13.1 磁场 磁感线-2024-2025学年高二物理精剖细解讲义（人教版2019必修第三册）

13.1 磁场 磁感线 ——精剖细解学习讲义 知识点1：磁现象和电流的磁效应 1、磁现象 磁性：物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 磁体：具有磁性的物体，如磁铁。 磁极：磁体上磁性最强的区域。任何磁体都有两个磁极，一个叫北极（N极），另一个叫南极（S极）。并且，任何一个磁体都有两个磁极，无论怎样分割磁体，磁极总是成对出现，不存在磁单极。 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，如下图所示： 2、电流的磁效应 任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。 奥斯特实验如下图所示，将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动。 实验方法：把水平导线沿南北方向放在小磁针的上方，让电流分别由南向北和由北向南通过；将水平导线移到小磁针的正下方，让电流再次由南向北和由北向南通过。 实验现象：以上四种情况下小磁针均发生了偏转，但两次偏转的情况有所不同，小磁针稳定后的N极指向正好相反。 实验结论：导线通入电流后，小磁针发生了转动，说明小磁针受到了磁场力的作用，可见电可以生磁．但是通入不同方向的电流时小磁针的转动方向不同，说明通入电流的方向不同，产生的磁现象也不一样。 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，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。 实验注意事项：为了排除地磁场的影响，使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。 1．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．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 D．只有磁铁周围才存在磁场 2．北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南），如图是指南鱼静止时的指向。下列判断正确的是（　　） A．指南鱼的鱼头应标注“S” B．指南鱼周围存在磁感线 C．指南鱼不能吸引小铁针 D．指南鱼的鱼头磁性最弱 知识点2：磁场与磁感线 1、磁场 磁场的定义：磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。 磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导线、运动电荷、地球等的周围。 磁场的产生：永磁体周围；电流的周围（运动电荷的周围）。 磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。 磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。 磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在，而是以一种场的形式存在。 电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场。 自然界有两种基本的物质形态：实物（实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成）和场（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物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性）。 2、磁感线 磁感线的定义：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。 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。 特点：①为了形象描述磁场而引入的假想曲线，实际上并不存在；②磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向；③磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场相对较强；在磁感线较疏的地方磁场相对较弱；④磁感线是闭合曲线，没有起点和终点；⑤在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极；⑥同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切；⑦磁感线布满磁体周围的整个空间，是立体的。 分类：条形磁铁、蹄形磁铁、异名磁极、同名磁极的磁感线分别如下图所示。 条形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密，中垂线上磁感线方向与磁铁平行。 蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密。 异名磁极的磁感线：沿中垂线从中点到无限远处，磁感线越来越稀疏，磁场越来越弱。 同名磁极的磁感线：两磁极连线中点磁感线最稀疏，磁场最弱。 磁感线与电场线的比较，如下表所示。 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 方向 线上各点的切线方向就是该点的场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。电场线是不闭合的曲线 3、地磁场 地球由于自身具有磁性而在其周围产生的磁场叫做地磁场。地磁场与条形磁铁的磁场相似，如下图所示。 地磁南极（S极）在地理北极附近，地磁北极（N极）在地理南极附近，二者并不重合。地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）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。 在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北。 磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球，因此地磁场对地球生命有保护作用。 3．下列关于电场和磁场的说法，正确的是（　　） A．如图甲，毛皮摩擦过橡胶棒后，毛皮得到电荷而带正电 B．如图乙，汽车的尾部拖着接地条，是通过与地面摩擦产生电荷，中和汽车车体静电 C．如图丙，在北极附近，地磁场的方向相对于地面是倾斜向下的 D．如图丁，因为异名磁极相互吸引的原理，指南针的N极指向南方 4．2023年12月1日，黑龙江大兴安岭地区漠河、塔河等地出现了极光，极光本质上是由太阳发射的高速带电粒子流受地磁场的影响，进入地球两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向南方 B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极 C．地球内部不存在磁场 D．地球附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交 5．如图所示，磁场中同一条磁感线（方向未标出）上有a、b两点，这两点处的磁感应强度（　　） A．大小相等，方向不同 B．大小不等，方向相同 C．大小相等，方向相等 6．下列关于磁感线的说法中不正确的是（　　） A．所有磁感线都是闭合的 B．沿着磁感线的方向，磁场越来越弱 C．同一磁场的磁感线不能相交 7．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是（    ） A．电场线和磁感线都是电场、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．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合曲线 D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的静电力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电流所受的磁场力也越大 8．以下说法中正确的是                          (　　) A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质 9．如图所示，一小磁针被放入水平向右的匀强磁场中，忽略其他磁场的影响，当小磁针静止时，其N极的指向是 A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 10．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． 11．小磁针处在如图所示的磁场中，小磁针的运动情况是（　　） A．顺时针转动，最后静止，N极指向右方 B．顺时针转动，最后静止，N极指向左方 C．逆时针转动，最后静止，N极指向右方 D．逆时针转动，最后静止，N极指向左方 知识点3：安培定则 1、直线电流的磁场 安培定则：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，如下图所示。 其立体图、横截面图、纵截面图如下图所示。 特点：以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱。 2、环形电流的磁场 安培定则：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，如下图所示。 其立体图、横截面图、纵截面图如下图所示。 特点：内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏。 3、通电螺线管的磁场 安培定则：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，如下图所示。 其立体图、横截面图、纵截面图如下图所示。 特点：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，由N极指向S极。 2、在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果” 原因(电流方向) 结果(磁场绕向) 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流的磁场 四指 大拇指 3、磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 方向 线上各点的切线方向就是该点的场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。不闭合的曲线 4、安培分子电流假说 假说：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。 解释磁现象：软铁棒被磁化（各分子电流的取向由杂乱变得大致相同）；磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性（分子电流的取向由大致相同变成杂乱）。 近代原子物理理论证实分子电流的存在：根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转，形成分子电流。 12．近期在我区举办的“青年教师教学比赛”中，我校的刘沁梓老师获得了区一等奖，在课堂上刘老师利用如图装置完成演示实验，在一直导线下方放一个可以自由转动小磁针，未通电时小磁针与导线平行，通电后小磁针转过一定角度，关于该实验下列说法正确的是（    ） A．该实验表明磁场可以产生电流 B．该实验表明通电直导线可以产生磁场 C．最早完成该实验，并发现了电和磁的联系的科学家是法拉第 D．最早完成该实验，并发现了电和磁的联系的是松昌物理教研组 13．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流，设带电荷量为e的电子以角速度绕氢原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其电流的等效电流强度Ⅰ和方向为（　　） A．，顺时针 B．，顺时针 C．逆时针 D．，逆时针 14．下列说法正确的是（　　） A．磁铁是磁场的唯一来源 B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止 C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场 D．两条磁感线空隙处不存在磁场 15．磁感应强度是矢量，满足矢量叠加原理；三根平行直导线的截面图如图所示，它们的电流大小相等均为I，已知，且，若通有电流i的长直导线在距其d处产生的磁感应强度大小为（其中常量），则A点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 16．已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁场的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示，现有两根长直通电导线分别固定在正方体的两条边和上，且两长直导线彼此绝缘，电流方向分别为由d流向、由流向，已知由d流向的电流大小是由流向的电流大小的一半，顶点a、c、e三点的磁感应强度大小分别为、、，则下列比值正确的是（　　） A． B． C． D． 17．A为一水平旋转的橡胶盘，其上有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方有一条形磁铁，条形磁铁可以绕中心轴在竖直面内自由转动，如图所示。当圆盘绕中心轴OO'顺时针（从上向下看）高速转动时，条形磁铁在磁场力的作用下旋转的方向是（　　） A．在纸面内逆时针转 B．在纸面内顺时针转 C．N极水平向里转 D．N极水平向外转 18．如图所示，在水平放置的通电螺线管正上方，垂直螺线管水平放置一阴极射线管。若要阴极射线往上偏转，则应（　　） A．M接电源正极，N接负极 B．M接电源负极，N接正极 C．M接电源正极，N接负极，阴极射线管正负极位置互换 D．M接电源负极，N接正极，阴极射线管水平旋转90° 多选题 19．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、c两点处磁感应强度的方向相同 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 20．环形电流可等效为一个小磁针。把一轻质圆形闭合线圈用细线挂在一个固定的磁铁的极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈所在平面。当线圈内通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　） A．若电流方向如图中所示，则线圈将向左偏移 B．若电流方向如图中所示，则线圈将向右偏移 C．若电流方向与图中相反，则线圈将向左偏移 D．若电流方向与图中相反，则线圈将向右偏移 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 13.1 磁场 磁感线 ——精剖细解学习讲义 知识点1：磁现象和电流的磁效应 1、磁现象 磁性：物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 磁体：具有磁性的物体，如磁铁。 磁极：磁体上磁性最强的区域。任何磁体都有两个磁极，一个叫北极（N极），另一个叫南极（S极）。并且，任何一个磁体都有两个磁极，无论怎样分割磁体，磁极总是成对出现，不存在磁单极。 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，如下图所示： 2、电流的磁效应 任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。 奥斯特实验如下图所示，将导线沿南北方向放置在磁针的上方，通电时磁针发生了转动。 实验方法：把水平导线沿南北方向放在小磁针的上方，让电流分别由南向北和由北向南通过；将水平导线移到小磁针的正下方，让电流再次由南向北和由北向南通过。 实验现象：以上四种情况下小磁针均发生了偏转，但两次偏转的情况有所不同，小磁针稳定后的N极指向正好相反。 实验结论：导线通入电流后，小磁针发生了转动，说明小磁针受到了磁场力的作用，可见电可以生磁．但是通入不同方向的电流时小磁针的转动方向不同，说明通入电流的方向不同，产生的磁现象也不一样。 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，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。 实验注意事项：为了排除地磁场的影响，使实验现象明显，导线应沿南北方向水平放置在小磁针的正上方。 1．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．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 D．只有磁铁周围才存在磁场 【答案】C 【详解】磁感线的闭合的曲线，磁场是客观存在的，磁极之间的相互作用是通过磁场发生的；磁铁和电流周围都存在磁场。 故选C。 2．北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南），如图是指南鱼静止时的指向。下列判断正确的是（　　） A．指南鱼的鱼头应标注“S” B．指南鱼周围存在磁感线 C．指南鱼不能吸引小铁针 D．指南鱼的鱼头磁性最弱 【答案】A 【详解】A．指南鱼的鱼头指向南极，鱼头的磁极应标注“S”，A正确； B．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，不是客观存在，B错误； C．鱼形铁已经被磁化，是个磁体，磁体与磁体可以相互吸引，C错误； D．指南鱼是个磁体，类似条形磁铁，两极位置磁性最强，中间最弱，D错误。 故选A。 知识点2：磁场与磁感线 1、磁场 磁场的定义：磁体或电流周围存在的一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用。 磁场的客观性：磁场与电场一样，也是一种物质，是一种看不见而又客观存在的特殊物质。存在于磁体、通电导线、运动电荷、地球等的周围。 磁场的产生：永磁体周围；电流的周围（运动电荷的周围）。 磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。 磁场是具有方向的。所谓磁场的方向就是小磁针在磁场中其北极受力的方向，即小磁针静止时其北极所指的方向。 磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在，而是以一种场的形式存在。 电流是由于电荷做定向移动形成的，因此运动电荷周围不但有电场，同时也产生磁场。 自然界有两种基本的物质形态：实物（实物即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成）和场（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物，具有质量、能量、动量等物质的基本属性）。 2、磁感线 磁感线的定义：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。 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。 特点：①为了形象描述磁场而引入的假想曲线，实际上并不存在；②磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向；③磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场相对较强；在磁感线较疏的地方磁场相对较弱；④磁感线是闭合曲线，没有起点和终点；⑤在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极；⑥同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切；⑦磁感线布满磁体周围的整个空间，是立体的。 分类：条形磁铁、蹄形磁铁、异名磁极、同名磁极的磁感线分别如下图所示。 条形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密，中垂线上磁感线方向与磁铁平行。 蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部两极最密，中间稀疏；在磁铁内部最密。 异名磁极的磁感线：沿中垂线从中点到无限远处，磁感线越来越稀疏，磁场越来越弱。 同名磁极的磁感线：两磁极连线中点磁感线最稀疏，磁场最弱。 磁感线与电场线的比较，如下表所示。 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 方向 线上各点的切线方向就是该点的场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。电场线是不闭合的曲线 3、地磁场 地球由于自身具有磁性而在其周围产生的磁场叫做地磁场。地磁场与条形磁铁的磁场相似，如下图所示。 地磁南极（S极）在地理北极附近，地磁北极（N极）在地理南极附近，二者并不重合。地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）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。 在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场强弱相同，且方向水平向北。 磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球，因此地磁场对地球生命有保护作用。 3．下列关于电场和磁场的说法，正确的是（　　） A．如图甲，毛皮摩擦过橡胶棒后，毛皮得到电荷而带正电 B．如图乙，汽车的尾部拖着接地条，是通过与地面摩擦产生电荷，中和汽车车体静电 C．如图丙，在北极附近，地磁场的方向相对于地面是倾斜向下的 D．如图丁，因为异名磁极相互吸引的原理，指南针的N极指向南方 【答案】C 【详解】A．毛皮带正电是因为失去电子，故A错误； B．汽车接地条可将汽车因机械摩擦产生的静电导入地面，故B错误； C．北极是地磁的S极，磁感线在地球外部从南极出发回到北极，因此在北极附近磁感应强度方向相对于地面是倾斜向下的，故C正确； D．指南针的N极指向北方，故D错误。 故选C。 4．2023年12月1日，黑龙江大兴安岭地区漠河、塔河等地出现了极光，极光本质上是由太阳发射的高速带电粒子流受地磁场的影响，进入地球两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向南方 B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极 C．地球内部不存在磁场 D．地球附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交 【答案】B 【详解】A．根据地理的南极是地磁的北极，在广东省中山市，自由悬挂的小磁针N极会指向北方。故A错误； BC．同理，在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极。故B正确；C错误； D．地球附近磁感线非常密集，但磁感线不可能相交。故D错误。 故选B。 5．如图所示，磁场中同一条磁感线（方向未标出）上有a、b两点，这两点处的磁感应强度（　　） A．大小相等，方向不同 B．大小不等，方向相同 C．大小相等，方向相等 【答案】B 【详解】如题图，a点处磁感线比b点处磁感线密，则a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度；而某点的磁感线切线方向即为该点的磁感应强度的方向，因此它们的方向相同，所以这两点处的磁感应强度大小不等，方向相同。 故选B。 6．下列关于磁感线的说法中不正确的是（　　） A．所有磁感线都是闭合的 B．沿着磁感线的方向，磁场越来越弱 C．同一磁场的磁感线不能相交 【答案】B 【详解】A．所有磁感线都是闭合的，故A正确，不满足题意要求； B．沿着磁感线的方向，磁场不一定越来越弱，磁场的强弱要看磁感线的疏密，故B错误，满足题意要求； C．同一磁场的磁感线不能相交，故C正确，不满足题意要求。 故选B。 7．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是（    ） A．电场线和磁感线都是电场、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．电场线是不闭合曲线，而磁感线是闭合曲线 D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的静电力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电流所受的磁场力也越大 【答案】C 【详解】A．电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，选项A错误. B．两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，选项B错误. C．电场线起始于正电荷或无限远处，终止于无限远处或负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，选项C正确. D．电场线越密，表示该处电场越强，同一试探电荷在此处所受电场力越大；磁感线越密，表示该处磁场越强，但试探电流受到的磁场力大小还与其放置方向有关，故试探电流受到的磁场力不一定大，选项D错误. 故选C。 8．以下说法中正确的是                          (　　) A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质 【答案】A 【分析】磁体周围存在着一种物质，我们称之为磁场，而磁体与磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用正是通过磁场而发生的； 【详解】A、磁铁的周围空间存在着磁场，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的，故A正确； B、电流和电流间的相互作用是通过磁场作用产生的，故B错误； C、磁极与电流间的相互作用是通过磁场而共同产生的，与电场无关，故C错误； D、磁场和电场都是客观存在的物质，是不同的物质，故D错误． 【点睛】磁场虽然看不见、摸不着，但它是确实存在的，磁极间的相互作用就是通过磁场而发生作用的． 9．如图所示，一小磁针被放入水平向右的匀强磁场中，忽略其他磁场的影响，当小磁针静止时，其N极的指向是 A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 【答案】D 【详解】小磁针放在磁场中时，当小磁针静止时，其极指向与磁感线的方向一致，即极指向是水平向右，故选项D正确，A、B、C错误． 10．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。 11．小磁针处在如图所示的磁场中，小磁针的运动情况是（　　） A．顺时针转动，最后静止，N极指向右方 B．顺时针转动，最后静止，N极指向左方 C．逆时针转动，最后静止，N极指向右方 D．逆时针转动，最后静止，N极指向左方 【答案】A 【详解】由图可知，磁感线的方向是由左向右的，根据磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致，故小磁针顺时针转动，静止时北极的指向是向右的。所以A正确，BCD错误。 故选A。 知识点3：安培定则 1、直线电流的磁场 安培定则：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，如下图所示。 其立体图、横截面图、纵截面图如下图所示。 特点：以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱。 2、环形电流的磁场 安培定则：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，如下图所示。 其立体图、横截面图、纵截面图如下图所示。 特点：内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏。 3、通电螺线管的磁场 安培定则：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，如下图所示。 其立体图、横截面图、纵截面图如下图所示。 特点：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，由N极指向S极。 2、在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果” 原因(电流方向) 结果(磁场绕向) 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流的磁场 四指 大拇指 3、磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线 方向 线上各点的切线方向就是该点的场方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断 不同点 闭合曲线 始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。不闭合的曲线 4、安培分子电流假说 假说：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。 解释磁现象：软铁棒被磁化（各分子电流的取向由杂乱变得大致相同）；磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性（分子电流的取向由大致相同变成杂乱）。 近代原子物理理论证实分子电流的存在：根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，核外电子在库仑引力作用下绕核高速旋转，形成分子电流。 12．近期在我区举办的“青年教师教学比赛”中，我校的刘沁梓老师获得了区一等奖，在课堂上刘老师利用如图装置完成演示实验，在一直导线下方放一个可以自由转动小磁针，未通电时小磁针与导线平行，通电后小磁针转过一定角度，关于该实验下列说法正确的是（    ） A．该实验表明磁场可以产生电流 B．该实验表明通电直导线可以产生磁场 C．最早完成该实验，并发现了电和磁的联系的科学家是法拉第 D．最早完成该实验，并发现了电和磁的联系的是松昌物理教研组 【答案】B 【详解】AB．该装置是复原了奥斯特的通电直导线周围产生磁场的电流磁效应实验，A错误，B正确； CD．最早完成该实验，并发现了电和磁的联系的科学家是奥斯特，CD都错误。 故选B。 13．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流，设带电荷量为e的电子以角速度绕氢原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其电流的等效电流强度Ⅰ和方向为（　　） A．，顺时针 B．，顺时针 C．逆时针 D．，逆时针 【答案】C 【详解】电子绕核转动，可等效为一环形电流，电子运动的周期为 根据电流的定义式可得 因为电子带负电，所以电流的方向与电子定向移动的方向相反，即沿逆时针方向，故C正确，ABD错误。 故选C。 14．下列说法正确的是（　　） A．磁铁是磁场的唯一来源 B．磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止 C．静止的电荷只能产生电场，运动的电荷才能产生磁场 D．两条磁感线空隙处不存在磁场 【答案】C 【详解】A．电流的周围也存在磁场，磁铁不是磁场的唯一来源，故A错误； B．磁感线是闭合曲线，再磁体外部从N极出发进入S极，内部有S极到N极，是闭合曲线，故B错误； C．静止的电荷能产生电场，静止的电荷不能产生电流，从而不能产生磁场，而运动的电荷等效为产生电流才能产生磁场，故C正确； D．磁感线的相对疏密表示磁性的相对强弱，即磁力线疏的地方磁性较弱，磁力线密的地方磁性较强；两磁感线空隙处存在磁场，故D错误； 故选C。 15．磁感应强度是矢量，满足矢量叠加原理；三根平行直导线的截面图如图所示，它们的电流大小相等均为I，已知，且，若通有电流i的长直导线在距其d处产生的磁感应强度大小为（其中常量），则A点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】三个导线在A处产生的磁感应强度大小均相等为 由安培定则，B、D两点的导线在A点产生的磁感应强度的方向均由A指向C，其合磁场为 C点的导线在A点产生的磁感应强度的方向均由B指向D，即与AC垂直，由勾股定理可得A的磁感应强度的大小为 综合可得 故选A。 16．已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁场的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示，现有两根长直通电导线分别固定在正方体的两条边和上，且两长直导线彼此绝缘，电流方向分别为由d流向、由流向，已知由d流向的电流大小是由流向的电流大小的一半，顶点a、c、e三点的磁感应强度大小分别为、、，则下列比值正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．令中电流为I，则中电流为2I，令正方体边长L，电流在a、c位置的磁感应强度大小均为 电流在a、c位置的磁感应强度大小分别为 根据安培定则，确定磁场的方向，利用矢量合成可知 解得 故AB错误； CD．电流在e位置的磁感应强度大小为 电流在e位置的磁感应强度大小为 根据安培定则，确定磁场的方向，利用矢量合成可知 解得 ， 故C正确，D错误。 故选C。 17．A为一水平旋转的橡胶盘，其上有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方有一条形磁铁，条形磁铁可以绕中心轴在竖直面内自由转动，如图所示。当圆盘绕中心轴OO'顺时针（从上向下看）高速转动时，条形磁铁在磁场力的作用下旋转的方向是（　　） A．在纸面内逆时针转 B．在纸面内顺时针转 C．N极水平向里转 D．N极水平向外转 【答案】B 【详解】根据安培定则，因为橡胶盘旋转，条形磁铁处产生的磁场竖直向上，条形磁铁的N极在纸面内受向上的磁场力，故条形磁铁在纸面内顺时针转动。 故选B。 18．如图所示，在水平放置的通电螺线管正上方，垂直螺线管水平放置一阴极射线管。若要阴极射线往上偏转，则应（　　） A．M接电源正极，N接负极 B．M接电源负极，N接正极 C．M接电源正极，N接负极，阴极射线管正负极位置互换 D．M接电源负极，N接正极，阴极射线管水平旋转90° 【答案】A 【详解】ABC．由图可知，阴极射线由负极射向正极往上偏转，由左手定则可判断，螺线管上方的磁场由N指向M，则螺线管内部轴线方向的磁场由M指向N，由安培定则可判断出，M接电源正极，N接负极，故A正确，BC错误； D. M接电源负极，N接正极时，根据左手定则和安培定则可判断出，阴极射线管水平旋转180°，故D错误。 故选A。 多选题 19．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、c两点处磁感应强度的方向相同 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 【答案】BC 【详解】A．根据安培定则可知，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向也是竖直向下，则根据矢量合成，可知O点处的磁感应强度不等于0，故A错误； D．根据安培定则可知，M处导线在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向也是竖直向下，N处导线在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向也是竖直向下，两导线中电流大小相等，在与导线距离相等的位置产生的磁感应强度大小相等，结合对称性，根据磁感应强度的的叠加可知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故D错误； C．根据安培定则可知，M处导线在c处产生的磁场方向垂直于Mc斜向右下方，在d出产生的磁场方向垂直Md斜向左下方，N处导线在c处产生的磁场方向垂直于Nc斜向左下方，在d处产生的磁场方向垂直于Nd斜向右下方，由于，两导线中电流大小相等，在与导线距离相等的位置产生的磁感应强度大小相等，则两导线在c、d两点处的磁感应强度大小均相等，根据磁感应强度的矢量合成可知，c处的磁感应强度方向竖直向下，d处的磁感应强度方向竖直向下，且合磁感应强度大小相等，因此c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C正确； B．根据上述分析可知，a、c两点的磁感应强度方向都是竖直向下，即a、c两点处磁感应强度的方向相同，故B正确。 故选BC。 20．环形电流可等效为一个小磁针。把一轻质圆形闭合线圈用细线挂在一个固定的磁铁的极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈所在平面。当线圈内通入如图所示的电流时，下列说法正确的是（　　） A．若电流方向如图中所示，则线圈将向左偏移 B．若电流方向如图中所示，则线圈将向右偏移 C．若电流方向与图中相反，则线圈将向左偏移 D．若电流方向与图中相反，则线圈将向右偏移 【答案】AD 【详解】AB．若电流方向如图中所示，根据安培定则可知，线圈左端相当于S极，与条形磁铁吸引，则线圈将向左偏移，选项A正确，B错误；     CD．若电流方向与图中相反，根据安培定则可知，线圈左端相当于N极，与条形磁铁排斥，则线圈将向右偏移，选项D正确，C错误。 故选AD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！16 学科网（北京）股份有限公司 $$