第十二讲 磁场 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

粤教版2019必修第三册复习讲义 第十二讲 磁场 知识梳理 一：磁现象 (1)磁性：磁体吸引铁质物体的性质． (2)磁极：磁体上磁性最强的区域． ①北极：自由转动的磁体，静止时指北的磁极，又叫N极． ②南极：自由转动的磁体，静止时指南的磁极，又叫S极． 2．电流的磁效应 (1)发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中，把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针转动了． (2)实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元． 3．电流、磁体间的相互作用 (1)磁体与磁体间存在相互作用． (2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力． (3)两条通电导线之间也有作用力． 二．磁场 1．磁体、电流间的相互作用 (1)磁体与磁体间存在相互作用. (2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力. (3)两条通电导线之间也有作用力. 同向电流相互吸引，异相电流相互排斥； 2．磁场 (1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质. (2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导线有力的作用. (3)磁场的产生：①永磁体周围存在磁场； ②电流周围存在磁场——电流的磁效应； ③运动的电荷周围存在磁场——磁现象的本质； 3．电场与磁场的比较 电场 磁场 场源 电荷 磁体、电流、运动电荷 基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用 对放入其中的磁体、通电导线有磁场力的作用 相同点 磁场和电场都是客观存在的特殊物质，都具有能量 4. 地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近.自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向，这就是指南针的原理. 太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场. 5. 磁偏角：地磁场磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角，磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角. 考点分析 例1.下列关于磁场的说法中，正确的是(    ) A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C．电流与电流之间是通过电场发生作用的 D．磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生 例2.维修电器的师傅通常用螺丝刀直接吸附小螺丝钉，对吸附螺丝钉现象的正确解释是 A．螺丝钉被磁化 B．螺丝钉被感应带电 C．螺丝钉被摩擦带电 D．螺丝钉被接触带电 例3.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 例4.下列关于磁铁的使用的说法中不正确的是 （    ） A．磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱 B．原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性 C．对磁铁加热会使磁铁的磁性减弱 D．永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变 例5.宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星"周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示 B．距“磁星”很远处磁感线中断 C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D．“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切 知识梳理 三：磁感线 1．定义：用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线． 2．特点： (1)磁感线的疏密表示磁场的强弱． (2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向． 3.常见永磁体的磁场(见下图) 4.安培定则 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 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 环形电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管 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 四、磁感应强度 1．定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度． 2．定义式：B＝. 3．单位：特斯拉，简称特，符号为T. 4．B反映了磁场的强弱． 5．磁感应强度是矢量，小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向． 五、匀强磁场 1．概念：各点磁感应强度大小相等、方向相同的磁场． 2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线． 六、磁通量 1．定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积．即Φ＝BS. 2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度的乘积表示磁通量． 3．单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 T·m2. 4．引申：B＝，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量． 技巧方法归纳： 1.磁通量的计算： (1)公式：Φ＝BS. 适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直． (2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ.其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示． 2．磁通量的正负：磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时则为负值． 3．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)． 考点分析 考点一：磁感线 例1.如图所示为通电螺线管产生的磁场，对a、b两点磁感应强度的描述，下列说法正确的是（　　） A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同 C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同 例2.一小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图所示。下列分析正确的是（　　） A．N极指向该点磁场方向 B．S极指向该点磁场方向 C．该磁场是匀强磁场 D．a点的磁场方向与图中小磁针北极所指一致 例3.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．电场线和磁感线都是一条闭合有方向的曲线 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 例4.关于电场线和磁感线，下图描绘错误的是（　　） A． B． C． D． 考点二：安培定则 例1.如图所示、一带正电的金属环绕轴OO′以角速度匀速旋转、方向如图所示，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（　　）    A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 例2.如图所示，竖直导线通有向上的电流，其附近水平放有一枚小磁针。不考虑地磁场和摩擦力的影响，稳定时小磁针指向正确的是（　　） A． B． C． D． 例3.把一根通电的硬直导线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，导线中的电流方向由a指向b。虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，磁场源都放在导线正下方且呈中间对称，则下列图中的磁场源不可能是（　　） A．蹄形磁铁 B．通电螺线管 C．条形磁铁 D．环形电流 考点三：磁感应强度、磁通量 例1.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a，b，c，d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　） A．a点磁感应强度的值最大 B．c点磁感应强度的值最大 C．c，d两点的磁感应强度大小相等 D．a，d两点的磁感应强度大小相等 例2.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． 例3.如图所示，空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），水平放置一根通电长直导线。已知a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四等分点，其中b、d位于竖直直径上，且a点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场的方向竖直向下 B．b点的磁感应强度大小为 C．c点的磁感应强度大小为 D．通电导线在d点的磁感应强度方向水平向右 例4.如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（　　） A．a点与b点的磁感应强度不相同 B．a点与c点的磁感应强度不相同 C．a点与d点的磁感应强度不相同 D．两根导线相互吸引 例5.关于磁感应强度和磁通量，下列说法正确的是（　　） A．由可知，与成正比，与成反比 B．一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，该处不一定没有磁场 C．磁感应强度越大，磁通量一定越大 D．通过某个面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零 例6.下列有关磁场的四个表述，说法正确的是（　　） A．磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的 B．由定义式可知，电流越大，导线越长，某点的磁感应强度就越小 C．磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度不一定为零 D．闭合线圈面积越大，穿过线圈的磁通量就越大 巩固练习 一、单选题 1．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 2．如图所示，E、F、P和Q是位于条形磁铁周围的四个点，这四个点中磁感应强度最大的是（　　） A．E点 B．F点 C．P点 D．Q点 3．如图所示，当带负电的圆环顺时针方向转动时，环中点处的磁场方向是（    ） A．沿着纸面向上 B．沿着纸面向下 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 4．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向外的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F。方向沿x轴正方向。则关于匀强磁场的磁感应强度的方向和大小，说法正确的是（　　）。 A．只能沿x轴正方向 B．可能在xOy平面内，大小为 C．可能在zOy平面内，大小为 D．可能在xOy平面内，大小为 6．中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　） A．“司南之杓”可以用铜为材料制作 B．“柢”相当于磁体的S极 C．地球的磁场是人为想象出来的 D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 7．某磁场的磁感线分布如图所示，则a、b两点磁感应强度B的大小关系是（　　） A．a点磁感应强度大于b点 B．b点磁感应强度大于a点 C．a、b两点磁感应强度一样大 D．无法确定 8．磁贴纱窗的水平软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是（　　）    A．磁感线不是封闭的曲线，可以相交于一点 B．软磁条内部之间的磁感线方向应由指向 C．软磁条的位置应为N极 D．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 9．图中a、b为两根互相垂直的无限长直导线，导线中通有大小相等、方向如图的电流，O为a、b最短连线上的中点，A、B、C、D分别是纸面内正方形的四个顶点。下列选项正确的是（　　） A．O点的磁感应强度为0 B．A点与C点磁感应强度的大小相等 C．B点与D点磁感应强度的方向相同 D．撤去b导线，O点磁感应强度的方向垂直纸面向里 10．两根通有相同电流的长直导线垂直于平面固定在、两点，电流方向垂直于平面向里，此时点的磁感应强度为B。若将M点的电流方向变为垂直于平面向外，P点的磁感应强度为，则（　　） A．的大小是B的倍，方向相同 B．的大小是B的倍，方向垂直 C．与B大小相等，方向相同 D．与B大小相等，方向垂直 二、多选题 11．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。下列说法正确的是（    ） A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 B．电磁铁用的铁芯应选用不易退磁的材料 C．工作时AB接线柱应接入稳恒电流 D．当电流从B接线柱流入时，电磁铁吸引小磁铁向下运动，则小磁铁的下端为S极 12．有两根长直导线a、b互相平行放置，如下图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是（　　） A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 13．如图，两根通有等大、反向电流的长直导线A、B垂直纸面固定，acbd为正方形，其中心O及a、b在A、B连线上，则（　　） A．O点的磁感应强度大于d点的磁感应强度 B．d点的磁感应强度大于c点的磁感应强度 C．d点的磁感应强度与c点的磁感应强度相同 D．a点的磁感应强度与b点的磁感应强度不同 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版2019必修第三册复习讲义 第十二讲 磁场 知识梳理 一：磁现象 (1)磁性：磁体吸引铁质物体的性质． (2)磁极：磁体上磁性最强的区域． ①北极：自由转动的磁体，静止时指北的磁极，又叫N极． ②南极：自由转动的磁体，静止时指南的磁极，又叫S极． 2．电流的磁效应 (1)发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中，把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针转动了． (2)实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元． 3．电流、磁体间的相互作用 (1)磁体与磁体间存在相互作用． (2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力． (3)两条通电导线之间也有作用力． 二．磁场 1．磁体、电流间的相互作用 (1)磁体与磁体间存在相互作用. (2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力. (3)两条通电导线之间也有作用力. 同向电流相互吸引，异相电流相互排斥； 2．磁场 (1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质. (2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导线有力的作用. (3)磁场的产生：①永磁体周围存在磁场； ②电流周围存在磁场——电流的磁效应； ③运动的电荷周围存在磁场——磁现象的本质； 3．电场与磁场的比较 电场 磁场 场源 电荷 磁体、电流、运动电荷 基本性质 对放入其中的电荷有电场力的作用 对放入其中的磁体、通电导线有磁场力的作用 相同点 磁场和电场都是客观存在的特殊物质，都具有能量 4. 地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近.自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向，这就是指南针的原理. 太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场. 5. 磁偏角：地磁场磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角，磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角. 考点分析 例1.下列关于磁场的说法中，正确的是(    ) A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C．电流与电流之间是通过电场发生作用的 D．磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生 【答案】A 【详解】AB.磁场和电场都是客观存在的特殊物质，它存在于磁体及电流周围，磁体之间发生相互作用是通过磁场产生的，磁场是客观存在的，不是人为规定的，故A正确，B错误； C.电流与电流之间是通过磁场发生相互作用的，故C错误； D. 磁体及电流周围都存在磁场，磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生作用的，故D错误。 故选：A 例2.维修电器的师傅通常用螺丝刀直接吸附小螺丝钉，对吸附螺丝钉现象的正确解释是 A．螺丝钉被磁化 B．螺丝钉被感应带电 C．螺丝钉被摩擦带电 D．螺丝钉被接触带电 【答案】A 【详解】维修电器的师傅把螺丝刀碰一下磁铁，螺丝刀被磁化，螺丝刀磁化后使螺丝钉吸附在螺丝刀上，便于使用，故A正确，BCD错误． 例3.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。 例4.下列关于磁铁的使用的说法中不正确的是 （    ） A．磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱 B．原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性 C．对磁铁加热会使磁铁的磁性减弱 D．永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变 【答案】D 【详解】磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱，原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性，对磁铁加热会使磁铁的磁性减弱，故ABC正确，D错误。 故选D。 例5.宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星"周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示 B．距“磁星”很远处磁感线中断 C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D．“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切 【答案】A 【详解】A．“磁星"周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示，选项A正确； B．磁感线是闭合的曲线，则距“磁星”很远处磁感线不会中断，选项B错误； C．在“磁星”外部和内部都有磁场，内部和外部磁感线组成闭合的曲线，选项C错误； D．“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，但是磁感线不可能相切，选项D错误。 故选A。 知识梳理 三：磁感线 1．定义：用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线． 2．特点： (1)磁感线的疏密表示磁场的强弱． (2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向． 3.常见永磁体的磁场(见下图) 4.安培定则 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 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 环形电流 内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺线管 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 四、磁感应强度 1．定义：一段通电直导线垂直放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度． 2．定义式：B＝. 3．单位：特斯拉，简称特，符号为T. 4．B反映了磁场的强弱． 5．磁感应强度是矢量，小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向． 五、匀强磁场 1．概念：各点磁感应强度大小相等、方向相同的磁场． 2．磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线． 六、磁通量 1．定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积．即Φ＝BS. 2．拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度的乘积表示磁通量． 3．单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb,1 Wb＝1 T·m2. 4．引申：B＝，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量． 技巧方法归纳： 1.磁通量的计算： (1)公式：Φ＝BS. 适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直． (2)若磁感线与平面不垂直，则Φ＝BScos θ.其中Scos θ为面积S在垂直于磁感线方向上的投影面积S1，如图所示． 2．磁通量的正负：磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时则为负值． 3．磁通量可用穿过某一平面的磁感线条数表示．若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)． 考点分析 考点一：磁感线 例1.如图所示为通电螺线管产生的磁场，对a、b两点磁感应强度的描述，下列说法正确的是（　　） A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同 C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同 【答案】D 【详解】因ab两处磁感线密集程度不同，可知两点的磁感应强度大小不同；磁感线的切线方向为该处的磁场方向，可知两点的磁感应强度方向不同。 故选D。 例2.一小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图所示。下列分析正确的是（　　） A．N极指向该点磁场方向 B．S极指向该点磁场方向 C．该磁场是匀强磁场 D．a点的磁场方向与图中小磁针北极所指一致 【答案】A 【详解】A．物理学上规定：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，故A正确； B．该点的磁场方向与S极指的方向相反，故B错误； C．由图看出，该磁场的磁感线分布不均匀，说明各处的磁感应强度不是处处相同，所以该磁场不是匀强磁场，故C错误； D．a点的磁场方向沿磁感线的切线方向：斜向右上方，故D错误。 故选A。 例3.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．电场线和磁感线都是一条闭合有方向的曲线 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 【答案】D 【详解】A．电场线和磁感线都不是电场或磁场中实际存在的线，选项A错误； B．磁场中两条磁感线一定不相交，在复杂电场中的电场线也不可以相交，因为如果相交，交点电场强度方向将有两个不同的方向，与实际不符，选项B错误； C．电场线是从正电荷或无穷远出发终止于负电荷或无穷远，不是闭合曲线，磁感线是一条闭合曲线，选项C错误； 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，选项D正确。 故选D。 例4.关于电场线和磁感线，下图描绘错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AB 【详解】A．电场线切线方向即为电场的方向，某一点的电场方向不可能有两个，则电场线不可能相交，故A错误，符合题意； B．蹄形磁铁外部磁感线由N极指向S极，图中S极下方磁感线方向错误，故B错误，符合题意； C．地球磁场磁感线在外部由南极指向北极，故C正确，不符合题意； D．根据安培定则可知如图所示磁感线方向正确，故D正确，不符合题意。 故选AB。 考点二：安培定则 例1.如图所示、一带正电的金属环绕轴OO′以角速度匀速旋转、方向如图所示，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（　　）    A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 【答案】D 【详解】转动带电环可以等效为环形电流，根据右手螺旋定则，圆环左侧磁场方向向右，故最后小磁针N极沿轴线向右。 故选D。 例2.如图所示，竖直导线通有向上的电流，其附近水平放有一枚小磁针。不考虑地磁场和摩擦力的影响，稳定时小磁针指向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】竖直导线通有向上的电流，根据右手螺旋定则可知，磁场方向为逆时针方向；则稳定时图中小磁针的N极应沿着所在位置的切线方向指向外。 故选A。 例3.把一根通电的硬直导线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，导线中的电流方向由a指向b。虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，磁场源都放在导线正下方且呈中间对称，则下列图中的磁场源不可能是（　　） A．蹄形磁铁 B．通电螺线管 C．条形磁铁 D．环形电流 【答案】D 【详解】图A和图C的永久性磁铁均可以形成如图所示的磁场；图B中通电螺线管的磁场与图C中条形磁铁的磁场相似，也可形成如图所示的磁场；图D中环形电流的磁场是垂直纸面方向的，不能形成图示中的磁场。 故选D。 考点三：磁感应强度、磁通量 例1.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a，b，c，d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　） A．a点磁感应强度的值最大 B．c点磁感应强度的值最大 C．c，d两点的磁感应强度大小相等 D．a，d两点的磁感应强度大小相等 【答案】A 【详解】用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，如图所示 根据磁场的叠加原理可知，a点的磁场最强，c点的磁场最弱。 故选A。 例2.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。 例3.如图所示，空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），水平放置一根通电长直导线。已知a、b、c、d是以直导线为圆心的圆周上的四等分点，其中b、d位于竖直直径上，且a点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场的方向竖直向下 B．b点的磁感应强度大小为 C．c点的磁感应强度大小为 D．通电导线在d点的磁感应强度方向水平向右 【答案】B 【详解】A．由于a点的磁感应强度大小为0，故通电长直导线在a点产生磁场与匀强磁场等大反向，右手定则可知通电长直导线在a点产生竖直向下的磁场，故匀强磁场的方向竖直向上，故A错误； B．右手定则可知通电长直导线在b点产生水平向右的磁场且磁场强度大小为B，故由平行四边形定则，可知b点的磁感应强度大小 故B正确； C．右手定则可知通电长直导线在c点产生竖直向上的磁场且磁场强度大小为B，由磁场叠加原理可知该点磁场强度大小 故C错误； D．右手定则可知通电长直导线在d点产生水平向左的磁场，故D错误。 故选B。 例4.如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（　　） A．a点与b点的磁感应强度不相同 B．a点与c点的磁感应强度不相同 C．a点与d点的磁感应强度不相同 D．两根导线相互吸引 【答案】AC 【详解】ABC．通电直导线在周围形成的磁场，大小为，方向由安培定则可知垂直于点到导线垂直线段，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。a与b点的合磁感应强度方向不同；a与d点的合磁感应强度方向不同；故AC正确，B错误； D．两平行的通电相反的直导线之间是互相排斥的，故D错误； 故选AC。 例5.关于磁感应强度和磁通量，下列说法正确的是（　　） A．由可知，与成正比，与成反比 B．一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，该处不一定没有磁场 C．磁感应强度越大，磁通量一定越大 D．通过某个面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零 【答案】B 【详解】A．磁感应强度由磁场本身性质决定，于和大小无关，故A错误； B．一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，可能导线与磁场方向平行，该处不一定没有磁场，故B正确； C．若某个面与磁场平行，磁通量一直为零，磁感应强度越大，故磁通量不一定越大，故C错误； D．通过某个面的磁通量为零，可能磁场与该面平行，故该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。 故选B。 例6.下列有关磁场的四个表述，说法正确的是（　　） A．磁场是客观存在的一种物质，磁感线也是真实存在的 B．由定义式可知，电流越大，导线越长，某点的磁感应强度就越小 C．磁场中的一小段通电导线在该处受力为零，此处磁感应强度不一定为零 D．闭合线圈面积越大，穿过线圈的磁通量就越大 【答案】C 【详解】A．磁场是客观存在的物质，但磁感线是人为假想的曲线，用于描述磁场分布，并非真实存在。故A错误。 B．磁感应强度由磁场本身决定，与电流和导线长度无关。公式是定义式，仅用于计算的大小，但的实际值取决于磁场源和位置，而非或。故B错误。 C．通电导线受力，当导线方向与磁场平行（或）时，，此时，但本身可能不为零。故C正确。 D． 磁通量，其大小取决于磁感应强度、面积和磁场与线圈的夹角。若或，即使S增大，仍为零。故D错误。 故选C。 巩固练习 一、单选题 1．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。 2．如图所示，E、F、P和Q是位于条形磁铁周围的四个点，这四个点中磁感应强度最大的是（　　） A．E点 B．F点 C．P点 D．Q点 【答案】D 【详解】根据磁感应线密的地方磁场强可知，Q点的磁感应强度最大，故ABC错误、D正确。 故选D。 3．如图所示，当带负电的圆环顺时针方向转动时，环中点处的磁场方向是（    ） A．沿着纸面向上 B．沿着纸面向下 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 【答案】D 【详解】带负电的圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向，由右手螺旋定则可得：弯曲四指指向电流方向，大拇指方向为内部磁场方向，所以内部磁场应垂直于纸面向外。 故选D。 4．当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向外的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．已知通电直导线中电流的方向，根据右手螺旋定则，可知A、B选项的图中小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极垂直纸面向里，故AB错误； C．根据右手螺旋定则，可知小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极垂直纸面向外，故C正确； D．根据右手螺旋定则，结合电流的方向，可知通电螺线管内部的磁场方向由右向左，则小磁针静止时N极指向左，故D错误。 故选C。 5．如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F。方向沿x轴正方向。则关于匀强磁场的磁感应强度的方向和大小，说法正确的是（　　）。 A．只能沿x轴正方向 B．可能在xOy平面内，大小为 C．可能在zOy平面内，大小为 D．可能在xOy平面内，大小为 【答案】C 【详解】已知电流沿y轴负方向，安培力方向沿x轴正方向，根据左手定则判断得知匀强磁场的磁感应强度在zOy平面内。设磁场与导线的夹角为，则 当时，由 B有最小值为 当时， 所以符合条件。 故选C。 6．中国作为文明古国，其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体，放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是（　　） A．“司南之杓”可以用铜为材料制作 B．“柢”相当于磁体的S极 C．地球的磁场是人为想象出来的 D．“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力 【答案】B 【详解】A．铜不能被磁化，“司南之杓”不可以用铜为材料制作，故A错误； B．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质是一块磁铁，在地磁场的作用下，静止时其勺柄指向南方，即指向地磁的北极，根据地磁场的特点可知，“柢”相当于磁体的S极，故正确； C．地球的磁场是真实存在的，故C错误； D．柢能够指南是因为受到地磁场的作用力，故D错误。 故选B。 7．某磁场的磁感线分布如图所示，则a、b两点磁感应强度B的大小关系是（　　） A．a点磁感应强度大于b点 B．b点磁感应强度大于a点 C．a、b两点磁感应强度一样大 D．无法确定 【答案】A 【详解】根据磁感线的疏密程度可知a点磁感应强度大于b点，故A正确，BCD错误。 故选A。 8．磁贴纱窗的水平软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是（　　）    A．磁感线不是封闭的曲线，可以相交于一点 B．软磁条内部之间的磁感线方向应由指向 C．软磁条的位置应为N极 D．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 【答案】B 【详解】A．磁感线是封闭的曲线，彼此不相交，故A错误； B．磁感线是封闭的曲线，根据图中软磁条的外部之间的磁感线方向可知，软磁条内部之间的磁感线方向应由指向，故B正确； C．软磁条的位置应为S极，故C错误； D．磁场是真实存在的，但磁感线是理想模型，不是真实存在的，故D错误。 故选B。 9．图中a、b为两根互相垂直的无限长直导线，导线中通有大小相等、方向如图的电流，O为a、b最短连线上的中点，A、B、C、D分别是纸面内正方形的四个顶点。下列选项正确的是（　　） A．O点的磁感应强度为0 B．A点与C点磁感应强度的大小相等 C．B点与D点磁感应强度的方向相同 D．撤去b导线，O点磁感应强度的方向垂直纸面向里 【答案】B 【详解】A．根据安培定则可知，a导线在O点产生的磁感应强度的方向应垂直于纸面向外，b导线在O点产生的磁感应强度的方向应竖直向上，所以合磁感应强度不为零，故A错误； B．由于A、C点关于ab对称，且A点与C点到两导线的距离相等，则A点与C点磁感应强度的大小相等，故B正确； C．根据磁感应强度的叠加法则可知，B点与D点磁感应强度的大小相等，方向不同，故C错误； D．根据安培定则可知，撤去b导线，O点磁感应强度的方向垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 10．两根通有相同电流的长直导线垂直于平面固定在、两点，电流方向垂直于平面向里，此时点的磁感应强度为B。若将M点的电流方向变为垂直于平面向外，P点的磁感应强度为，则（　　） A．的大小是B的倍，方向相同 B．的大小是B的倍，方向垂直 C．与B大小相等，方向相同 D．与B大小相等，方向垂直 【答案】D 【详解】如图所示 根据安培定则可知，当M点的电流方向垂直于纸面向里时，P点的磁感应强度沿x轴正方向，由矢量的叠加原理，可知大小等于每根导线在P点产生磁场磁感应强度大小的倍；当M点的电流方向垂直于纸面向外时，P点的磁感应强度沿y轴正方向，大小与B相等。 故选D。 二、多选题 11．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。下列说法正确的是（    ） A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 B．电磁铁用的铁芯应选用不易退磁的材料 C．工作时AB接线柱应接入稳恒电流 D．当电流从B接线柱流入时，电磁铁吸引小磁铁向下运动，则小磁铁的下端为S极 【答案】AD 【详解】A B．当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，故电磁铁的工作原理是电流的磁效应；根据电磁铁的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通电时，要有磁性，因此铁芯应选用易磁化和退磁的软磁性材料，故A正确，B错误； C．当A、B间接入恒定电流时，电磁铁的磁场始终保持一个方向，小磁铁将只能被吸引或排斥，如果接入的是交流电，电磁铁的磁场方向在不断变化，从而可以使小磁铁不断地与电磁铁之间有吸引和排斥的作用，使得弹性金属片上下振动，故A、B间应接入交流电，故C错误； D．当电流从电磁铁的接线柱B流入时，根据右手螺旋定则可知电磁铁的下端为S极，上端为N极；吸引小磁铁向下运动，根据磁铁同极相斥，异极相吸的特性可知，小磁铁的下端为S极，故D正确。 故选AD。 12．有两根长直导线a、b互相平行放置，如下图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是（　　） A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同 B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 【答案】BD 【详解】AB．根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反．故A错误，B正确； CD．只有当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时，合磁感应强度才为零，则知只有O点的磁感应强度为零．故C错误，D正确； 故选BD。 13．如图，两根通有等大、反向电流的长直导线A、B垂直纸面固定，acbd为正方形，其中心O及a、b在A、B连线上，则（　　） A．O点的磁感应强度大于d点的磁感应强度 B．d点的磁感应强度大于c点的磁感应强度 C．d点的磁感应强度与c点的磁感应强度相同 D．a点的磁感应强度与b点的磁感应强度不同 【答案】AC 【详解】A．设导线A、B中的电流分别为与，由题意可知，在各点产生的磁场如图所示 、在O点产生的磁感应强度相同，设大小均为，则O点的磁感应强度大小 、在d点产生的磁感应强度大小 则d点的磁感应强度大小 由于， 所以 故A正确； BC．由图知，d点的磁感应强度与c点的磁感应强度大小相等、方向相同，故B错误，C正确； D．在a点产生的磁感应强度与在b点产生的磁感应强度相同，在b点产生的磁感应强度与在a点产生的磁感应强度相同，所以a点的磁感应强度与b点的磁感应强度相同，故D错误。 故选AC。 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $