13.1 磁场 磁感线（举一反三）【六大题型】-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019必修第三册）

13.1 磁场 磁感线【六大题型】 【人教版2019】 【题型1 磁现象及相关概念】 2 【题型2 磁感线的概念与特征】 3 【题型3 磁感线与电场线的区别和联系】 4 【题型4 常见的磁场类型】 5 【题型5 奥斯特实验与安培定则】 8 【题型6 安培分子电流假说】 9 知识点1：电和磁的联系　磁场 1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，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磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 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，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质． 4．地磁场及其磁感线 (1)地磁场 地球在地面附近空间产生的磁场，叫作地磁场，如图所示，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，分别是地磁南极和地磁北极． (2)对地磁场的理解 虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大，因此，一般我们认为： ①地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近，地球的地理两极和地磁两极不重合，形成了磁偏角． ②地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而竖直方向则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下． ③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与地面平行． 【题型1 磁现象及相关概念】 【例1】电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是（　　） A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的 B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的 C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的 D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的 【变式1-1】（2023·徐州期中）“干簧管”的结构如图所示，玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片会被磁化而接通。关于干簧管，下列说法正确的是（  ） A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B．干簧管接入电路中相当于开关的作用 C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 D．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互排斥 【变式1-2】（2024·陕西模拟）下列关于磁场的说法正确的是（　　） A．磁感线一定是直线 B．磁场不是客观存在的 C．只有磁铁周围才存在磁场 D．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 【变式1-3】（2023·桂林期末）（多）你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？下列关于磁场的说法正确的是（　　） A．磁场是人为构想出来的 B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 C．爱因斯坦首先发现了电流的磁效应 D．磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的 知识点2：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，曲线上每一点的切线方向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在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极． ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． ③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断． ④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在． 【题型2 磁感线的概念与特征】 【例2】在物理学的科学研究中，为了分析问题的方便，建立了许多“理想化的模型”，比如质点、匀速直线运动、匀速圆周运动、电场线、磁感线等。以下关于电场线和磁感线的说法正确的是（　　） A．电场线一定是闭合的曲线 B．磁感线一定是闭合的曲线 C．电场线是客观存在的曲线 D．磁感线是客观存在的曲线 【变式2-1】关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向 B．在磁场强的地方磁感线较密 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，可以通过实验来模拟 【变式2-2】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．电场线和磁感线都是闭合曲线 C．任意两条磁感线不相交，两条电场线也不相交 D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越小 【变式2-3】（2024·浙江期中）关于磁场和磁感线的描述，正确的是（　　） A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止 B．磁感线能够形象地表现出磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 C．没有磁感线的地方就没有磁场存在 D．磁感线切线的方向就是小磁针静止时N极所指的方向 【题型3 磁感线与电场线的区别和联系】 【例3】（2022·咸阳期末）法拉第为描述场的性质而提出场线的假设。如图是场线中的一部分，点A、P、Q处于中央同一直线上，P、Q关于中垂线对称，以下判断正确的是（　　） A．可能是两个同种电荷产生的电场线 B．可能是条形磁铁产生磁场的磁感线 C．无论是电场还是磁场，A、P处场的方向相反 D．无论是电场还是磁场，P、Q处场强的大小相等、方向相反 【变式3-1】（2022·巴音郭楞期末）下列说法正确的是（　　） A．电场线和磁感线都是真实存在的，可以通过实验证实 B．若取走试探电荷，则此处的电场强度为0 C．磁体和电流周围都能产生磁场 D．磁感线和电场线都是闭合曲线 【变式3-2】（2020·泉州期中）下列关于电场线和磁感线说法错误的是（　　） A．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大 B．即使在复杂电场中的电场线也是不相交的 C．磁场的方向就是小磁针N极在磁场中所指方向 D．电场线是闭合曲线，磁感线是不闭合曲线 【变式3-3】（多）下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是（　　） A．磁感线和电场线分别是用来描述磁场和电场的强弱和方向的真实曲线 B．磁感线是闭合的曲线，电场线则是不闭合的 C．磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同 D．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 【题型4 常见的磁场类型】 【例4】（2023·台州期中）下列关于图中的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方 B．乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，再从负电荷回到正电荷形成闭合回路 C．丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 D．丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转 【变式4-1】下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中通电导线受力是通过电场发生的 B．乙图表明条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面内旋转不符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，轴心位置小磁针的N极向纸面内旋转不符合物理事实 【变式4-2】图中能正确表示通电导线周围磁场或条形磁铁周围磁场的是（　　） A． B． C． D． 【变式4-3】（多）把一根硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中有电流通过。虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，磁场源放在导线正下方且关于中间对称，则下列图中的磁场源可能是（　　） A． 蹄形磁铁 B． 通电螺旋管 C． 条形磁铁 D． 环形电流 知识点3：安培定则 1．直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用右手握住导线，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． 直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示． 2．环形电流的磁场 安培定则：如图甲所示，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． 3．通电螺线管的磁场 安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让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． 【题型5 奥斯特实验与安培定则】 【例5】如图所示，某同学在通电螺线管的附近与内部画出了a、b、c、d四个小磁针，其中小磁针b在螺线管内部。四个小磁针N极（黑色一端）指向对的的是（    ） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 【变式5-1】（2023·汕头期末）奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了（　　） A．任何导线周围均存在磁场 B．电流周围有磁场 C．地磁场的存在 D．地磁场的方向 【变式5-2】（多）小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（　　） A．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置 B．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该通正弦交变电流 C．通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 D．未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 【变式5-3】（2023·黄山期末）（多）如图所示，某同学在实验室模拟奥斯特的电流磁效应实验时，发现小磁针在水平方向上不发生偏转，可能的原因是（    ） A．通电直导线中电流方向自西向东，小磁针放在通电直导线附近等高的水平位置 B．通电直导线中电流方向自东向西，小磁针放在通电直导线附近正上方 C．通电直导线中电流方向自南向北，小磁针放在通电直导线附近正下方 D．通电直导线中电流方向自北向南，小磁针放在通电直导线附近正上方 【题型6 安培分子电流假说】 【例6】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．磁体在常温环境与高温环境下磁性强弱相同 D．磁体在高温环境下磁性会加强 【变式6-1】（2023·泉州期中）根据分子电流的假说，下列说法中不正确的是（　　） A．磁体内存在分子电流，非磁体内不存在分子电流 B．不管磁体、非磁体，其内部均存在分子电流 C．没有磁性的物体内分子电流的取向杂乱无章，分子电流形成的磁性彼此抵消，总体对外不显磁性 D．原来没有磁性的铁钉或铁块被磁化后，内部分子电流的取向变得大致相同，且不易再被打乱 【变式6-2】实验室中的磁铁，长期使用后会消磁，消磁现象是因为（　　） A．内部电子散失 B．内部电子排布变得杂乱无章 C．内部电子均向同一方向做直线运动 D．内部电子均向同一方向做圆周运动 【变式6-3】（2023·福建高考）（多）地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（   ） A．地表电荷为负电荷 B．环形电流方向与地球自转方向相同 C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大 D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 13.1 磁场 磁感线【六大题型】 【人教版2019】 【题型1 磁现象及相关概念】 2 【题型2 磁感线的概念与特征】 4 【题型3 磁感线与电场线的区别和联系】 5 【题型4 常见的磁场类型】 8 【题型5 奥斯特实验与安培定则】 11 【题型6 安培分子电流假说】 13 知识点1：电和磁的联系　磁场 1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，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磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 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，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质． 4．地磁场及其磁感线 (1)地磁场 地球在地面附近空间产生的磁场，叫作地磁场，如图所示，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，分别是地磁南极和地磁北极． (2)对地磁场的理解 虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大，因此，一般我们认为： ①地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近，地球的地理两极和地磁两极不重合，形成了磁偏角． ②地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而竖直方向则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下． ③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与地面平行． 【题型1 磁现象及相关概念】 【例1】电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是（　　） A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的 B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的 C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的 D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的 【答案】C 【详解】电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来。 故选C。 【变式1-1】（2023·徐州期中）“干簧管”的结构如图所示，玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片会被磁化而接通。关于干簧管，下列说法正确的是（  ） A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B．干簧管接入电路中相当于开关的作用 C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 D．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互排斥 【答案】B 【详解】AB．当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此于簧管在电路中相当于开关的作用，故A错误，B正确； CD．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互吸引，干簧管是根据此原理制成的，故CD错误。 故选B。 【变式1-2】（2024·陕西模拟）下列关于磁场的说法正确的是（　　） A．磁感线一定是直线 B．磁场不是客观存在的 C．只有磁铁周围才存在磁场 D．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 【答案】D 【详解】AB．磁感线的闭合的曲线，磁场是客观存在的，故AB错误； C．除了磁铁，电流周围也存在磁场，故C错误； D．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，故D正确。 故选D。 【变式1-3】（2023·桂林期末）（多）你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？下列关于磁场的说法正确的是（　　） A．磁场是人为构想出来的 B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 C．爱因斯坦首先发现了电流的磁效应 D．磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的 【答案】BD 【详解】AB．磁场和电场都是客观存在的一种物质，不是人为构想出来的，故A错误，B正确； C．奥斯特首先发现了电流的磁效应，故C错误； D．磁体与磁体之间是通过彼此激发的磁场发生相互作用的，故D正确。 故选BD。 知识点2：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，曲线上每一点的切线方向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在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极． ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． ③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断． ④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在． 【题型2 磁感线的概念与特征】 【例2】在物理学的科学研究中，为了分析问题的方便，建立了许多“理想化的模型”，比如质点、匀速直线运动、匀速圆周运动、电场线、磁感线等。以下关于电场线和磁感线的说法正确的是（　　） A．电场线一定是闭合的曲线 B．磁感线一定是闭合的曲线 C．电场线是客观存在的曲线 D．磁感线是客观存在的曲线 【答案】B 【详解】CD．电场线和磁感线都是不存在的，只是人们为了描述电场和磁场假想的曲线，故C错误，D错误； AB．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线，故A错误，B正确。 故选B。 【变式2-1】关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向 B．在磁场强的地方磁感线较密 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，可以通过实验来模拟 【答案】B 【详解】A．由安培定则可知，小段通电导线的所受安培力的方向与磁场方向垂直，A错误； BC．磁场的强弱用磁感线的疏密程度表示，B正确，C错误； D．磁感线是人为引入用来形象描述磁场的，并不是真实存在的，D错误。 故选B。 【变式2-2】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．电场线和磁感线都是闭合曲线 C．任意两条磁感线不相交，两条电场线也不相交 D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越小 【答案】C 【详解】A．电场线和磁感线都是假想的曲线，并不存在，故A错误； B．电场线不闭合，而磁感线是闭合的曲线，故B错误； C．任意两条磁感线一定不相交，电场线也不相交，否则交点处有两个方向，违反唯一性的特点，故C正确； D．电场线越密的地方，电场强度越大，根据 可知，同一试探电荷所受的电场力越大，故D错误。 故选C。 【变式2-3】（2024·浙江期中）关于磁场和磁感线的描述，正确的是（　　） A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止 B．磁感线能够形象地表现出磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 C．没有磁感线的地方就没有磁场存在 D．磁感线切线的方向就是小磁针静止时N极所指的方向 【答案】D 【详解】A．磁感线在磁体的外部从磁体的N极出发进入磁体的S极，在磁体的内部从S极到N极，形成闭合的曲线，故A错误； B．磁感线能够形象地表现出磁场地强弱，磁感线越密集，磁场越强，故B错误； C．磁感线是为了形象描述磁场性质而假象的曲线，在磁场中没有磁感线的地方仍有磁场存在，故C错误； D．磁感线的方向就是小磁针静止时N极所指的方向，故D正确。 故选D。 【题型3 磁感线与电场线的区别和联系】 【例3】（2022·咸阳期末）法拉第为描述场的性质而提出场线的假设。如图是场线中的一部分，点A、P、Q处于中央同一直线上，P、Q关于中垂线对称，以下判断正确的是（　　） A．可能是两个同种电荷产生的电场线 B．可能是条形磁铁产生磁场的磁感线 C．无论是电场还是磁场，A、P处场的方向相反 D．无论是电场还是磁场，P、Q处场强的大小相等、方向相反 【答案】B 【详解】AB．由题意和图可看出，可能是两个等量异种点电荷产生的电场线，左正右负；也可能是条形磁铁或通电螺线管产生的磁感线，左N右S，若是电场线，可能是两个异种电荷产生的电场线，若是磁感线，可能是条形磁铁产生磁场的磁感线，A错误，B正确； C．若是电场线，A、P处场的方向相反；若是磁感线，，A、P处场的方向相同，C错误； D．由于P、Q关于中垂线对称，因此无论是电场还是磁场，P、Q处场强的大小相等、方向相同，D错误。 故选B。 【变式3-1】（2022·巴音郭楞期末）下列说法正确的是（　　） A．电场线和磁感线都是真实存在的，可以通过实验证实 B．若取走试探电荷，则此处的电场强度为0 C．磁体和电流周围都能产生磁场 D．磁感线和电场线都是闭合曲线 【答案】C 【详解】A．电场线和磁感线都是假想的，在空间不是实际存在的线，故A错误； B．某点处的电场强度与是否存在试探电荷无关，故B错误； C．通电导线周围存在磁场，这是电流的磁效应；永磁体周围都存在磁场，这是磁体本身具有的特征，故C正确； D．磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极；在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，所以磁感线是闭合的，而电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不相交不闭合，故D错误。 故选C。 【变式3-2】（2020·泉州期中）下列关于电场线和磁感线说法错误的是（　　） A．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大 B．即使在复杂电场中的电场线也是不相交的 C．磁场的方向就是小磁针N极在磁场中所指方向 D．电场线是闭合曲线，磁感线是不闭合曲线 【答案】D 【详解】A．电场线越密的地方，电场越强，同一试探电荷所受的电场力越大，A正确，不符合题意； B．电场线的切线表示电场方向，如果电场线相交，则该点有两个不同的方向，与事实不符。B正确，不符合题意； C．人们规定，磁场的方向就是小磁针N极在磁场中所指方向，C正确，不符合题意； D．电场线是不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线。D错误，符合题意。 故选D。 【变式3-3】（多）下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是（　　） A．磁感线和电场线分别是用来描述磁场和电场的强弱和方向的真实曲线 B．磁感线是闭合的曲线，电场线则是不闭合的 C．磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同 D．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 【答案】BC 【详解】A．磁感线和电场线都是用来形象描述场的强弱和方向的假想线，A错误； B．磁感线是闭合曲线，电场线是起始于正电荷或无限远处、终止于无限远处或负电荷的非闭合曲线，B正确； C．磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点磁场或电场的方向相同，C正确； D．磁感线是为形象描述磁场而画出的一簇簇曲线，不是真实存在的，铁屑的分布曲线只能显示磁感线的分布，并不是磁感线，D错误； 故选BC。 【题型4 常见的磁场类型】 【例4】（2023·台州期中）下列关于图中的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方 B．乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，再从负电荷回到正电荷形成闭合回路 C．丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 D．丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转 【答案】D 【详解】A．甲图中地球赤道表面磁场方向指向北方，故A错误； B．乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，电场线并不会从负电荷回到正电荷形成闭合回路，故B错误； C．丙图中条形磁铁的磁感线在磁铁外部从N极出发，到S极，从磁铁内部由S极回到N极，故C错误； D．丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，根据安培定则可知，其轴心磁场方向向外，则其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转，故D正确。 故选D。 【变式4-1】下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中通电导线受力是通过电场发生的 B．乙图表明条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面内旋转不符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，轴心位置小磁针的N极向纸面内旋转不符合物理事实 【答案】D 【详解】A．电流与电流之间的作用力是通过磁场发生的，即甲图中通电导线受力是通过磁场发生的，故A错误； B．磁感线是一系列闭合的曲线，条形磁铁外部的磁感线从N极出发，回到S极，内部的磁感线从S极指向N极，故B错误； C．丙图中导线通电后，根据安培定则可知，导线下侧磁场方向垂直于纸面向里，该磁场对放入其中的小磁针有磁场力的作用，磁场对N极的磁场力方向与磁场方向相同，可知，丙图中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面内旋转符合物理事实，故C错误； D．丁图中环形导线通电后，根据安培定则可知，环形导线内部磁场方向垂直于纸面向外，该磁场对放入其中的小磁针有磁场力的作用，由于磁场对N极的磁场力方向与磁场方向相同，可知，轴心位置小磁针的N极受到向外的磁场力作用，N极应向外旋转，即丁图中环形导线通电后，轴心位置小磁针的N极向纸面内旋转不符合物理事实，故D正确。 故选D。 【变式4-2】图中能正确表示通电导线周围磁场或条形磁铁周围磁场的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．由安培定则可判断，A中电流的磁场正确，故A正确，B错误； CD．条形磁铁外部磁感线从N→S，内部从S→N，故CD错误。 故选A。 【变式4-3】（多）把一根硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中有电流通过。虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，磁场源放在导线正下方且关于中间对称，则下列图中的磁场源可能是（　　） A． 蹄形磁铁 B． 通电螺旋管 C． 条形磁铁 D． 环形电流 【答案】ABC 【详解】ABC．蹄形磁铁和条形磁铁均可以形成题图所示的磁场；根据右手螺旋定则，可知图中通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似，也可形成题图要求所示的磁场，故ABC正确； D．图中环形电流的磁场是垂直纸面方向的，不能形成题图要求所示的磁场，故D错误。 故选ABC。 知识点3：安培定则 1．直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用右手握住导线，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． 直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示． 2．环形电流的磁场 安培定则：如图甲所示，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． 3．通电螺线管的磁场 安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让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． 【题型5 奥斯特实验与安培定则】 【例5】如图所示，某同学在通电螺线管的附近与内部画出了a、b、c、d四个小磁针，其中小磁针b在螺线管内部。四个小磁针N极（黑色一端）指向对的的是（    ） A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 【答案】D 【详解】根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对。 故选D。 【变式5-1】（2023·汕头期末）奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了（　　） A．任何导线周围均存在磁场 B．电流周围有磁场 C．地磁场的存在 D．地磁场的方向 【答案】B 【详解】奥斯特实验发现通电直导线下方的小磁针发生了偏转，其价值在于直接证实了电流周围会产生磁场。 故选B。 【变式5-2】（多）小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（　　） A．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置 B．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该通正弦交变电流 C．通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 D．未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 【答案】AD 【详解】A．地磁场的方向沿地理南北方向，为了使实验现象明显，直导线电流产生的磁场在小磁针位置的方向应该沿东西方向，根据安培定则可知，为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置，故A正确； B．为了让通电前后小磁针有稳定的最大的偏转，直导线应该通较大的恒定电流，故B错误； C．由于通电导线产生的磁场的影响，小磁针指向应该为合磁场的方向，由于地磁场沿南北，则通电时，直导线正下方的小磁针S极应该偏离地理南极位置，故C错误； D．未通电时，由于地磁场沿南北，直导线正下方的小磁针在地磁场的作用下，S极应该指向地理位置南极，故D正确。 故选AD。 【变式5-3】（2023·黄山期末）（多）如图所示，某同学在实验室模拟奥斯特的电流磁效应实验时，发现小磁针在水平方向上不发生偏转，可能的原因是（    ） A．通电直导线中电流方向自西向东，小磁针放在通电直导线附近等高的水平位置 B．通电直导线中电流方向自东向西，小磁针放在通电直导线附近正上方 C．通电直导线中电流方向自南向北，小磁针放在通电直导线附近正下方 D．通电直导线中电流方向自北向南，小磁针放在通电直导线附近正上方 【答案】AB 【详解】A．通电直导线中电流方向自西向东，根据安培定则，放在通电直导线附近等高的水平位置的小磁针所在位置，通电直导线产生的磁场竖直向上或竖直向下，所以小磁针不发生偏转，故A正确； B．通电直导线中电流方向自东向西，根据安培定则，放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置，通电直导线产生的磁场水平向北，小磁针N极受力方向向北，所以小磁针不发生偏转，故B正确； C．通电直导线中电流方向自南向北，根据安培定则，放在通电直导线附近正下方的小磁针所在位置，通电直导线产生的磁场水平向西，小磁针N极受力方向向西，所以小磁针N极向西偏转，故C错误； D．通电直导线中电流方向自北向南，根据安培定则，放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置，，通电直导线产生的磁场水平向西，小磁针N极受力方向向西，所以小磁针N极向西偏转，故D错误。 故选AB。 【题型6 安培分子电流假说】 【例6】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．磁体在常温环境与高温环境下磁性强弱相同 D．磁体在高温环境下磁性会加强 【答案】B 【详解】A．根据“分子电流”的假说，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性，故A错误； B．根据“分子电流”的假说，被磁化的物体，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性，故B正确； CD．根据磁化与退磁的特性可知，磁体在高温环境下磁性会减弱，故CD错误。 故选B。 【变式6-1】（2023·泉州期中）根据分子电流的假说，下列说法中不正确的是（　　） A．磁体内存在分子电流，非磁体内不存在分子电流 B．不管磁体、非磁体，其内部均存在分子电流 C．没有磁性的物体内分子电流的取向杂乱无章，分子电流形成的磁性彼此抵消，总体对外不显磁性 D．原来没有磁性的铁钉或铁块被磁化后，内部分子电流的取向变得大致相同，且不易再被打乱 【答案】A 【详解】AB．由安培分子电流假说可知，不管磁体、非磁体，其内部均存在分子电流，故A错误，B正确； C．没有磁性的物体内分子电流的取向杂乱无章，分子电流形成的磁性彼此抵消，总体对外不显磁性，故C正确； D．原来没有磁性的铁钉或铁块被磁化后，内部分子电流的取向变得大致相同，且不易再被打乱，故D正确。 本题选错误的，故选A。 【变式6-2】实验室中的磁铁，长期使用后会消磁，消磁现象是因为（　　） A．内部电子散失 B．内部电子排布变得杂乱无章 C．内部电子均向同一方向做直线运动 D．内部电子均向同一方向做圆周运动 【答案】B 【详解】根据安培分子电流假说可知，磁体的磁性是由内部电子向同一方向做圆周运动作用所形成的。消磁现象是因为内部电子排布变得杂乱无章，B正确，ACD错误。 故选B。 【变式6-3】（2023·福建高考）（多）地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论，下列判断正确的是（   ） A．地表电荷为负电荷 B．环形电流方向与地球自转方向相同 C．若地表电荷的电量增加，则地磁场强度增大 D．若地球自转角速度减小，则地磁场强度增大 【答案】AC 【详解】A．根据右手螺旋定则可知，地表电荷为负电荷，故A正确； B．由于地表电荷为负电荷，则环形电流方向与地球自转方向相反，故B错误； C．若地表电荷的电量增加，则等效电流越大，地磁场强度增大，故C正确； D．若地球自转角速度减小，则等效电流越小，地磁场强度减小，故D错误。 故选AC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$