地上，当小华把条形磁体拾起来再次进行实验时，发现该条形磁体失去了磁性．则下列说法正确的是()A．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流消失了B．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流的取向变得一致了C．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流的取向变得杂乱无章了D．由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流强度减弱了10.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场很相似，提出了分子电流假说．他认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子绕核运动形成的)，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，如图4所示．下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是()图411．如图5所示，直导线AB、螺线管E、U形磁体D三者相距较远，磁场相互不影响，开关闭合后，小磁针N极(黑色一端)指示磁场方向正确的是()图5A．a B．bC．c D．d12.(多选)如图6所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方．若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间，小磁针N极向纸面内偏转，则带电粒子可能是()图6A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束13.(2020·江苏淮安期中)1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”．此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图7所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响．下列说法错误的是()图7A．小磁针发生偏转说明电流会产生磁场B．圆盘中心轴处的磁场方向向下C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转D．当小