内容正文:
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第1节 磁场 磁感线(强基课逐点理清物理观念)
课标要求
层级达标
1.能列举磁现象在生产生活中的应用。
2.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。
3.关注与磁相关的现代技术发展。
学考
层级
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。
选考
层级
理解安培定则,会用安培定则判断电流的磁场方向。
逐点清(一) 电和磁的联系 磁场
[多维度理解]
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 。
[微点拨] 对磁场性质的理解
基本特性
对放入其中的磁体、电流和运动电荷产生力的作用
客观性
磁场虽然不是由分子、原子组成的,但是它与常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质
特殊性
磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,它是以一种场的形式存在的
方向性
自由小磁针静止时,N极的指向即为该处的磁场方向,或小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)磁极与磁极之间是直接发生作用的。 ( )
(2)磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种物质。 ( )
(3)磁场是客观存在的一种特殊物质。 ( )
(4)磁场的存在与否取决于人的思想,想其有则有,想其无则无。 ( )
2.(2024·辽宁1月学考)我国是最早发现磁现象、应用磁现象的国家。下列不属于磁现象的是 ( )
A.磁体对周围通电导线产生作用力
B.两个静止带电体之间存在相互作用力
C.两条平行通电导线之间存在相互作用力
D.物理学家奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转
3.如图所示,关于磁体、电流间的相互作用,下列说法正确的是 ( )
A.甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B.乙图中,磁体对通电导体的力的作用是通过磁体的电场发生的
C.丙图中,电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D.丙图中,电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
逐点清(二) 磁感线
[多维度理解]
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 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,使曲线上每一点的 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。
[微点拨]
关于磁感线的两点提醒
(1)磁体外部的磁感线从N极指向S极,内部从S极指向N极,磁感线是闭合曲线。
(2)磁感线在空间不相交。
[全方位练明]
1.关于磁场的说法正确的是 ( )
A.磁感线和电场线一样,是不闭合的
B.因地磁场影响,在进行奥斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最明显
C.沿着磁感线的方向,磁场逐渐减弱
D.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
2.(2025·海川阶段练习)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,任意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
3.某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.a点的磁场大于b点
B.b点的磁场大于c点
C.c点的磁场大于a点
D.a、b、c点的磁场一样大
逐点清(三) 安培定则
[多维度理解]
1.直线电流的磁场
安培定则:如图甲所示,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。
2.环形电流的磁场
安培定则:如图乙所示,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。
3.通电螺线管的磁场
安培定则:如图丙所示,用右手握住螺线管,让右手弯曲的四指与 一致,伸直的拇指所指的方向就是 磁场的方向。
[微点拨] 三种常见的电流的磁场
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垂直于导线的多组同心圆,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,外部类似条形磁体,方向由N极指向S极
[典例] 如图所示,螺线管中通有电流,如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针,其中a在螺线管内部,则 ( )
A.放在a处的小磁针的N极向左
B.放在b处的小磁针的N极向左
C.放在c处的小磁针的S极向右
D.放在a处的小磁针的N极向右
[解题指导]
(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。
(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)通电圆环在圆心处产生的磁场与圆环平面垂直。 ( )
(2)放置在通电螺线管中心处的小磁针稳定时N极指向螺线管的S极。 ( )
(3)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。 ( )
2.(2025·常州阶段练习)如图所示,当开关K闭合后,小磁针指向不变的是 ( )
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第1节 磁场 磁感线
逐点清(一)
[多维度理解]
1.排斥 吸引 2.上方 磁效应 电与磁 3.磁场 物质
[全方位练明]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.选B 磁体对周围通电导线产生作用力属于磁现象,A项不符合题意;两个静止带电体之间存在相互作用力属于静电力,不属于磁现象,B项符合题意;两条平行通电导线之间存在相互作用力属于磁现象,C项不符合题意;物理学家奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转属于磁现象,D项不符合题意。
3.选C 题图甲中,电流对小磁针的力的作用是通过电流的磁场发生的;题图乙中,磁体对通电导体的力的作用是通过磁体的磁场发生的;题图丙中,电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的。综上所述,选项C正确。
逐点清(二)
[多维度理解]
1.N极 2.(1)切线方向 (2)①疏密 较密 较疏 ②切线方向
[全方位练明]
1.选B 磁场的磁感线是闭合的,故A错误;通电导线南北放置时,地磁场影响最小,此时实验现象最明显,故B正确;磁场的强弱用磁感线的疏密表示,与磁感线的方向无关,故C错误;磁感线是闭合的曲线,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故D错误。
2.选C 电场线和磁感线都是假想的曲线,并不存在,故A错误;电场线不闭合,而磁感线是闭合的曲线,故B错误;任意两条磁感线一定不相交,任意两条电场线也不相交,否则交点处有两个方向,违反唯一性的特点,故C正确;电场线越密的地方,电场强度越大,根据F=qE,可知同一试探电荷所受的电场力越大,故D错误。
3.选B 磁感线的密集程度表示磁场的强弱,故可知b点的磁场大于a点,a点的磁场大于c点。故选B。
逐点清(三)
[多维度理解]
1.右手 弯曲的四指 2.弯曲的四指 伸直的拇指所指的方向 3.螺线管电流的方向 螺线管轴线上
[典例] 选D 由安培定则可知,通电螺线管的磁场如图所示,右端为N极,左端为S极,在a点磁场方向向右,则放在a处的小磁针的N极向右,A项错误,D项正确;在b点磁场方向向右,则放在b处的小磁针的N极向右,B项错误;在c点磁场方向向右,则放在c处的小磁针的N极向右,S极向左,C项错误。
[全方位练明]
1.(1)√ (2)× (3)√
2.选D A选项图中,开关K闭合后,根据安培定则可知,小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向外,小磁针指向在磁场力作用下将发生变化,故A错误;B选项图中,开关K闭合后,根据安培定则可知,左侧小磁针所在位置的磁场方向竖直向下,下方小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向里,小磁针指向在磁场力作用下将发生变化,故B错误;C选项图中,开关K闭合后,根据安培定则可知,小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向里,小磁针指向在磁场力作用下将发生变化,故C错误;D选项图中,开关K闭合后,根据安培定则,结合蹄型磁体的磁场分布特征可知,小磁针所在位置的磁场方向水平向左,磁场方向与小磁针指向相同,可知小磁针指向不会发生变化,故D正确。
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