内容正文:
2.1 磁场 磁感线
目录
【知识梳理】 1
一、电和磁的联系 1
二、磁场 1
三、磁感线 2
四、安培定则 3
【重点突破】 4
一、磁场与磁感线 4
二、安培定则 4
三、安培分子假说 5
【随堂练习】 5
一、电和磁的联系
1.磁现象
(1)磁性:物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。
(2)磁体:天然磁石和人造磁铁都叫作磁体。
(3)磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫作南极(S极),指北的磁极叫作北极(N极)。
(4)磁极间相互作用规律:自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
2.电流的磁效应
(1)1820年,奥斯特发现:把一根导线南北平行地放在磁针的上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,说明电流能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
(2)电流磁效应的发现,用实验展示了电与磁的联系,说明电与磁之间存在相互作用。
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。
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)磁场的存在形式:磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,不是以微粒的形式存在,而是以场的形式存在。
(3)磁场的方向:在磁场中的某一点,小磁针N极受力的方向,也就是小磁针静止时N极所指的方向,就是这一点的磁场方向。
(4)磁场的基本性质:磁极与磁极之间,磁极与电流之间,电流与电流之间都是通过磁场相互作用的,磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线能产生力的作用。
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静电力的作用
对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷有磁场力的作用
相同点
磁场和电场都是客观存在的特殊物质,都具有能量
三、磁感线
1.定义:磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。
2.物理意义:用来形象地描述磁场的强弱和方向,并不真正存在。
3.描述方法:磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱。
4.磁感线的特点
(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;磁场方向即过该点的磁感线的切线方向。
(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。
5.常见永磁体的磁场磁感线分布
四、安培定则
1.直线电流的磁场
安培定则: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。
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感线的方向。
3.通电螺线管的磁场
安培定则:右手握住螺线管,让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螺线管内部磁感线的方向。
4.常见的三种电流磁感线分布
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直线电流
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
5.安培分子电流假说
(1)安培认为,在物质内部,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。
(2)磁现象的电本质:安培的分子电流假说揭示了磁场的起源,它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由运动电荷产生的。
一、磁场与磁感线
【例题1】《梦溪笔谈》中记载“方家以磁石磨针锋,则能指南”,表明古人对磁场已有初步认识。条形磁铁周围磁感线分布如图所示,磁场中有a、b、c、d四点,其中磁场方向平行于条形磁铁且磁感应强度最大的点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【变式1】某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列说法正确的是( )
A.磁感线是闭合的曲线
B.a点的磁感应强度大于b点
C.a、b、c点的磁感应强度一样大
D.c点没有磁感线,故该点没有磁场
二、安培定则
【例题2】图示为静止在未通电导线环中心的小磁针。当导线环中沿逆时针方向通过恒定电流时,小磁针再次静止时极将指向( )
A.水平向右 B.水平向左 C.环面向里 D.环面向外
【变式2】如图所示,一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方,此时小磁针的N极向纸内偏转,这一束粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的负离子束
C.向右飞行的电子束 D.向左飞行的电子束
三、安培分子假说
【例题3】如图是铁棒被磁化前、后内部各分子电流取向分布情况,根据所学的磁化知识判断下列说法正确的是( )
A.甲图是磁化后的分子电流取向分布
B.乙图反映磁化后的分子电流取向变得大致相同
C.铁棒被磁化后其磁性将一直保持,不再变化
D.铁棒被磁化后可通过加热的方式增强其磁性
【变式3】某款小型加磁器如图所示,当把螺丝刀放入加磁孔时,螺丝刀会被磁化从而吸引轻质铁钉,当把螺丝刀放入消磁孔时,螺丝刀会退磁(失去磁性)。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流
B.退磁时螺丝刀内部的分子电流会减弱
C.磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得杂乱无章
D.磁化后的螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会减弱或消失
1.东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图所示,司南指南是因为地球存在地磁场,则下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极
B.“其柢指南”中“南”指的是地磁南极
C.司南可以用任意金属材料制成
D.“柢”能指南说明“柢”周围客观存在一条条磁感线
2.如图所示,三个相同的环形磁铁串在光滑木质支架上,且磁铁2、3处于悬空状态。已知磁铁1的上部是极,1与2、2与3之间的距离分别用、表示,待磁铁稳定后,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.磁铁2的上部是极
D.磁铁3的上部是S极
3.如图甲所示,头发碎屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,碎屑就按电场强度的方向排列出来,显示出电场线的分布情况。如图乙所示,在条形磁体上方放置一块玻璃板,在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,轻敲玻璃板,细铁屑就能显示出磁感线的分布情况。下列说法正确的是( )
A.图甲、乙能证明电场线、磁感线客观存在
B.图甲显示的是匀强电场中电场线的分布情况
C.图乙中细铁屑越多的位置,磁场越弱
D.图乙中细铁屑在磁场里磁化成了“小磁针”,“小磁针”静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
4.如图所示,将小磁针依次置于条形磁体附近a、b、c、d四处,小磁针静止时N极指向正确的是( )
A.a B.b C.c D.d
5.为解释地磁场的磁性,安培假设地球的磁场是由地球绕过地心的轴转动形成电流引起的。假设地球带负电荷,为了形成如图所示的地磁场,下列四幅图能正确表示地球自转方向的是( )
A. B.
C. D.
6.安培用“分子电流”假说说明了物质具有磁性的原因,下列关于甲、乙铁棒说法正确的是( )
A.甲棒、乙棒均已磁化 B.甲棒、乙棒均未磁化
C.甲棒未磁化,乙棒已磁化 D.甲棒已磁化,乙棒未磁化
7.关于下列四幅图的分析正确的是( )
A.甲图中小磁针静止时位置如图,则通电直导线的电流方向从上往下
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源左侧为正极
D.丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近
8.安培认为,在物质内部,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。若某一物质微粒两侧磁极如图所示,下列利用安培定则判断电流方向正确的是( )
A. B.
C. D.
9.小冬学习磁学知识后,想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况,做了如图所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是( )
A. B.
C. D.
10.奥斯特实验说明了( )
A.磁场的存在 B.磁场的方向性
C.电流可以产生磁场 D.磁体间有相互作用
11.把水平直导线放置在一小磁针的正上方:导线未通电时,导线和小磁针方向如图所示,当导线中通以由南向北方向的电流时,则小磁针静止时N极指向( )
A.西偏北方向 B.东偏北方向 C.西偏南方向 D.东偏南方向
12.下列常见磁场的磁感线分布图,正确的是( )
A. B.
C. D.
13.下列关于图中的相关判断和描述正确的是( )
A.甲图中匀强电场中任意两点的电势相等
B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的
C.丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
D.丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
14.(多选)如图,、是水平放置的通电螺线管轴线上的两点,是螺线管轴线中点,、是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点,则在该通电螺线管产生的磁场中下列关于4个点的说法中正确的是( )
A.点处的磁感应强度大于点
B.点处的磁感应强度大于点
C.点处的磁感应强度大于点
D.点处的磁感应强度大于点
15.(多选)如图(a)所示,静止在水平桌面上的磁悬浮地球仪由质量分别为m和M的地球模型和底座构成,悬浮原理如图(b)所示,当底座内线圈通电时,地球模型受到磁场作用而悬浮起来,取重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.底座对桌面的压力大小为
B.线圈电流在软铁内产生的磁场向上
C.图中线圈的a端须连接电源的正极
D.增大线圈电流,地球模型平衡后受到磁场作用力变大
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2.1 磁场 磁感线
目录
【知识梳理】 1
一、电和磁的联系 1
二、磁场 1
三、磁感线 2
四、安培定则 3
【重点突破】 4
一、磁场与磁感线 4
二、安培定则 5
三、安培分子假说 6
【随堂练习】 7
一、电和磁的联系
1.磁现象
(1)磁性:物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。
(2)磁体:天然磁石和人造磁铁都叫作磁体。
(3)磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫作南极(S极),指北的磁极叫作北极(N极)。
(4)磁极间相互作用规律:自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
2.电流的磁效应
(1)1820年,奥斯特发现:把一根导线南北平行地放在磁针的上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,说明电流能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
(2)电流磁效应的发现,用实验展示了电与磁的联系,说明电与磁之间存在相互作用。
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。
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)磁场的存在形式:磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,不是以微粒的形式存在,而是以场的形式存在。
(3)磁场的方向:在磁场中的某一点,小磁针N极受力的方向,也就是小磁针静止时N极所指的方向,就是这一点的磁场方向。
(4)磁场的基本性质:磁极与磁极之间,磁极与电流之间,电流与电流之间都是通过磁场相互作用的,磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线能产生力的作用。
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静电力的作用
对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷有磁场力的作用
相同点
磁场和电场都是客观存在的特殊物质,都具有能量
三、磁感线
1.定义:磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。
2.物理意义:用来形象地描述磁场的强弱和方向,并不真正存在。
3.描述方法:磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱。
4.磁感线的特点
(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;磁场方向即过该点的磁感线的切线方向。
(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。
5.常见永磁体的磁场磁感线分布
四、安培定则
1.直线电流的磁场
安培定则: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。
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感线的方向。
3.通电螺线管的磁场
安培定则:右手握住螺线管,让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螺线管内部磁感线的方向。
4.常见的三种电流磁感线分布
安培定则
立体图
横截面图
纵截面图
直线电流
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
5.安培分子电流假说
(1)安培认为,在物质内部,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。
(2)磁现象的电本质:安培的分子电流假说揭示了磁场的起源,它使我们认识到磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由运动电荷产生的。
一、磁场与磁感线
【例题1】《梦溪笔谈》中记载“方家以磁石磨针锋,则能指南”,表明古人对磁场已有初步认识。条形磁铁周围磁感线分布如图所示,磁场中有a、b、c、d四点,其中磁场方向平行于条形磁铁且磁感应强度最大的点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【答案】D
【详解】磁感线疏密表示磁感应强度大小,越密磁场越强,条形磁铁两极磁场最强;磁感线切线方向为磁场方向,b处方向不平行条形磁铁轴线,a、d 、c 点磁感线方向与条形磁铁轴线平行,这三点中d点磁感线最密集,故磁场方向平行于条形磁铁且磁感应强度最大的点是d点。
故选D。
【变式1】某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列说法正确的是( )
A.磁感线是闭合的曲线
B.a点的磁感应强度大于b点
C.a、b、c点的磁感应强度一样大
D.c点没有磁感线,故该点没有磁场
【答案】A
【详解】A.磁感线在磁铁外部是从极出发回到极的,在磁铁内部是从极出发回到极的,是闭合的曲线,故A正确;
BC.磁感线越密集的地方磁感应强度越大,故,B错误,C错误;
D.c点没有磁感线,但是有磁场,故D错误。故选A。
二、安培定则
【例题2】图示为静止在未通电导线环中心的小磁针。当导线环中沿逆时针方向通过恒定电流时,小磁针再次静止时极将指向( )
A.水平向右 B.水平向左 C.环面向里 D.环面向外
【答案】D
【详解】对于环形电流,右手弯曲的四指与环形电流方向,伸直大拇指的指向就是环形电流中心的磁场方向。
由此可得:题中导线环中心的磁场方向为垂直环面向外。
小磁针静止时,N极的指向与该处磁场方向一致,因此小磁针N极最终指向环面向外。
故选D。
【变式2】如图所示,一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方,此时小磁针的N极向纸内偏转,这一束粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的负离子束
C.向右飞行的电子束 D.向左飞行的电子束
【答案】C
【详解】A.向右飞行的正离子束:正离子带正电,电流方向和运动方向一致,电流向右,粒子上方磁场向外,N极向纸外偏转,故A错误;
B.向左飞行的负离子束:负离子带负电,电流方向和运动方向相反,运动向左则电流向右,粒子上方磁场向外,N极向纸外偏转,故B错误。
C.向右飞行的电子束:电子带负电,电流方向和运动方向相反,运动向右则电流向左,粒子上方磁场向纸内,N极向纸内偏转,故C正确。
D.向左飞行的电子束:电子带负电,电流方向和运动方向相反,运动向左则电流向右,粒子上方磁场向外,N极向纸外偏转,故D错误。故选C。
三、安培分子假说
【例题3】如图是铁棒被磁化前、后内部各分子电流取向分布情况,根据所学的磁化知识判断下列说法正确的是( )
A.甲图是磁化后的分子电流取向分布
B.乙图反映磁化后的分子电流取向变得大致相同
C.铁棒被磁化后其磁性将一直保持,不再变化
D.铁棒被磁化后可通过加热的方式增强其磁性
【答案】B
【详解】A.甲图中分子电流的排列杂乱无章,可知甲图是磁化前的分子电流取向分布,A错误;
B.乙图反映磁化后的分子电流取向变得大致相同,B正确;
C.铁棒磁化后如果受撞击或受热后,分子电流重新变得杂乱无章,磁性消除,故C错误;
D.铁棒被磁化后,加热后磁性会减弱,D错误。
故选B。
【变式3】某款小型加磁器如图所示,当把螺丝刀放入加磁孔时,螺丝刀会被磁化从而吸引轻质铁钉,当把螺丝刀放入消磁孔时,螺丝刀会退磁(失去磁性)。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流
B.退磁时螺丝刀内部的分子电流会减弱
C.磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得杂乱无章
D.磁化后的螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会减弱或消失
【答案】D
【详解】ABC.由安培分子电流假说可知,任何情况下螺丝刀内部都有分子电流,磁化时螺丝刀内部的分子电流取向趋向一致,退磁时螺丝刀内部分子电流的取向变得杂乱无章但不会减弱。故ABC错误;
D.在高温条件下或者受到猛烈撞击时分子电流的取向会变得杂乱无章,由安培分子电流假说可知磁化后的螺丝刀的磁性会减弱或消失。故D正确。故选D。
1.东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图所示,司南指南是因为地球存在地磁场,则下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极
B.“其柢指南”中“南”指的是地磁南极
C.司南可以用任意金属材料制成
D.“柢”能指南说明“柢”周围客观存在一条条磁感线
【答案】A
【详解】A.地磁场在地表的方向由地理南极指向地理北极,磁铁静止时N极指向地理北极,“柢”相当于磁体的S极,A正确;
B.“其柢指南”中“南”指的是地磁北极,故B错误;
C.司南需用可以磁化的材料制成,故C错误;
D.磁感线实际上并不存在,故D错误。
故选A。
2.如图所示,三个相同的环形磁铁串在光滑木质支架上,且磁铁2、3处于悬空状态。已知磁铁1的上部是极,1与2、2与3之间的距离分别用、表示,待磁铁稳定后,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.磁铁2的上部是极
D.磁铁3的上部是S极
【答案】B
【详解】AB.对磁铁2、3由平衡条件知
对磁铁3由平衡条件知
磁铁间的磁场力距离越小力越大,则可知,故A错误,B正确;
CD.根据同名磁极相斥,异名磁极相吸,磁铁2的上部是极,磁铁3的上部是N极,故CD错误。
故选B。
3.如图甲所示,头发碎屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,碎屑就按电场强度的方向排列出来,显示出电场线的分布情况。如图乙所示,在条形磁体上方放置一块玻璃板,在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑,轻敲玻璃板,细铁屑就能显示出磁感线的分布情况。下列说法正确的是( )
A.图甲、乙能证明电场线、磁感线客观存在
B.图甲显示的是匀强电场中电场线的分布情况
C.图乙中细铁屑越多的位置,磁场越弱
D.图乙中细铁屑在磁场里磁化成了“小磁针”,“小磁针”静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
【答案】D
【详解】A.电场线、磁感线是为了形象地描述电场、磁场而引入的,客观上并不存在,A错误;
B.题图甲显示的电场线各处疏密不一,不可能是匀强电场中的电场线分布情况,B错误;
C.题图乙中细铁屑越多的位置,磁场越强,C错误;
D.题图乙中细铁屑在磁场里磁化成了“小磁针”,“小磁针”静止时N极所指的方向为该点磁场的方向,D正确。
故选D 。
4.如图所示,将小磁针依次置于条形磁体附近a、b、c、d四处,小磁针静止时N极指向正确的是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】B
【详解】小磁针静止时,N极应指向所在处的磁场方向,结合图中的磁场方向判断,小磁针N极所指方向正确的为B图。
故选B。
5.为解释地磁场的磁性,安培假设地球的磁场是由地球绕过地心的轴转动形成电流引起的。假设地球带负电荷,为了形成如图所示的地磁场,下列四幅图能正确表示地球自转方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因地磁的N极在地球的南极附近,地球自西向东旋转,等效电流方向自东向西,根据安培定则可知A正确。
故选A。
6.安培用“分子电流”假说说明了物质具有磁性的原因,下列关于甲、乙铁棒说法正确的是( )
A.甲棒、乙棒均已磁化 B.甲棒、乙棒均未磁化
C.甲棒未磁化,乙棒已磁化 D.甲棒已磁化,乙棒未磁化
【答案】C
【详解】甲棒中“分子电流”排列杂乱无章,则甲棒未磁化,乙棒中“分子电流”排列整齐,则乙棒已磁化。
故选C。
7.关于下列四幅图的分析正确的是( )
A.甲图中小磁针静止时位置如图,则通电直导线的电流方向从上往下
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源左侧为正极
D.丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近
【答案】A
【详解】A.甲图中小磁针静止时位置如图,根据小磁针的N极所指的方向为磁场方向,结合安培定则可知,通电直导线的电流方向从上往下,A正确;
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,根据安培定则,圆环内磁场方向垂直纸面向外,可知小磁针静止时N极垂直纸面向外,B错误;
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,螺线管右端为S极,则根据右手螺旋定则可知,电源右侧为正极,C错误;
D.丁图中地球磁体的N极位于地理南极附近,D错误。
故选A。
8.安培认为,在物质内部,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。若某一物质微粒两侧磁极如图所示,下列利用安培定则判断电流方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据安培定则:用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
故选D。
9.小冬学习磁学知识后,想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况,做了如图所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】磁极的磁性最强,因此磁极处吸引的铁屑最多,由图丙可看出,橄榄形磁体的左、右两端的铁屑最多,故橄榄形磁体的左、右两端为磁极,由图乙可看出小磁针(黑色为N极)的N极指向橄榄形磁体的右端,根据异名磁极相互吸引可知,橄榄形磁体的右端为S极。
磁体外部的磁感线是由N极出发,到S极终止,故只有C选项符合题目要求。
故选C。
10.奥斯特实验说明了( )
A.磁场的存在 B.磁场的方向性
C.电流可以产生磁场 D.磁体间有相互作用
【答案】C
【详解】奥斯特实验的核心现象是:放置在通电导线下方的小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,揭示了电流的磁效应。
故选C。
11.把水平直导线放置在一小磁针的正上方:导线未通电时,导线和小磁针方向如图所示,当导线中通以由南向北方向的电流时,则小磁针静止时N极指向( )
A.西偏北方向 B.东偏北方向 C.西偏南方向 D.东偏南方向
【答案】A
【详解】导线未通电时,小磁针静止时N极指向北,通以由南向北方向的电流时, 水平直导线放置在小磁针的正上方,则小磁针处电流磁场的方向由东向西,合成后向西偏北。
故选A。
12.下列常见磁场的磁感线分布图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.磁感线在磁体外部都是从N极出来进入S极,故A错误;
B.根据安培定则可知,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,从上往下看,磁场方向应沿着顺时针方向,故B错误;
C.安培定则另一种表述:让右手弯曲的四指与环形(或螺线管)电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形(或螺线管)轴线上磁场的方向,磁场方向应该向右,故C错误;
D.若圆环方向为纸面方向,根据C选项分析可知,磁场方向应垂直纸面向外,根据A选项分析可知,小磁针N极应垂直纸面向外,故D正确。
故选D。
13.下列关于图中的相关判断和描述正确的是( )
A.甲图中匀强电场中任意两点的电势相等
B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的
C.丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
D.丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
【答案】D
【详解】A.根据沿着电场线方向,电势逐渐降低,可知甲图中匀强电场中任意两点的电势不一定相等,故A错误;
B.乙图中表示的电场应是由等量同种点电荷所产生的,故B错误;
C.丙图中条形磁铁的外部磁感线从N极出发,到S极终止,内部则从S极出发,到N极终止,从而形成闭合曲线,故C错误;
D.根据安培定则结合小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向,可知丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实,故D正确。
故选D。
14.(多选)如图,、是水平放置的通电螺线管轴线上的两点,是螺线管轴线中点,、是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点,则在该通电螺线管产生的磁场中下列关于4个点的说法中正确的是( )
A.点处的磁感应强度大于点
B.点处的磁感应强度大于点
C.点处的磁感应强度大于点
D.点处的磁感应强度大于点
【答案】BC
【详解】通电螺线管的磁场分布类似条形磁铁,内部磁感应强度大于外部,螺线管轴线上的磁感应强度从端点向中点逐渐增大,关于轴线对称的点磁感应强度大小相等。
A.靠近螺线管管口,是螺线管内部轴线中点,因此,故A错误;
B.是螺线管内部轴线中点,在螺线管外部;螺线管内部的磁感应强度大于外部,因此,故B正确;
C.靠近螺线管管口,在螺线管外部,螺线管管口的磁感应强度大于外部,因此,故C正确;
D.、是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点,两点磁感应强度大小相等,故D错误。
故选BC。
15.(多选)如图(a)所示,静止在水平桌面上的磁悬浮地球仪由质量分别为m和M的地球模型和底座构成,悬浮原理如图(b)所示,当底座内线圈通电时,地球模型受到磁场作用而悬浮起来,取重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.底座对桌面的压力大小为
B.线圈电流在软铁内产生的磁场向上
C.图中线圈的a端须连接电源的正极
D.增大线圈电流,地球模型平衡后受到磁场作用力变大
【答案】AC
【详解】A.由题知,地球模型和底座组成的整体处于静止状态,对整体受力分析,根据平衡条件有
根据牛顿第三定律可知底座对桌面的压力大小为,故A正确;
BC.根据同名磁极相互排斥,线圈上端必须是S极,线圈电流在软铁内产生的磁场向下,根据安培定则,可知图中线圈的a端须连接电源的正极,故B错误,C正确;
D.地球模型平衡后,受重力和磁场力作用,根据平衡条件,可得磁场力
故增大线圈电流,地球模型平衡后受到磁场作用力不变,故D错误。
故选AC。
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