第13.1节 磁场 磁感线（高效培优·讲义）物理人教版必修第三册

本讲义聚焦高中物理“磁场 磁感线”核心知识点，系统梳理从磁现象、电流的磁效应（奥斯特实验）到磁场的客观存在性、磁感线的特征及分布，再到用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管磁场方向的完整知识链，构建清晰的学习支架。 资料通过目标导航明确物理观念培养，避坑指南结合实例（如磁感线与电场线对比）深化科学思维，配套真题及分层练习助力科学探究。课中辅助教师高效授课，课后学生可通过例题解析与精准练习查漏补缺，强化知识应用能力。

第13.1节 磁场 磁感线 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的磁效应 考点02 磁场与磁感线 考点03 安培定则 03 避坑指南·解题通法 角度01 磁现象、磁性和磁极、磁性材料 角度02 磁感线的概念与特征 角度03 地磁场及其磁感线分布 角度04 奥斯特实验与安培定则 角度05 直线电流周围的磁场 角度06 环形电流和通电螺线管周围的磁场 角度07 安培分子电流假说  04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.了解磁现象，知道磁场是客观存在的特殊物质 2.掌握磁感线的定义与基本特点，区分磁感线与电场线 3.认识常见磁场的磁感线空间分布，会使用安培定则 4.了解地磁场的分布特点与磁偏角现象 1.磁感线为假想曲线，疏密表示磁场强弱，切线代表磁场方向 2.安培定则分直导线、螺线管两种模型，区分左右手使用场景 3.对比电场线、磁感线的异同，建立场的形象化描述思路 4.结合立体示意图，构建磁场三维空间分布认知 知识导图 考点01 电流的磁效应  1、磁现象 （1）磁性：物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 （2）磁体：具有磁性的物体，如磁铁；磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。 （3）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。 （4）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、电流的磁效应：1820年丹麦物理学家奥斯特通过通电导线使小磁针偏转的实验发现了电流的磁效应。 （1）物理意义：首次揭示了电与磁的联系。 （2）奥斯特的实验装置如下： （3）奥斯特实验：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。 3、对奥斯特实验的理解 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。 【深化点拨】 1．奥斯特实验特别注意：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。 2．奥斯特实验说明：自然情况下，小磁针的N极总是指向地磁的南极，没有外力干扰时并不会偏转。当靠近通电导线时，小磁针发生了偏转，只能说明电流产生了磁场，并对小磁针产生了力作用。奥斯特就是以此实验充分的验证了电流周围磁场的存在。 1．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．磁场的存在 B．导线周围存在磁场 C．通电导线周围存在磁场 D．磁场对通电导线有力的作用 【答案】C 【详解】奥斯特实验的价值在于直接证实了通电导体的周围存在着磁场。 故选C。 2．（多选）奥斯特寻找电和磁的联系时做了大量的实验，引起了同学们的探究热情。图甲中的小磁针a置于通电导线环的中心，图乙中的小磁针b置于通电导线的延长线；图丙、丁中的小磁针c和d置于平行通电导线之间的中线上，且两通电导线的电流大小相等。下列说法正确的是（　　） A．甲图中小磁针a最终静止时，N极指向垂直纸面向外 B．乙图中小磁针b最终静止时，N极指向垂直纸面向外 C．丙图中小磁针c最终静止时，N极指向垂直纸面向外 D．丁图中小磁针d最终静止时，N极指向垂直纸面向外 【答案】AC 【详解】A．根据右手螺旋定则，甲图线圈内产生的磁场垂直于纸面向外，故小磁针a最终静止时，N极指向磁场方向向外，故A正确； B．由于通电导线在其延长线上无磁场，故小磁针b不会动，故B错误； C．通电导线产生磁场方向可由右手螺旋定则判断可知，通电导线在小磁针c处产生的磁场垂直于纸面向外，故小磁针c最终静止时，N极指向磁场方向向外，故C正确； D．通电导线产生磁场方向可由右手螺旋定则判断可知，两导线在小磁针d处产生的磁场等大反向抵消为0，故小磁针d不动，故D错误。 故选 AC。 考点02 磁场与磁感线 1、磁场 （1）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。 （2）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。 （3）磁场的产生：永磁体周围；电流的周围（运动电荷的周围）。 （4）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。 （5）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。 （6）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。 （7）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。 （8）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。 3、磁感线的特点 （1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 （2）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较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱。 （3）磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极。 （4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。 （5）磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 4、地磁场 （1）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。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。 （2）地磁轴和地球自转轴两者的夹角大约为11°，这个交角叫做磁偏角。 （3）地磁两极与地理两极并不重合，地磁场的N极在地理南极附近，地理南极正上方磁场方向竖直向上； S极在地理北极附近，地理北极正上方磁场方向竖直向下。 （4）地磁场的方向在南半球指向北上方，在北半球指向北下方，与地球表面并不平行, 在赤道平面正上方，到地心等距离的各点，磁场的强弱相等，且方向水平向北。 （5）南北极：在地球两极处的磁场方向竖直向上或竖直向下，该处的指南针将竖直向上指或竖直向下指。赤道：在赤道处的磁场方向水平向北。 （6）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。 【深化点拨】 1．自然界有两种基本的物质形态：实物和场。 （1）实物：即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成； （2）场：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．磁感线的特点总结 （1）为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。 （2）磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。 （3）磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。 （4）磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 （5）磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 3．地磁场的意义：地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况，可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。 1．磁场中某区域的磁感线分布如图所示，在a、b、c、d四点中，磁感应强度最大的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】D 【详解】磁感线的密集程度反映磁感应强度的大小，磁感线越密集的地方磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方磁感应强度越小，图中点磁感线最密集，磁感应强度最大。 故选D。 2．（多选）下列关于磁场的说法正确的是（　　） A．磁感线和电场线一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场虽然看不见、摸不着，但是是客观存在的物质 C．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 D．地磁南极在地理南极附近 【答案】BC 【详解】A．磁感线是人为假想用来形象描述磁场分布的曲线，并非客观存在的物质，故A错误； B．磁场虽不可见，但作为物质的一种形式，具有能量和动量，是客观存在的，故B正确； C．磁体间的相互作用通过磁场传递，而非直接接触，故C正确； D．地磁南极实际位于地理北极附近，故D错误。 故选BC。 考点03 安培定则 1、直线电流的磁场 （1）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。 （2）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． 4、用安培定则判断电流磁场的方向 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 环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺 线管 内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极。 【深化点拨】 1．安培定则解题思路点拨 （1）磁场是分布在立体空间的， （2）利用安培定则不仅可以判断磁场的方向，还可以根据磁场的方向判断电流的方向。 （3）应用安培定则判定直线电流时，四指所指的方向是导线之外磁场的方向；判定环形电流和通电螺线管电流时，拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。 （4）环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，应用安培定则判断时，拇指所指的一端为它的N极。 2．安培定则的内容分三种不同情况 （1）直线电流：右手握住导线，伸直的拇指的方向代表电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 （2）环形电流：右手握住环形导线，弯曲的四指所指的方向就是电流的方向，拇指所指的方向就是环形中心轴线上的磁感线的方向。 （3）通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。 1．如图所示，螺线管内部轴线上的小磁针静止时N极向左，A、B两点为螺线管外轴线上关于螺线管中心对称的两点，以下说法正确的是（　　） A．开关S接1位置 B．A点的磁场方向水平向右 C．小磁针位于A、B两点静止时，N极指向均向右 D．小磁针位于A、B两点静止时，N极指向均向左 【答案】D 【详解】A．螺线管内部小磁针静止时N极的指向向左，可知内部磁场向左，由安培定则知，开关S接2，故A错误； B．螺线管内部小磁针静止时N极的指向向左，可知内部磁场向左，A为轴线上的点，磁场方向向左，故B错误； CD．螺线管内部小磁针静止时N极的指向向左，可知内部磁场向左，A、B为轴线上的两点，磁场方向均向左，C错误，D正确。 故选D。 2．（多选）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。 磁场 磁感线的综合应用及解题步骤 1.磁场的方向与小磁针：磁场是看不见摸不着的，我们规定用“小磁针”来定义和检测磁场的方向。 （1）方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向，就是该点的磁场方向。 （2）受力关系：N极受力方向=磁场方向；S极受力方向=与磁场方向相反。 （3）避坑点：题目中若给出小磁针的偏转情况，一定要看清楚是N极还是S极。如果题目说“小磁针南极指向左边”，那么该点的磁场方向其实是向右的。 2.磁感线的特征：磁感线是为了形象描述磁场而假想出来的闭合曲线，它不是真实存在的线。 （1）分布规律： 磁体外部：从 N极 出发，回到 S极。 磁体内部：从 S极 指向 N极（形成闭合回路）。 疏密含义：磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。越密的地方磁场越强（如磁极附近），越疏的地方磁场越弱。 切线方向：磁感线上任意一点的切线方向，代表该点的磁场方向（即小磁针N极受力方向）。 （2）避坑点：千万不要认为磁感线只存在于磁体外部，也不要认为磁感线会相交（空间中某点磁场方向唯一，相交则意味着有两个方向，这是不可能的）。 3.电流的磁效应（奥斯特实验）：电生磁是本章重点，奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场。 （1）直线电流的磁场： 判断方法：安培定则（右手螺旋定则）。 操作：用右手握住导线，让伸直的大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 现象细节： 导线下方的小磁针偏转方向与上方相反。 改变电流方向，小磁针偏转方向也会反向。 （2）避坑点：使用安培定则时，大拇指必须严格指向电流方向（正电荷移动方向），四指弯曲才是磁场方向。如果是电子流（负电荷），大拇指要指向电子运动的反方向。 角度01 磁现象、磁性和磁极、磁性材料 1．下列关于磁场的说法错误的是（   ） A．磁感线是客观存在的曲线 B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 C．奥斯特首先发现了电流的磁效应 D．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 【答案】A 【详解】A．磁感线是为了形象描述磁场方向和大小而人为引入的假想曲线，并非客观存在的实体，故A错误。 B．磁场和电场都是场物质，属于客观存在的特殊物质形式，具有能量和动量，并能对放入其中的磁体或电流产生力的作用，故B正确。 C．1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次发现通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确。 D．磁体间的相互作用力（如吸引力或排斥力）是通过磁场传递的，而非直接接触，这是磁场的基本性质，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 2．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．任何磁体都具有N极和S极两个磁极 B．奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场 C．通电导体之间也存在相互作用，它们是通过电场发生作用的 D．地磁场的N极与地理的北极重合，地磁场的S极与地理的南极重合 【答案】AB 【详解】A．一个磁体有两个磁极，分别叫做N极和S极，故A正确； B．奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场，从而开辟了电磁学研究的新纪元，故B正确； C．通电导体之间也存在着相互作用，他们是通过磁场发生作用的，故C错误； D．地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，且它们并没有完全重合，有个磁偏角，故D错误。 故选AB。 角度02 磁感线的概念与特征 3．图1为两点电荷的电场线分布，图2为通电螺线管的磁感线分布，下列说法正确的是（　　） A．两图中，电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱 B．图1中两电荷均带负电 C．图2中通电螺线管的左端为N极，右端为S极 D．电场线起始于正电荷止于负电荷，磁感线起始于N极止于S极 【答案】A 【详解】A．磁感线和电场线是为了形象地描述磁场和电场引入的，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，电场线的疏密表示电场强度的大小，故A正确； B．由电场线分布可知，图1中左侧电荷为负电荷，右侧电荷为正电荷，故B错误； C．根据磁场分布可知，图2中通电螺线管的左端为S极，右端为N极，故C错误； D．磁感线是闭合曲线，而电场线是从正电荷出发指向无穷远或负电荷，或从无穷远指向负电荷，不是闭合曲线，故D错误。 故选A。 4．（多选）小明在某次物理社团活动中，用磁体将缝衣针磁化后，放在水中漂浮的一片树叶上制成“指南针”，多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法正确的是（　　） A．树叶尖端指向地磁北极 B．“指南针”的N极应标注在树叶尖端 C．用磁体的N极靠近树叶尖端会相互吸引 D．“指南针”周围存在磁场和磁感线 【答案】AC 【详解】A．地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近，树叶的尖端总是指向南方，即树叶尖端指向地磁北极，故A正确； B．地磁场相对于一条形磁体，在地球外部，磁感线由地磁北极，即地理南极指向地磁南极，即地理北极，结合上述，树叶的尖端总是指向南方，即树叶的尖端总是指向地磁北极，可知，“指南针”的S极应标注在树叶尖端，故B错误； C．结合上述可知，树叶尖端一侧为缝衣针的S极，则用磁体的N极靠近树叶尖端会相互吸引，故C正确； D．题中“指南针”指被磁体磁化后的缝衣针，缝衣针自身就是一小磁体，可知，“指南针”周围存在磁场，由于磁感线是为了形象描述看不见、摸不着的磁场而人为假想的线，实际上不存在，即不能够认为“指南针”周围存在磁感线，故D错误。 故选AC。 角度03 地磁场及其磁感线分布 5．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方，根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。 故选C。 6．（多选）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A．奥斯特“梦圆”电生磁——发现电流磁效应的实验中，应该把导线沿南北方向放置在小磁针的上方 B．在我国首都北京的上空，地磁场磁感应强度的水平分量方向由南向北，竖直分量方向竖直向下 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地球外部空间磁场的磁感线从地理北极附近穿出，地理南极附近穿入 【答案】AB 【详解】A．发现电流磁效应的实验中，在没有放置通电导线时，在地磁场的作用下小磁针是沿南北方向的，为了使实验现象最明显，应该把导线沿南北方向放置在小磁针的上方，故A正确； B．我国首都在北半球，在我国首都北京的上空，地磁场磁感应强度由南向北斜向下方，其水平分量方向由南向北，竖直分量方向竖直向下，故B正确； C．地球表面任意位置的地磁场方向并非都与地面平行，故C错误； D．地球外部空间磁场的磁感线从地理南极附近穿出，地理北极附近穿入，故D错误。 故选AB。 角度04 奥斯特实验与安培定则 7．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。 8．（多选）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有（　　） A．减小白金丝直径，小磁针仍能偏转 B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转 C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D．小磁针的偏转情况与其放置位置无关 【答案】AB 【详解】A．减小导线直径，仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项A正确； B．白金导线换成铜导线，仍存在电流，产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项B正确； C．减小伏打电池电动势，只要导线中有电流，小磁针还是会发生偏转，选项C错误； D．通电导线产生的磁场与地磁场叠加后，其空间磁场方向与位置有关，当小磁针在不同位置时其偏转情况不同，选项D错误。 故选AB。 角度05 直线电流周围的磁场 9．如图所示，三根电阻丝连接成一个闭合的正三角线框，O为正三角形的中心，电流从a点流入c点流出。已知三根电阻丝ab、bc、ac电阻之比为3：1：2，流过ac边电流在O点产生的磁感应强度为B，已知长直导线电流在周围某点产生的磁场大小与电流大小成正比，与到直线电流的垂直距离成反比。则O点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C．B D．2B 【答案】A 【详解】当电流从a点流入c点流出时，根据右手螺旋定则可知，ac边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向外；三根电阻丝ab、bc、ac电阻之比为3：1：2，ab与bc串联，再与ac并联，所以ab、bc中的电流和ac中的电流为1：2，又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据安培定则和矢量的叠加原理可知，ab与bc中的电流在O点产生的磁场垂直纸面向里与ac边在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反。所以整个线框在O点产生的合磁场大小为0。 故选A。 10．（多选）如图，两条通有同向电流的平行无限长导线L1、L2，其中P、Q点连线与两导线垂直，且P点到两导线的距离相等，O点为P、Q中点且位于L2上，忽略其他磁场的影响，检测发现P点的磁场方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（　　） A．Q点的磁感应强度比P点的磁感应强度大 B．Q点的磁感应强度和P点的磁感应强度大小相等 C．导线L1中的电流小于导线L2中的电流 D．Q点的磁场方向垂直纸面向里 【答案】AC 【详解】C．根据安培定则可知L1产生的磁场向外，L2产生的磁场向里，而P点的合磁场方向垂直纸面向里，由叠加原理可知，导线L1中的电流小于导线L2中的电流，故C正确； D．根据安培定则及叠加原理，可得磁感应强度Q点的磁场方向垂直纸面向外，故D错误； AB．P点磁感应强度大小为，Q点磁感应强度大小为，故Q点的磁感应强度比P点的磁感应强度大，故A正确，B错误。 故选AC。 11．如图所示，在甲、乙之间用两条导线连一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表指针向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧)，由此可以判断出甲、乙两处______处是电源，_____处是负载． 【答案】 乙 甲 【详解】[1][2]图中的磁针在电路接通时极向读者偏转，说明电流的方向为逆时针方向；将电压表正负接线柱分别接在、两点，则点的电势高；电源的电流从正极流出，从负极流入，所以电源应在乙处，甲处为负载． 角度06 环形电流和通电螺线管周围的磁场 12．如图所示，将小磁针A置于一带负电的金属环所在的平面内，若金属环绕O点按逆时针方向匀速旋转时，小磁针A的N极将（　　） A．向纸里转 B．向纸外转 C．在纸面内顺时针旋转90° D．在纸面内逆时针旋转90° 【答案】A 【详解】金属环带负电，绕O点按逆时针方向匀速旋转时，可知产生的电流为顺时针方向，根据安培定则可知，圆环产生的磁场垂直纸面向里，可知小磁针A的N极将向纸里转。 故选A。 13．（多选）下列图中所示的通电直导线周围磁场分布正确的是 （　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】A．根据安培定则可知，该图中直导线右侧磁场向里，左侧向外，故A错误； B．根据安培定则可知，直导线周围的磁场为图所示，故 B正确； C．根据安培定则可知，环形磁场内部磁场方向垂直纸面向外，故C错误； D．根据安培定则可知，环形磁场内部磁场方向垂直纸面向外，故D正确。 故选BD。 角度07 安培分子电流假说 14．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。 15．（多选）根据安培的“分子电流”假说，下列说法正确的是（　　） A．通电导线的磁场由运动电荷产生 B．磁体的磁场由运动电荷产生 C．磁铁受到强烈振动时磁性会减弱 D．磁铁在高温条件下磁性会增强 【答案】ABC 【详解】根据安培的“分子电流”假说，磁铁和通电导线的磁性是由于内部运动电荷产生的磁场叠加而成的；磁铁在高温和强烈振动下分子电流会变的杂乱，从而使磁性减弱； 故选ABC。 【例1】（2025·江苏·高考真题）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点的磁感应强度大于b点 B． b点的磁感应强度大于c点 C． c点的磁感应强度大于a点 D． a、b、c点的磁感应强度一样大 【答案】B 【详解】磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故可知。 故选B。 【深化点拨】 1、考查磁感线的物理意义，磁感线用来形象描述磁场的强弱与方向。 2、考查磁感应强度大小判断依据，磁感线疏密代表磁场强弱，磁感线越密，磁场越强。 3、考查磁场的分布特点，磁体不同位置磁场强弱一般不相同，磁极附近磁感线更密集。 4、考查读图分析能力，通过对比图中不同位置磁感线疏密，直接比较各点磁场强弱。 【变式1-1】用安培定则分析，下列磁感线描述正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．直线电流磁感线应为同心圆，方向用右手螺旋判断，故A正确，B错误； C．根据右手螺旋定则，螺线管内部磁感线应向右，故C错误； D．条形磁铁外部磁感线应从极到极，故D错误。 故选A。 【变式1-2】下列说法正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．电荷间不需要通过接触就能产生力的作用 C．静电场的电场线不能相交，但在磁场较强的情况下两条磁感线可以相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 【答案】B 【详解】A．磁感线的疏密表示磁场强弱，但沿磁感线方向磁场不一定减弱，故A错误； B．电荷间通过电场产生相互作用力（库仑定律），无需直接接触，故B正确； C．电场线和磁感线均不能相交，因为相交点会导致场方向不唯一，故C错误； D．磁感线是闭合曲线（外部从N极到S极，内部从S极到N极），并非总是从N极出发到S极终止；电场线则起于正电荷（或无穷远）、终于负电荷（或无穷远），故D错误。 故选B。 【变式1-3】（多选）图1所示为两点电荷的电场线分布，图2所示为通电螺线管的磁感线分布，下列正确的是（　　） A．两图中，电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱 B．电场线起始于正电荷止于负电荷，磁感线起始于N极止于S极 C．图1中两电荷均带正电 D．图2中通电螺线管的左端为S极，右端为N极 【答案】AD 【详解】A．两图中，电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱，A正确； B．电场线起始于正电荷止于负电荷，在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，B错误； C．图1中两电荷为等量异种电荷，C错误； D．图2中通电螺线管，根据磁感线分布可知，左端为S极，右端为N极，D正确。 故选AD。 ⚡基础速刷 1．关于电场与磁场，下列选项正确的是（     ） A．沿电场线方向电场强度越来越小 B．沿磁感线方向磁感应强度越来越小 C．电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线 D．电场强度和磁感应强度都是矢量 【答案】D 【详解】A．电场线的疏密反映电场强度的大小，沿电场线方向电势降低，电场强度不一定减小，例如匀强电场中沿电场线方向电场强度保持不变，故A错误； B．磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，沿磁感线方向磁感应强度不一定减小，例如匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度保持不变，故B错误； C．电场线和磁感线是为了形象描述场的强弱和方向人为引入的假想曲线，并非客观存在的物质，故C错误； D．电场强度和磁感应强度都既有大小又有方向，运算遵从平行四边形定则，均属于矢量，故D正确。 故选D。 2．如图所示，通电长直导线中的电流方向垂直纸面向里，以导线为中心的同一圆周上有、、、四点，和是相互垂直的两条直径，且竖直，在、、、四点中，磁感应强度方向水平向左的是（     ） A．点 B．点 C．点 D．点 【答案】D 【详解】由安培定则可知，电流垂直纸面向里时，长直导线周围的磁场方向为顺时针方向；在点，磁场方向沿圆周切线水平向左。 故选D。 3．三根长直导线垂直纸面固定于等边三角形abc的三个顶点处，通以大小相等、方向如图所示的电流，O为三角形外接圆的圆心。已知导线a在O点产生的磁感应强度大小为，则三根导线在圆心O点产生的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】由于三根导线中电流大小相等，O点到三根导线的间距相等，可知，三根通电导线在O点产生的磁感应强度大小均为，根据安培定则，作出磁感应强度的矢量图，如图所示 根据几何关系可知，相邻磁感应强度方向之间的夹角均为60°，根据矢量叠加可知，三根导线在圆心O点产生的磁感应强度大小为。 故选C。 4．（多选）如图，两根平行的长直导线垂直纸面固定于M、N两点，O为MN连线的中点。两导线中通有等大反向的恒定电流I，则（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．O点处的磁感应强度不为零 C．O点处的磁感应强度方向水平向右 D．O点处的磁感应强度方向竖直向下 【答案】BD 【详解】根据安培定则可知，两通电导线在O点处的磁感应强度等大且方向均竖直向下，则O点的磁感应强度不为零，故AC错误，BD正确。 故选BD。 5．（多选）如图所示，两通电长直导线垂直纸面固定放置，它们的电流大小相等、方向相反且均垂直于纸面，acbd为正方形，O为导线AB和顶点ab连线的中点。已知通电导线周围磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。则下列说法正确的是（　　） A．O点的磁感应强度为0 B．左右两根通电导线相互排斥 C．a点的磁感应强度等于b点的磁感应强度 D．若只增大左边导线中的电流大小，则左边导线受到的安培力大于右边导线受到的安培力 【答案】BC 【详解】A．根据安培定则可知，两电流在O点的磁感应强度方向均垂直连线向下，所以O点的磁感应强度不为0，故A错误； B．左右两根通电导线电流方向相反，根据安培定则和左手定则可知，左右两根通电导线相互排斥，故B正确； C．根据对称性可知，a点的磁感应强度等于b点的磁感应强度，故C正确； D．左右两边导线受到的安培力是一对作用力与反作用力，大小总是相等，故D错误。 故选BC。 🚀能力跃升 6．某学习小组重做奥斯特实验，在一长直导线ab的正下方放置一小磁针，当该导线通入恒定电流I后，发现下方的小磁针发生如图所示的转动，其再次静止时N极近似垂直纸面向里。则电流I的方向及其产生的磁场分布可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】小磁针静止时N极的指向为磁场方向，即恒定电流I在小磁针处激发的磁场方向近似为垂直纸面向里，由安培定则可知，电流方向为。 故选B。 7．如图所示，水平面内有两根用超导材料制成的长直平行细导线M、N，分别通以10A和5A流向相反的电流，两导线构成的平面内有一点P，P到两导线的距离相等。下列说法正确的是（    ） A．导线M受到的安培力大于导线N受到的安培力 B．P点的磁感应强度为0 C．移走导线M前后，P点的磁感应强度方向不变 D．在水平面内，导线M左侧存在磁感应强度为零的位置 【答案】C 【详解】A．导线M受到的安培力与导线N受到的安培力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； BC．根据安培定则可知，导线M在P点的磁感应强度方向垂直于纸面向外，导线N在P点的磁感应强度方向垂直于纸面向外，则P点的磁感应强度方向垂直于纸面向外，不为0；移走导线M前后，P点的磁感应强度方向不变，都是垂直于纸面向外，故B错误，C正确； D．根据安培定则可知，导线M在左侧的磁感应强度方向垂直于纸面向里，导线N在导线M左侧的磁感应强度方向垂直于纸面向外，由于导线M左侧任意点离导线M更近，且导线M电流更大，所以导线M左侧任意点的磁感应强度方向一定是垂直于纸面向里，一定不为零，故D错误。 故选C。 8．如图所示，ABC是等腰直角三角形，O为斜边BC的中点。在B、C两点处各有一根长直通电导线垂直于纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，此时O点处的磁感应强度大小为B。若将C处的导线平移至A点，O点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C．B D．2B 【答案】A 【详解】由于BO、AO与CO相等，且电流相等，则两导线在O点的磁感应强度大小均相等，当导线在B、C两点时，根据安培定则可可知，B处导线在O点的磁感应强度方向竖直向下，C处导线在O点的磁感应强度方向竖直向下，根据磁场叠加有 若将C处的导线平移至A点，该导线在在O点的磁感应强度方向水平向右，根据磁场叠加有 解得 故选A。 9．（多选）如图所示是一个磁悬浮花盆和它的原理图，上方的花盆内有一个强永磁体，底座内有一个线圈，给线圈通电后，花盆就可以悬浮起来。下列说法正确的是（    ） A．线圈中通的是交流电 B．图乙中接线柱a接的是电源负极 C．若仅增大线圈中的电流，花盆悬浮得更高 D．若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的花盆受到的磁力增大 【答案】BC 【详解】A．磁悬浮花盆根据同名磁极相互排斥的原理工作，为使磁悬浮花盆一直受到向上的磁力，线圈中通的是直流电，故A错误； B．磁悬浮花盆和线圈的作用力为斥力，螺线管上端为端，根据安培定则，可知图乙中接线柱a接的是电源负极，故B正确； C．若仅增大线圈中的电流，螺线管产生的磁场增大，花盆悬浮得更高，故C正确； D．悬浮稳定后的花盆静止，受到的磁力与花盆重力二力平衡，则若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的花盆受到的磁力不变，故D错误。 故选BC。 10．（多选）已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为（其中为比例系数，为直导线的电流强度，为离直导线的距离），如图所示，在光滑绝缘桌面上有三根相互平行无限长的通电直导线、、，均处于静止状态。已知导线、、中电流大小分别为、、，导线、的间距大于导线、的间距。下列说法中正确的是（　　） A． B． C．导线、中电流的方向相同 D．导线、、中电流的方向都相同 【答案】BC 【详解】以导线为研究对象，导线、中电流的方向相同时，在导线处产生的磁场方向相反，合磁场为0，导线才可以不受安培力，处于平衡。 因为导线、的间距大于导线、的间距，则； 以导线为研究对象，导线、中电流的方向相反时，在导线处产生的磁场方向相反，合磁场为0，导线才能不受安培力，处于平衡； 因为导线、的间距大于导线、的间距，则；同理以导线为研究对象可知。 故选BC。 🌟思维挑战 11．如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中（图中未画出），相距为l的两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置。两导线均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处磁感应强度为零。b点与a点关于PQ连线对称。下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场的方向平行于PQ向右 B．P的电流在a点处磁场的磁感应强度大小为 C．将P中的电流方向反向，PQ连线中点磁场方向垂直PQ向上 D．将Q中的电流方向反向时，b点的磁感应强度大小为 【答案】D 【详解】AB．对 a 点的磁场分析如图甲所示 设P 和Q在a点产生的磁场的磁感应强度大小均为B，当P和Q中的电流都垂直于纸面向里时，根据安培定则可知，P在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°, Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏上30°，由矢量的平行四边形法则可知两者在a点产生的合磁场的磁感应强度大小为 方向水平向右，所以匀强磁场的方向为水平向左；因a点的磁感应强度大小为零，故 解得 故AB错误； C．将P中的电流方向反向，P、Q在PQ连线中点产生的磁场大小相等，方向垂直PQ向上，匀强磁场水平向左，所以PQ连线中点磁场方向为斜左上方，故C错误； D．将Q中的电流方向反向时，P在b点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向左偏下30°, Q在a点产生的磁场的磁感应强度方向为水平向右偏下30°，如下图所示。 根据平行四边形定则得b点的磁感应强度为 故D正确。 故选D。 12．中国的特高压直流输电网已达到世界先进水平，向家坝—上海特高压直流输电工程，是世界上同类工程中容量最大、距离最远、技术最先进的。图甲所示为输电塔，图乙为其局部放大图，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1>I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是（　　） A．d点在b点的正上方，bd间距等于bc间距，则d点处的磁感应强度方向竖直向下 B．e点在b点的正下方，be间距等于bc间距，则e点处的磁感应强度方向竖直向上 C．若电流I2反向，导线B和A之间的安培力是引力 D．若电流I1和I2同时反向，则a、b、c三点处的磁感应强度方向反向 【答案】D 【详解】做出I1和I2的横截面图，根据安培定则，画出I1和I2在d、e两点的磁场方向，如图所示 A．由安培定则可判断出，I1在d点的磁场方向斜向左上方，I2在d点的磁场方向斜向左下方，所以d点处的合磁场的磁感应强度方向不会竖直向下，故A错误； B．由安培定则可判断出，I1在e点的磁场方向斜向右上方，I2在e点的磁场方向斜向右下方，所以e点处的合磁场的磁感应强度方向不会竖直向上，故B错误； C．由安培定则可判断出，I1在AB之间产生的磁场方向竖直向上，若电流I2反向，根据左手定则可知，导线A对B的安培力由A指向B，即A和B之间是斥力，故C错误； D．若电流I1和I2同时反向，根据安培定则，则I1和I2在a、b、c三点处的磁感应强度方向都与原来相反，则a、b、c三点处的合磁场的磁感应强度方向都与原来的磁场方向相反，故D正确。 故选D。 13．（多选）如图甲所示，是圆周上的两个点，是圆心，，在两个点各固定一个垂直纸面的通电长直导线，两条直导线在点产生的磁感应强度大小均为。如图乙所示，间距为的两条光滑平行导轨倾斜固定放置，倾角为，另有两条间距也为的粗糙平行导轨水平固定放置，整个空间存在垂直倾斜导轨向下的匀强磁场，磁感应强度大小等于图甲中点处的磁感应强度大小。两电阻均为长度均为的金属棒1、2均通上向里的电流，均垂直导轨放置且处于静止状态，其中金属棒2与导轨间的摩擦力达到最大静摩擦力。金属棒2的质量是金属棒1的倍，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法正确的是（    ） A．点的磁感应强度大小为 B．金属棒1所受的安培力大小为 C．金属棒1的质量为 D．金属棒2与水平导轨间的动摩擦因数为0.5 【答案】AD 【详解】A．由右手螺旋定则可知，处导线的电流在点产生磁感应强度垂直向上，处导线的电流在点产生磁感应强度垂直斜向下，由几何关系可得两分磁感应强度的夹角为，由矢量合成法则可得点的合磁感应强度大小为，故A正确； B．对金属棒1进行受力分析，所受安培力沿着导轨平面向上与水平面的夹角为，，故B错误； C．把重力分别沿着斜面和垂直斜面正交分解，沿斜面方向由二力平衡可得 综合解得，故C错误； D．金属棒2的质量为 对金属棒2进行受力分析，所受安培力，与水平面的夹角为，把分别沿着水平方向和竖直方向正交分解，由平衡条件竖直方向可得 水平方向可得 结合，综合解得，故D正确。 故选AD。 14．（多选）图甲中，A、B为两个等量同种点电荷；图乙中，C、D为两根垂直纸面相互平行的长直导线，导线中通有大小相等、方向相同的电流，O为连线的中点，c、d两点位于各自连线的中垂线上，且、、、距离相等，下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中，a、b两点的电场强度不同，电势相同 B．甲图中，c、d两点的电场强度相同，电势相同 C．乙图中，a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同 D．乙图中，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反 【答案】AD 【详解】A、等量同种正电荷的电场线和等电势面如图所示 可知a、b两点的场强大小相等，方向相反，电场强度不同，a、b两点电势相同，故A错误； B、等量同种正电荷的中垂线上，关于O的对称点c、d的场强大小相等，方向相反，而中垂线为等势线，c、d两点的电势相同，故B错误； C、通电直导线周围的磁感应强度的方向由安培定则判断，如图所示 根据矢量叠加可知a点的磁感应强度向下，b点的磁感应强度向上，两点的磁感应强度大小相等，方向相反，故C'错误； D、根据磁感应强度合成的对称性可知，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反，故D正确。 故选AD。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13.1节 磁场 磁感线 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的磁效应 考点02 磁场与磁感线 考点03 安培定则 03 避坑指南·解题通法 角度01 磁现象、磁性和磁极、磁性材料 角度02 磁感线的概念与特征 角度03 地磁场及其磁感线分布 角度04 奥斯特实验与安培定则 角度05 直线电流周围的磁场 角度06 环形电流和通电螺线管周围的磁场 角度07 安培分子电流假说  04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.了解磁现象，知道磁场是客观存在的特殊物质 2.掌握磁感线的定义与基本特点，区分磁感线与电场线 3.认识常见磁场的磁感线空间分布，会使用安培定则 4.了解地磁场的分布特点与磁偏角现象 1.磁感线为假想曲线，疏密表示磁场强弱，切线代表磁场方向 2.安培定则分直导线、螺线管两种模型，区分左右手使用场景 3.对比电场线、磁感线的异同，建立场的形象化描述思路 4.结合立体示意图，构建磁场三维空间分布认知 知识导图 考点01 电流的磁效应  1、磁现象 （1）磁性：物质吸引铁、钴、镍等物质的性质。 （2）磁体：具有磁性的物体，如磁铁；磁体总存在着两个磁极，自然界中存在两种电荷。 （3）磁极：磁体上磁性最强的区域。任何磁体都有 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 出现，不存在磁单极。 （4）磁极之间的相互作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 2、电流的磁效应：1820年丹麦物理学家奥斯特通过通电导线使小磁针偏转的实验发现了 。 （1）物理意义：首次揭示了电与磁的联系。 （2）奥斯特的实验装置如下： （3）奥斯特实验：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。 3、对奥斯特实验的理解 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。 【深化点拨】 1．奥斯特实验特别注意：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。 2．奥斯特实验说明：自然情况下，小磁针的N极总是指向地磁的南极，没有外力干扰时并不会偏转。当靠近通电导线时，小磁针发生了偏转，只能说明电流产生了磁场，并对小磁针产生了力作用。奥斯特就是以此实验充分的验证了电流周围磁场的存在。 1．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．磁场的存在 B．导线周围存在磁场 C．通电导线周围存在磁场 D．磁场对通电导线有力的作用 2．（多选）奥斯特寻找电和磁的联系时做了大量的实验，引起了同学们的探究热情。图甲中的小磁针a置于通电导线环的中心，图乙中的小磁针b置于通电导线的延长线；图丙、丁中的小磁针c和d置于平行通电导线之间的中线上，且两通电导线的电流大小相等。下列说法正确的是（　　） A．甲图中小磁针a最终静止时，N极指向垂直纸面向外 B．乙图中小磁针b最终静止时，N极指向垂直纸面向外 C．丙图中小磁针c最终静止时，N极指向垂直纸面向外 D．丁图中小磁针d最终静止时，N极指向垂直纸面向外 考点02 磁场与磁感线 1、磁场 （1）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。 （2）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。 （3）磁场的产生：永磁体周围；电流的周围（运动电荷的周围）。 （4）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。 （5）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。 （6）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。 （7）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。 （8）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、磁感线的定义：用来形象地描述磁场的曲线，曲线上每一点的 都跟这点磁场的方向一致。 3、磁感线的特点 （1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 （2）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较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱。 （3）磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极。 （4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。 （5）磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 4、地磁场 （1）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。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。 （2）地磁轴和地球自转轴两者的夹角大约为11°，这个交角叫做 。 （3）地磁两极与地理两极并不重合，地磁场的N极在地理南极附近，地理南极正上方磁场方向竖直向上； S极在地理北极附近，地理北极正上方磁场方向竖直向下。 （4）地磁场的方向在南半球指向北上方，在北半球指向北下方，与地球表面并不平行, 在赤道平面正上方，到地心等距离的各点，磁场的强弱相等，且方向水平向北。 （5）南北极：在地球两极处的磁场方向竖直向上或竖直向下，该处的指南针将竖直向上指或竖直向下指。赤道：在赤道处的磁场方向水平向北。 （6）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。 【深化点拨】 1．自然界有两种基本的物质形态：实物和场。 （1）实物：即具体的、有形的物质形态，由物质粒子组成； （2）场：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．磁感线的特点总结 （1）为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。 （2）磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。 （3）磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。 （4）磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。 （5）磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 3．地磁场的意义：地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况，可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。 1．磁场中某区域的磁感线分布如图所示，在a、b、c、d四点中，磁感应强度最大的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 2．（多选）下列关于磁场的说法正确的是（　　） A．磁感线和电场线一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场虽然看不见、摸不着，但是是客观存在的物质 C．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 D．地磁南极在地理南极附近 考点03 安培定则 1、直线电流的磁场 （1）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）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 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：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与 一致，伸直的拇指所指的方向就是 上磁场的方向． 4、用安培定则判断电流磁场的方向 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 环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺 线管 内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极。 【深化点拨】 1．安培定则解题思路点拨 （1）磁场是分布在立体空间的， （2）利用安培定则不仅可以判断磁场的方向，还可以根据磁场的方向判断电流的方向。 （3）应用安培定则判定直线电流时，四指所指的方向是导线之外磁场的方向；判定环形电流和通电螺线管电流时，拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。 （4）环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，应用安培定则判断时，拇指所指的一端为它的N极。 2．安培定则的内容分三种不同情况 （1）直线电流：右手握住导线，伸直的拇指的方向代表电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 （2）环形电流：右手握住环形导线，弯曲的四指所指的方向就是电流的方向，拇指所指的方向就是环形中心轴线上的磁感线的方向。 （3）通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。 1．如图所示，螺线管内部轴线上的小磁针静止时N极向左，A、B两点为螺线管外轴线上关于螺线管中心对称的两点，以下说法正确的是（　　） A．开关S接1位置 B．A点的磁场方向水平向右 C．小磁针位于A、B两点静止时，N极指向均向右 D．小磁针位于A、B两点静止时，N极指向均向左 2．（多选）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 磁场 磁感线的综合应用及解题步骤 1.磁场的方向与小磁针：磁场是看不见摸不着的，我们规定用“小磁针”来定义和检测磁场的方向。 （1）方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向，就是该点的磁场方向。 （2）受力关系：N极受力方向=磁场方向；S极受力方向=与磁场方向相反。 （3）避坑点：题目中若给出小磁针的偏转情况，一定要看清楚是N极还是S极。如果题目说“小磁针南极指向左边”，那么该点的磁场方向其实是向右的。 2.磁感线的特征：磁感线是为了形象描述磁场而假想出来的闭合曲线，它不是真实存在的线。 （1）分布规律： 磁体外部：从 N极 出发，回到 S极。 磁体内部：从 S极 指向 N极（形成闭合回路）。 疏密含义：磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。越密的地方磁场越强（如磁极附近），越疏的地方磁场越弱。 切线方向：磁感线上任意一点的切线方向，代表该点的磁场方向（即小磁针N极受力方向）。 （2）避坑点：千万不要认为磁感线只存在于磁体外部，也不要认为磁感线会相交（空间中某点磁场方向唯一，相交则意味着有两个方向，这是不可能的）。 3.电流的磁效应（奥斯特实验）：电生磁是本章重点，奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场。 （1）直线电流的磁场： 判断方法：安培定则（右手螺旋定则）。 操作：用右手握住导线，让伸直的大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 现象细节： 导线下方的小磁针偏转方向与上方相反。 改变电流方向，小磁针偏转方向也会反向。 （2）避坑点：使用安培定则时，大拇指必须严格指向电流方向（正电荷移动方向），四指弯曲才是磁场方向。如果是电子流（负电荷），大拇指要指向电子运动的反方向。 角度01 磁现象、磁性和磁极、磁性材料 1．下列关于磁场的说法错误的是（   ） A．磁感线是客观存在的曲线 B．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 C．奥斯特首先发现了电流的磁效应 D．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的 2．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．任何磁体都具有N极和S极两个磁极 B．奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场 C．通电导体之间也存在相互作用，它们是通过电场发生作用的 D．地磁场的N极与地理的北极重合，地磁场的S极与地理的南极重合 角度02 磁感线的概念与特征 3．图1为两点电荷的电场线分布，图2为通电螺线管的磁感线分布，下列说法正确的是（　　） A．两图中，电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱 B．图1中两电荷均带负电 C．图2中通电螺线管的左端为N极，右端为S极 D．电场线起始于正电荷止于负电荷，磁感线起始于N极止于S极 4．（多选）小明在某次物理社团活动中，用磁体将缝衣针磁化后，放在水中漂浮的一片树叶上制成“指南针”，多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法正确的是（　　） A．树叶尖端指向地磁北极 B．“指南针”的N极应标注在树叶尖端 C．用磁体的N极靠近树叶尖端会相互吸引 D．“指南针”周围存在磁场和磁感线 角度03 地磁场及其磁感线分布 5．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（     ） A． B． C． D． 6．（多选）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A．奥斯特“梦圆”电生磁——发现电流磁效应的实验中，应该把导线沿南北方向放置在小磁针的上方 B．在我国首都北京的上空，地磁场磁感应强度的水平分量方向由南向北，竖直分量方向竖直向下 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地球外部空间磁场的磁感线从地理北极附近穿出，地理南极附近穿入 角度04 奥斯特实验与安培定则 7．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 8．（多选）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有（　　） A．减小白金丝直径，小磁针仍能偏转 B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转 C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D．小磁针的偏转情况与其放置位置无关 角度05 直线电流周围的磁场 9．如图所示，三根电阻丝连接成一个闭合的正三角线框，O为正三角形的中心，电流从a点流入c点流出。已知三根电阻丝ab、bc、ac电阻之比为3：1：2，流过ac边电流在O点产生的磁感应强度为B，已知长直导线电流在周围某点产生的磁场大小与电流大小成正比，与到直线电流的垂直距离成反比。则O点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C．B D．2B 10．（多选）如图，两条通有同向电流的平行无限长导线L1、L2，其中P、Q点连线与两导线垂直，且P点到两导线的距离相等，O点为P、Q中点且位于L2上，忽略其他磁场的影响，检测发现P点的磁场方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（　　） A．Q点的磁感应强度比P点的磁感应强度大 B．Q点的磁感应强度和P点的磁感应强度大小相等 C．导线L1中的电流小于导线L2中的电流 D．Q点的磁场方向垂直纸面向里 11．如图所示，在甲、乙之间用两条导线连一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表指针向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧)，由此可以判断出甲、乙两处______处是电源，_____处是负载． 角度06 环形电流和通电螺线管周围的磁场 12．如图所示，将小磁针A置于一带负电的金属环所在的平面内，若金属环绕O点按逆时针方向匀速旋转时，小磁针A的N极将（　　） A．向纸里转 B．向纸外转 C．在纸面内顺时针旋转90° D．在纸面内逆时针旋转90° 13．（多选）下列图中所示的通电直导线周围磁场分布正确的是 （　　） A． B． C． D． 角度07 安培分子电流假说 14．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 15．（多选）根据安培的“分子电流”假说，下列说法正确的是（　　） A．通电导线的磁场由运动电荷产生 B．磁体的磁场由运动电荷产生 C．磁铁受到强烈振动时磁性会减弱 D．磁铁在高温条件下磁性会增强 【例1】（2025·江苏·高考真题）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点的磁感应强度大于b点 B． b点的磁感应强度大于c点 C． c点的磁感应强度大于a点 D． a、b、c点的磁感应强度一样大 【深化点拨】 1、考查磁感线的物理意义，磁感线用来形象描述磁场的强弱与方向。 2、考查磁感应强度大小判断依据，磁感线疏密代表磁场强弱，磁感线越密，磁场越强。 3、考查磁场的分布特点，磁体不同位置磁场强弱一般不相同，磁极附近磁感线更密集。 4、考查读图分析能力，通过对比图中不同位置磁感线疏密，直接比较各点磁场强弱。 【变式1-1】用安培定则分析，下列磁感线描述正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】下列说法正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．电荷间不需要通过接触就能产生力的作用 C．静电场的电场线不能相交，但在磁场较强的情况下两条磁感线可以相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 【变式1-3】（多选）图1所示为两点电荷的电场线分布，图2所示为通电螺线管的磁感线分布，下列正确的是（　　） A．两图中，电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱 B．电场线起始于正电荷止于负电荷，磁感线起始于N极止于S极 C．图1中两电荷均带正电 D．图2中通电螺线管的左端为S极，右端为N极 ⚡基础速刷 1．关于电场与磁场，下列选项正确的是（     ） A．沿电场线方向电场强度越来越小 B．沿磁感线方向磁感应强度越来越小 C．电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线 D．电场强度和磁感应强度都是矢量 2．如图所示，通电长直导线中的电流方向垂直纸面向里，以导线为中心的同一圆周上有、、、四点，和是相互垂直的两条直径，且竖直，在、、、四点中，磁感应强度方向水平向左的是（     ） A．点 B．点 C．点 D．点 3．三根长直导线垂直纸面固定于等边三角形abc的三个顶点处，通以大小相等、方向如图所示的电流，O为三角形外接圆的圆心。已知导线a在O点产生的磁感应强度大小为，则三根导线在圆心O点产生的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D． 4．（多选）如图，两根平行的长直导线垂直纸面固定于M、N两点，O为MN连线的中点。两导线中通有等大反向的恒定电流I，则（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．O点处的磁感应强度不为零 C．O点处的磁感应强度方向水平向右 D．O点处的磁感应强度方向竖直向下 5．（多选）如图所示，两通电长直导线垂直纸面固定放置，它们的电流大小相等、方向相反且均垂直于纸面，acbd为正方形，O为导线AB和顶点ab连线的中点。已知通电导线周围磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。则下列说法正确的是（　　） A．O点的磁感应强度为0 B．左右两根通电导线相互排斥 C．a点的磁感应强度等于b点的磁感应强度 D．若只增大左边导线中的电流大小，则左边导线受到的安培力大于右边导线受到的安培力 🚀能力跃升 6．某学习小组重做奥斯特实验，在一长直导线ab的正下方放置一小磁针，当该导线通入恒定电流I后，发现下方的小磁针发生如图所示的转动，其再次静止时N极近似垂直纸面向里。则电流I的方向及其产生的磁场分布可能正确的是（     ） A． B． C． D． 7．如图所示，水平面内有两根用超导材料制成的长直平行细导线M、N，分别通以10A和5A流向相反的电流，两导线构成的平面内有一点P，P到两导线的距离相等。下列说法正确的是（    ） A．导线M受到的安培力大于导线N受到的安培力 B．P点的磁感应强度为0 C．移走导线M前后，P点的磁感应强度方向不变 D．在水平面内，导线M左侧存在磁感应强度为零的位置 8．如图所示，ABC是等腰直角三角形，O为斜边BC的中点。在B、C两点处各有一根长直通电导线垂直于纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，此时O点处的磁感应强度大小为B。若将C处的导线平移至A点，O点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C．B D．2B 9．（多选）如图所示是一个磁悬浮花盆和它的原理图，上方的花盆内有一个强永磁体，底座内有一个线圈，给线圈通电后，花盆就可以悬浮起来。下列说法正确的是（    ） A．线圈中通的是交流电 B．图乙中接线柱a接的是电源负极 C．若仅增大线圈中的电流，花盆悬浮得更高 D．若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的花盆受到的磁力增大 10．（多选）已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为（其中为比例系数，为直导线的电流强度，为离直导线的距离），如图所示，在光滑绝缘桌面上有三根相互平行无限长的通电直导线、、，均处于静止状态。已知导线、、中电流大小分别为、、，导线、的间距大于导线、的间距。下列说法中正确的是（　　） A． B． C．导线、中电流的方向相同 D．导线、、中电流的方向都相同 🌟思维挑战 11．如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中（图中未画出），相距为l的两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置。两导线均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处磁感应强度为零。b点与a点关于PQ连线对称。下列说法正确的是（    ） A．匀强磁场的方向平行于PQ向右 B．P的电流在a点处磁场的磁感应强度大小为 C．将P中的电流方向反向，PQ连线中点磁场方向垂直PQ向上 D．将Q中的电流方向反向时，b点的磁感应强度大小为 12．中国的特高压直流输电网已达到世界先进水平，向家坝—上海特高压直流输电工程，是世界上同类工程中容量最大、距离最远、技术最先进的。图甲所示为输电塔，图乙为其局部放大图，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1>I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是（　　） A．d点在b点的正上方，bd间距等于bc间距，则d点处的磁感应强度方向竖直向下 B．e点在b点的正下方，be间距等于bc间距，则e点处的磁感应强度方向竖直向上 C．若电流I2反向，导线B和A之间的安培力是引力 D．若电流I1和I2同时反向，则a、b、c三点处的磁感应强度方向反向 13．（多选）如图甲所示，是圆周上的两个点，是圆心，，在两个点各固定一个垂直纸面的通电长直导线，两条直导线在点产生的磁感应强度大小均为。如图乙所示，间距为的两条光滑平行导轨倾斜固定放置，倾角为，另有两条间距也为的粗糙平行导轨水平固定放置，整个空间存在垂直倾斜导轨向下的匀强磁场，磁感应强度大小等于图甲中点处的磁感应强度大小。两电阻均为长度均为的金属棒1、2均通上向里的电流，均垂直导轨放置且处于静止状态，其中金属棒2与导轨间的摩擦力达到最大静摩擦力。金属棒2的质量是金属棒1的倍，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法正确的是（    ） A．点的磁感应强度大小为 B．金属棒1所受的安培力大小为 C．金属棒1的质量为 D．金属棒2与水平导轨间的动摩擦因数为0.5 14．（多选）图甲中，A、B为两个等量同种点电荷；图乙中，C、D为两根垂直纸面相互平行的长直导线，导线中通有大小相等、方向相同的电流，O为连线的中点，c、d两点位于各自连线的中垂线上，且、、、距离相等，下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中，a、b两点的电场强度不同，电势相同 B．甲图中，c、d两点的电场强度相同，电势相同 C．乙图中，a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同 D．乙图中，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $