13.1.2 电流的磁场 讲义-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
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内容正文:
13.1 磁场 磁感线
第二讲 电流的磁场
高二上学期物理人教版必修第三册 第十三章 电磁感应与电磁波初步 · 教师版
知识点范围 1.直线电流周围的磁场
2.环形电流和通电螺线管周围的磁场 3.磁感线与小磁针的偏转
4.条形磁铁和蹄形磁铁 5.安培分子电流假说
班级________ 姓名________ 学号________ 得分________
知识点 5 讲 例题 5 道 巩固练习 6 题 判断速查表 10 条 建议用时 60 分钟
这一讲把上一讲的右手螺旋定则用到三种电流上。直线电流的磁感线是以导线为轴的一族同心圆,环形电流和通电螺线管的磁感线沿轴线穿过去再绕回来,形状与条形磁铁一样。判断方向的动作只有一个:右手握住,拇指指向哪里,四指绕向或拇指指向就是磁场方向。考试里最常见的问法是给小磁针看偏转,做法是先由电流定磁场方向,再由磁场定 N 极转向,两步走,不要凭感觉猜。最后讲安培的分子电流假说,它把磁体的磁性归结为内部环形电流的取向,能解释磁化、失磁和磁体为什么总有两极。五道例题一题对一处,例题排在对应知识点之后。
本讲内容
知识点 1 直线电流周围的磁场
知识点 2 环形电流和通电螺线管周围的磁场
知识点 3 磁感线与小磁针的偏转
知识点 4 条形磁铁和蹄形磁铁
知识点 5 安培分子电流假说
第一部分 知识点精讲(含例题)
知识点 1 直线电流周围的磁场
形状 通电直导线周围的磁感线是一族以导线为轴心的同心圆,圆的平面与导线垂直。离导线越远,圆上的磁感线越稀疏,磁场越弱。
图 1
方向 判断方向用安培定则:用右手握住导线,让伸直的拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。四个手指绕着导线转一圈,正好对应磁感线绕行的方向。
立体感 磁感线画在垂直于导线的平面上,题目给的却是立体图。先把导线看成一根轴,磁感线在这个轴的周围打圈;导线中电流向外流出纸面时,从纸面这一侧看,磁感线是逆时针的圆;电流流入纸面时是顺时针的圆。
叠加 真实空间里常有外磁场。导线在某点产生的磁场与该点的外磁场按矢量相加,方向相同的加强,方向相反的减弱。题目说某点合磁场为零,就是指这两个磁场大小相等、方向相反。
易错 把磁感线画成从导线出发向外的辐射线;用左手握导线;忘记磁感线所在的平面垂直于导线,把同心圆画成与导线共面;判断小磁针转向时跳过磁场方向这一步直接猜。
例1.(知识点 1)如图所示,在水平直导线正下方,放置一个可以自由转动的小磁针,当直导线通以向右的恒定电流时,不计其他磁场的影响,则小磁针N极将( )
A.向上转动 B.向下转动
C.垂直于纸面向外转动 D.垂直于纸面向里转动
【答案】D
【详解】根据右手螺旋定则可知,通电直导线下方磁感应强度方向垂直纸面向里,所以小磁针N极将垂直于纸面向里转动。
故选D。
知识点 2 环形电流和通电螺线管周围的磁场
环形电流 环形电流的磁感线在环内穿过去、在环外绕回来,是闭合曲线。判断轴线上的磁场方向: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,也是环内 N 极的方向。
图 2
通电螺线管 螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成,它的磁场是各匝磁场的叠加。管内磁场近似匀强,方向沿轴线;管外磁场与条形磁铁的磁场相似,从 N 极出来回到 S 极。拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。
绕向 判断螺线管的关键是看清导线在正面的绕向。电流从哪一端流入,沿导线走一圈,看正面这一段的电流是向上还是向下,四指就朝这个方向弯曲,拇指随之指向 N 极。图上若把 N、S 极画反了,就是不符合物理事实的选项。
小磁针 把小磁针放在螺线管内部,N 极指向管内磁场方向,即指向 N 极那一侧;放在外部,N 极顺着外部磁感线,从 S 极一侧指向 N 极一侧。同一道题里管内与管外的结论常相反,先分清小磁针在管内还是管外。
易错 把四指的方向当成磁场方向;没有先看绕向,凭插图画法猜 N 极;管内与管外的小磁针混为一谈;认为螺线管内部磁场为零。
例2.(知识点 2)涂黑部分代表小磁针N极,小磁针仅在通电螺线管周围磁场的作用下稳定时的指向比较接近的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据安培定则,螺线管右端为极,在螺线管外部,磁感线从极出发指向S极。小磁针静止时极指向应与磁场方向一致。即小磁针静止时极应指向左下方。
故选C。
知识点 3 磁感线与小磁针的偏转
规定 小磁针静止时 N 极所指的方向,就是该点磁场的方向;磁感线上某点的切线方向,也就是该点的磁场方向。两条规定说的是同一件事,判断时用哪条方便就用哪条。
步骤 看到通电导线附近的小磁针,按三步走:第一步,确定小磁针所在的相对位置,在导线下方还是上方、在环内还是环外;第二步,用安培定则定出该点的磁场方向,垂直纸面向里还是向外;第三步,N 极朝磁场方向转,据此判断是向里转还是向外转,俯视时相应的就是顺时针还是逆时针。
等效电流 带电圆盘转动、带电细棒平动、电子绕核运动,都形成等效电流。电荷定向移动的方向就是电流方向,负电荷移动的方向与电流方向相反。先由电荷的正负和运动方向定出电流方向,再按上面的步骤判断磁场与偏转。
易错 直接说「小磁针向里偏」而不说明是 N 极还是 S 极;判断带电粒子束时忘记先换算成电流方向;把「垂直纸面向里」与「向下」混用;改转动方向或改电荷正负后仍沿用原来的结论。
例3.(知识点 3)如图所示,带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转,忽略地磁场对小磁针的影响,当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后,下列关于说法正确的是( )
A.S极指向圆盘 B.N极指向圆盘
C.仅改变圆盘的转动方向,N极指向不变 D.仅改变圆盘所带电荷的电性,N极指向不变
【答案】B
【详解】AB.圆盘绕中心轴转动,电荷定向移动形成电流,根据安培定则可知,圆盘产生的磁场方向向左,所以小磁针的N极指向圆盘,故A错误,B正确;
C.仅改变圆盘的转动方向,形成的电流的方向与初始相反,小磁针N极的偏转方向也与之前相反,故C错误;
D.仅改变圆盘所带电荷的电性,形成的电流的方向与初始相反,小磁针N极的偏转方向也与之前相反,故D错误。
故选B。
知识点 4 条形磁铁和蹄形磁铁
条形磁铁 条形磁铁的磁感线从 N 极出来,绕过外部回到 S 极,再在磁体内部从 S 极回到 N 极,形成闭合曲线。两极附近磁感线最密,磁性最强;中段最疏,磁性最弱。
蹄形磁铁 蹄形磁铁的两个极面相对,两极之间的窄缝里磁感线接近平行且间距均匀,这一区域的磁场可看作匀强磁场,方向由 N 极指向 S 极。
图 3
等效 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场形状相同,所以看到一段弧形磁感线,磁场源既可能是磁铁,也可能是通电导线或螺线管。判断时先由磁感线的弯曲方向定出 N、S 极,再逐一核对四个选项的极性。
易错 只画外部、漏掉内部那一段,把磁感线说成从 N 极出发到 S 极终止;认为两极与中段磁性相同;看到弧形磁感线只想到磁铁,漏掉电流的磁场。
例4.(知识点 4)把一根通电的硬直导线放在磁场中,导线所在的区域的磁感线呈弧线,导线中的电流方向由a到b,如图所示。虚线框内有产生以上弧形的磁场源。下列符合要求的是( )
A. B.C. D.
【答案】AC
【详解】A.条形磁铁外部的磁场从N极指向S极,若左侧是N极则能够满足题意。故A正确;
B.蹄形磁铁左侧为S极,则磁感线与题图中方向相反,故B错误;
C.根据安培定则可知,通电导线电流向里,可以在上方形成由左向右的磁感线,故C正确;
D.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,但根据安培定则可知,左侧为S极,右侧为N极,形成磁感线与图示相反,故D错误。
故选AC。
知识点 5 安培分子电流假说
内容 安培认为,在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流,叫分子电流。每个分子电流相当于一个小磁针,物体对外是否显磁性,取决于这些分子电流的取向是否整齐。
磁化与失磁 没有磁化时,分子电流的取向杂乱无章,它们产生的磁场相互抵消,物体对外不显磁性。放进外磁场后,分子电流的取向变得大致相同,磁场叠加起来,物体对外显磁性。温度升高或者受到剧烈敲击,分子热运动加剧,取向重新变得杂乱,磁性随之减弱甚至消失。
能解释什么 这一假说可以解释磁化、退磁、磁体断裂后每段仍有两个磁极,也可以用来解释地磁场的成因。它不能解释通电导线周围的磁场,那是自由电荷定向移动形成的电流产生的。
等效计算 电子绕核运动可以看成环形电流。周期等于圆周运动的周期,电流等于电荷量除以周期,方向与电子运动方向相反。算出电流方向后,再用安培定则判断圆心处的磁场方向。
易错 认为分子电流真实存在且可以单独取出;把磁化说成产生了电荷;用分子电流假说解释电流的磁场;算等效电流时把电子运动方向直接当成电流方向。
例5.(知识点 5)安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示,那么( )
A.甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B.乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况
C.磁体在高温环境下磁性会减弱或消失 D.磁体在高温环境下磁性会加强
【答案】BC
【详解】安培的分子电流假说认为,每一个分子内部有一个环形电流,等效成一个小磁针,在没有被磁化时,取向是杂乱无章的,如图甲所示;被磁化后所有的分子电流取向大致相同,如图乙所示;在高温环境下,分子运动加剧,分子电流又会变得杂乱无章了,磁体的磁性会减弱或消失。
故选BC。
第二部分 判断速查表
题里的现象
判断
依据
直线电流的磁感线
以导线为轴的同心圆
圆面与导线垂直,越远越疏
直线电流的磁场方向
右手握导线,拇指指电流,四指绕向
安培定则
环形电流轴线上的磁场
四指顺电流,拇指所指方向
安培定则
通电螺线管内部磁场
沿轴线,近似匀强
拇指所指一端为 N 极
螺线管外部磁场
与条形磁铁相似
从 N 极出来回到 S 极
小磁针 N 极的指向
该点的磁场方向
也是磁感线的切线方向
导线下方小磁针的转向
N 极转向该点磁场方向
先由安培定则定磁场
带电体运动形成的电流
与正电荷移动方向相同
负电荷则方向相反
条形磁铁的磁感线
外部 N 到 S,内部 S 到 N
闭合曲线,两极最密
安培分子电流假说
分子电流取向整齐则显磁性
高温敲击使取向杂乱而失磁
第三部分 巩固练习
1.关于电流周围磁场的磁感线分布情况,符合安培定则的是( )
A.直线电流 B.直线电流
C.通电螺线管 D.通电螺线管
【答案】A
【详解】A.图中为通电直导线,电流方向竖直向上。根据安培定则,用右手握住导线,让大拇指指向竖直向上,则四指弯曲的方向为逆时针方向(从上往下俯视)。图示磁感线方向为逆时针,完全符合安培定则,故A正确;
B.图中直导线电流方向垂直于纸面向里。根据安培定则,用右手握住导线,大拇指指向纸面向里,此时四指自然弯曲的方向应当是顺时针方向。而图示磁感线方向为逆时针,故B错误;
C.观察图中通电螺线管的绕线方式,电流从左下侧流入,顺着导线走向可知,螺线管正面的电流方向是向上的。根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指顺着正面电流方向(向上)弯曲,此时大拇指指向左侧。这说明螺线管的左端应为N极,右端应为S极。图中将左端错误地标为了S极,故C错误;
D.观察图中通电螺线管的绕线方式,电流从右上侧流入,最右侧导线从上方直接跨过正面往下绕,说明螺线管正面的电流方向是向下的。根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指顺着正面电流方向(向下)弯曲,此时大拇指指向右侧。这表明螺线管内部的磁场方向应当向右。图中内部虚线磁感线的箭头却指向了左侧,故D错误。
故选A。
2.下列图像中,小磁针静止时的方向正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.根据磁极间的相互作用规律可知,A项中小磁针N极方向不可能水平向右,故A错误;
B.根据右手螺旋定则可知,环形导线在中心轴线上产生的磁场方向垂直纸面向外,小磁针N极应该指向纸外,故B错误;
C.C项中直导线产生的磁场的磁感线应该是顺时针方向从上向下看,与小磁针的N极指向相同,故C正确;
D.D项中螺线管内部的磁感线向左,小磁针的N极应该指向左边,故D错误。
故选C。
3.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同种电荷产生的
C.丙图中条形磁铁的磁感线始终从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不符合物理事实
【答案】B
【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正确;
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错误。
故选B。
4.如图所示,质量为的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为,已知重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为
B.回形针静止时受到的磁力方向不确定,故无法判断磁力大小
C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了
D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了
【答案】BC
【详解】AB.回形针静止时,受到重力、细线拉力和的磁铁对它的磁力作用,由于受到的磁力方向不确定,所以无法判断磁力大小,故A错误,B正确;
CD.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了,故C正确,D错误。
故选BC。
5.如图所示的装置中,当接通电源后,小磁针A的指向如图所示,则( )
A.电源左侧为正极 B.电源左侧为负极
C.小磁针B的N极向纸内转 D.小磁针B的N极向纸外转
【答案】BC
【详解】AB.由小磁针A的指向可知,螺线管的左端为N极,通电螺线管内磁场方向从右向左,根据右手螺旋定则可知,电源左侧为负极,故A错误,B正确;
CD.根据安培定则可知,小磁针B所在位置的磁场垂直纸面向里,可知小磁针B的N极向纸内转,故D错误,C正确。
故选BC。
6.两根互相平行的固定长直导线M、N,导线中通有大小相等、方向相反的电流,截面如图所示。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。则( )
A.a、b两点的磁感应强度方向相反
B.a、b两点的磁感应强度方向相同
C.c、d两点的磁感应强度方向相反
D.c、d两点的磁感应强度方向相同
【答案】BD
【详解】AB.根据安培定则可知,M在a点产生的磁场方向竖直向下,在b点产生的磁场方向竖直向下;N在a点产生的磁场方向竖直向下,b点产生的磁场方向竖直向下,根据对称性可知叠加后,a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故A错误,B正确;
CD.根据安培定则可知,M 在c点产生的磁场方向垂直于cM 偏右下方,在d点产生的磁场方向垂直dM偏左下方,N在 c点产生的磁场方向垂直于 cN 偏左下方,在 d点产生的磁场方向垂直于 dN 偏右下方,且M、N在c、d两点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形定则,可知c点的磁感应强度方向竖直向下,d点的磁感应强度方向竖直向下,且合场强大小相等,故C错误,D正确。
故选BD。
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13.1 磁场 磁感线
第二讲 电流的磁场
高二上学期物理人教版必修第三册 第十三章 电磁感应与电磁波初步 · 学生版
知识点范围 1.直线电流周围的磁场
2.环形电流和通电螺线管周围的磁场 3.磁感线与小磁针的偏转
4.条形磁铁和蹄形磁铁 5.安培分子电流假说
班级________ 姓名________ 学号________ 得分________
知识点 5 讲 例题 5 道 巩固练习 6 题 判断速查表 10 条 建议用时 60 分钟
这一讲把上一讲的右手螺旋定则用到三种电流上。直线电流的磁感线是以导线为轴的一族同心圆,环形电流和通电螺线管的磁感线沿轴线穿过去再绕回来,形状与条形磁铁一样。判断方向的动作只有一个:右手握住,拇指指向哪里,四指绕向或拇指指向就是磁场方向。考试里最常见的问法是给小磁针看偏转,做法是先由电流定磁场方向,再由磁场定 N 极转向,两步走,不要凭感觉猜。最后讲安培的分子电流假说,它把磁体的磁性归结为内部环形电流的取向,能解释磁化、失磁和磁体为什么总有两极。五道例题一题对一处,例题排在对应知识点之后。
本讲内容
知识点 1 直线电流周围的磁场
知识点 2 环形电流和通电螺线管周围的磁场
知识点 3 磁感线与小磁针的偏转
知识点 4 条形磁铁和蹄形磁铁
知识点 5 安培分子电流假说
第一部分 知识点精讲(含例题)
知识点 1 直线电流周围的磁场
形状 通电直导线周围的磁感线是一族以导线为轴心的同心圆,圆的平面与导线垂直。离导线越远,圆上的磁感线越稀疏,磁场越弱。
图 1
方向 判断方向用安培定则:用右手握住导线,让伸直的拇指指向电流的方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。四个手指绕着导线转一圈,正好对应磁感线绕行的方向。
立体感 磁感线画在垂直于导线的平面上,题目给的却是立体图。先把导线看成一根轴,磁感线在这个轴的周围打圈;导线中电流向外流出纸面时,从纸面这一侧看,磁感线是逆时针的圆;电流流入纸面时是顺时针的圆。
叠加 真实空间里常有外磁场。导线在某点产生的磁场与该点的外磁场按矢量相加,方向相同的加强,方向相反的减弱。题目说某点合磁场为零,就是指这两个磁场大小相等、方向相反。
易错 把磁感线画成从导线出发向外的辐射线;用左手握导线;忘记磁感线所在的平面垂直于导线,把同心圆画成与导线共面;判断小磁针转向时跳过磁场方向这一步直接猜。
例1.(知识点 1)如图所示,在水平直导线正下方,放置一个可以自由转动的小磁针,当直导线通以向右的恒定电流时,不计其他磁场的影响,则小磁针N极将( )
A.向上转动 B.向下转动
C.垂直于纸面向外转动 D.垂直于纸面向里转动
知识点 2 环形电流和通电螺线管周围的磁场
环形电流 环形电流的磁感线在环内穿过去、在环外绕回来,是闭合曲线。判断轴线上的磁场方向: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,也是环内 N 极的方向。
图 2
通电螺线管 螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成,它的磁场是各匝磁场的叠加。管内磁场近似匀强,方向沿轴线;管外磁场与条形磁铁的磁场相似,从 N 极出来回到 S 极。拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。
绕向 判断螺线管的关键是看清导线在正面的绕向。电流从哪一端流入,沿导线走一圈,看正面这一段的电流是向上还是向下,四指就朝这个方向弯曲,拇指随之指向 N 极。图上若把 N、S 极画反了,就是不符合物理事实的选项。
小磁针 把小磁针放在螺线管内部,N 极指向管内磁场方向,即指向 N 极那一侧;放在外部,N 极顺着外部磁感线,从 S 极一侧指向 N 极一侧。同一道题里管内与管外的结论常相反,先分清小磁针在管内还是管外。
易错 把四指的方向当成磁场方向;没有先看绕向,凭插图画法猜 N 极;管内与管外的小磁针混为一谈;认为螺线管内部磁场为零。
例2.(知识点 2)涂黑部分代表小磁针N极,小磁针仅在通电螺线管周围磁场的作用下稳定时的指向比较接近的图是( )
A.B.C. D.
知识点 3 磁感线与小磁针的偏转
规定 小磁针静止时 N 极所指的方向,就是该点磁场的方向;磁感线上某点的切线方向,也就是该点的磁场方向。两条规定说的是同一件事,判断时用哪条方便就用哪条。
步骤 看到通电导线附近的小磁针,按三步走:第一步,确定小磁针所在的相对位置,在导线下方还是上方、在环内还是环外;第二步,用安培定则定出该点的磁场方向,垂直纸面向里还是向外;第三步,N 极朝磁场方向转,据此判断是向里转还是向外转,俯视时相应的就是顺时针还是逆时针。
等效电流 带电圆盘转动、带电细棒平动、电子绕核运动,都形成等效电流。电荷定向移动的方向就是电流方向,负电荷移动的方向与电流方向相反。先由电荷的正负和运动方向定出电流方向,再按上面的步骤判断磁场与偏转。
易错 直接说「小磁针向里偏」而不说明是 N 极还是 S 极;判断带电粒子束时忘记先换算成电流方向;把「垂直纸面向里」与「向下」混用;改转动方向或改电荷正负后仍沿用原来的结论。
例3.(知识点 3)如图所示,带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转,忽略地磁场对小磁针的影响,当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后,下列关于说法正确的是( )
A.S极指向圆盘
B.N极指向圆盘
C.仅改变圆盘的转动方向,N极指向不变
D.仅改变圆盘所带电荷的电性,N极指向不变
知识点 4 条形磁铁和蹄形磁铁
条形磁铁 条形磁铁的磁感线从 N 极出来,绕过外部回到 S 极,再在磁体内部从 S 极回到 N 极,形成闭合曲线。两极附近磁感线最密,磁性最强;中段最疏,磁性最弱。
蹄形磁铁 蹄形磁铁的两个极面相对,两极之间的窄缝里磁感线接近平行且间距均匀,这一区域的磁场可看作匀强磁场,方向由 N 极指向 S 极。
图 3
等效 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场形状相同,所以看到一段弧形磁感线,磁场源既可能是磁铁,也可能是通电导线或螺线管。判断时先由磁感线的弯曲方向定出 N、S 极,再逐一核对四个选项的极性。
易错 只画外部、漏掉内部那一段,把磁感线说成从 N 极出发到 S 极终止;认为两极与中段磁性相同;看到弧形磁感线只想到磁铁,漏掉电流的磁场。
例4.(知识点 4)把一根通电的硬直导线放在磁场中,导线所在的区域的磁感线呈弧线,导线中的电流方向由a到b,如图所示。虚线框内有产生以上弧形的磁场源。下列符合要求的是( )
A. B.C. D.
知识点 5 安培分子电流假说
内容 安培认为,在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流,叫分子电流。每个分子电流相当于一个小磁针,物体对外是否显磁性,取决于这些分子电流的取向是否整齐。
磁化与失磁 没有磁化时,分子电流的取向杂乱无章,它们产生的磁场相互抵消,物体对外不显磁性。放进外磁场后,分子电流的取向变得大致相同,磁场叠加起来,物体对外显磁性。温度升高或者受到剧烈敲击,分子热运动加剧,取向重新变得杂乱,磁性随之减弱甚至消失。
能解释什么 这一假说可以解释磁化、退磁、磁体断裂后每段仍有两个磁极,也可以用来解释地磁场的成因。它不能解释通电导线周围的磁场,那是自由电荷定向移动形成的电流产生的。
等效计算 电子绕核运动可以看成环形电流。周期等于圆周运动的周期,电流等于电荷量除以周期,方向与电子运动方向相反。算出电流方向后,再用安培定则判断圆心处的磁场方向。
易错 认为分子电流真实存在且可以单独取出;把磁化说成产生了电荷;用分子电流假说解释电流的磁场;算等效电流时把电子运动方向直接当成电流方向。
例5.(知识点 5)安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示,那么( )
A.甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B.乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况
C.磁体在高温环境下磁性会减弱或消失 D.磁体在高温环境下磁性会加强
第二部分 判断速查表
题里的现象
判断
依据
直线电流的磁感线
以导线为轴的同心圆
圆面与导线垂直,越远越疏
直线电流的磁场方向
右手握导线,拇指指电流,四指绕向
安培定则
环形电流轴线上的磁场
四指顺电流,拇指所指方向
安培定则
通电螺线管内部磁场
沿轴线,近似匀强
拇指所指一端为 N 极
螺线管外部磁场
与条形磁铁相似
从 N 极出来回到 S 极
小磁针 N 极的指向
该点的磁场方向
也是磁感线的切线方向
导线下方小磁针的转向
N 极转向该点磁场方向
先由安培定则定磁场
带电体运动形成的电流
与正电荷移动方向相同
负电荷则方向相反
条形磁铁的磁感线
外部 N 到 S,内部 S 到 N
闭合曲线,两极最密
安培分子电流假说
分子电流取向整齐则显磁性
高温敲击使取向杂乱而失磁
第三部分 巩固练习
1.关于电流周围磁场的磁感线分布情况,符合安培定则的是( )
A.直线电流 B.直线电流
C.通电螺线管 D.通电螺线管
2.下列图像中,小磁针静止时的方向正确的是( )
A. B. C. D.
3.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同种电荷产生的
C.丙图中条形磁铁的磁感线始终从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不符合物理事实
4.如图所示,质量为的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为,已知重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为
B.回形针静止时受到的磁力方向不确定,故无法判断磁力大小
C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了
D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了
5.如图所示的装置中,当接通电源后,小磁针A的指向如图所示,则( )
A.电源左侧为正极 B.电源左侧为负极
C.小磁针B的N极向纸内转 D.小磁针B的N极向纸外转
6.两根互相平行的固定长直导线M、N,导线中通有大小相等、方向相反的电流,截面如图所示。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。则( )
A.a、b两点的磁感应强度方向相反
B.a、b两点的磁感应强度方向相同
C.c、d两点的磁感应强度方向相反
D.c、d两点的磁感应强度方向相同
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