13.1 磁场与磁感线 讲义 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

13.1 磁场与磁感线 1.知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁体或电流有磁场力的作用。 2.知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。 3.知道什么是磁感线。 4.知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况。 5.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向 知识点一　电和磁的联系 1．磁极：自然界中的磁体总是存在两个磁极。 2．磁极间的作用：同名磁极或同种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。 3．电流的磁效应 (1)奥斯特实验：通电导线使小磁针偏转。 (2)实验结论：电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。 【温馨提示】实验时，通电直导线要沿南北方向水平放置，磁针要与导线平行且放在导线的正下方或正上方，以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生偏转，若导线沿东西方向放置，小磁针可能不偏转。 知识点二　磁场　磁感线 1．磁场 (1)来源：磁体周围和电流周围都存在磁场，一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。 (2)方向：人们规定，在磁场中某一点小磁针N极所受磁力的方向，就是该点磁场的方向。 (3)磁场是客观存在的：磁场与电场类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。 2．磁感线 (1)磁场的方向规定：小磁针静止时N极所指的方向。 (2)磁感线：用来形象地描述磁场的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致。 (3)磁感线的疏密表示磁场的强弱。 【温馨提示】 (1)磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的一簇有方向的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线。 (2)没有磁感线的地方，并不表示就没有磁场的存在；通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线。 知识点三　安培定则 1．直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示。 2．环形电流的磁场：让右手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环形导线轴线上磁场的方向，如图乙所示。 3．通电螺线管的磁场：让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙所示。 【特别提醒】“×”表示磁场(或电流)方向垂直进入纸面，“·”表示磁场(或电流)方向垂直离开纸面。 知识点四　安培分子电流假说 1．分子电流假说：安培认为，在物质的内部，存在着一种环形电流，即分子电流。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．分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。 【温馨提示】安培分子电流假说揭示了磁性的起源，它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动的电荷产生的。 [例题1] 当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是（　　） A． B． C． D． [例题2] 磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发、碎纸屑两种现象比较，下列说法正确的是（　　） A．两者都是电现象 B．两者都是磁现象 C．前者是电现象，后者是磁现象 D．前者是磁现象，后者是电现象 [例题3] 如图所示，在水平长直导线的正下方，有一只可以自由转动的小磁针。现给直导线通以由a向b的恒定电流I，若地磁场的影响可忽略，则小磁针的N极将（　　） A．保持不动 B．向下转动 C．垂直纸面向里转动 D．垂直纸面向外转动 [例题4] 下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是（　　） A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B．磁感线是磁场中客观存在的线 C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止 D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线 [例题5] 一根软铁棒被磁化是因为（　　） A．软铁棒中产生了分子电流 B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章 C．软铁棒中分子电流消失 D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同 [例题6] （多选）如图所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极 B．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极 C．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极 D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极 1. 如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止，N指向正确的是（　　） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 2. （多选）如图所示，处在竖直平面的环形导线圈的正中心有一个磁针a，在圆环外侧有一小磁针b，a、b与圆环都处于同一竖直面内，当导线中通以图示方向的恒定电流时（不考虑地磁场影响和两小磁针间的作用），则（　　） A．小磁针a的N极向纸里转动 B．小