第六章 第一节 磁现象与磁场(课件 学案 练习,共3份)粤教版(2019)必修 第三册

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第六章 第一节 磁现象与磁场(课件 学案 练习,共3份)粤教版(2019)必修 第三册

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第一节 磁现象与磁场
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题7分,共70分,11~13题,每小题10分,共30分,合计100分
对点题组练
题组一 磁现象 磁场
1.下列关于磁场的说法中,正确的是(  )
只有磁铁周围才存在磁场
磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
把磁体放在真空中,磁场就消失了
磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
2.下列科学家中发现了电流的磁效应(即电流会产生磁场)的是(  )
法拉第 安培 楞次 奥斯特
题组二 磁感线
3.下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(  )
电场线和磁感线都是电场、磁场中实际存在的线
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
电场线是不闭合曲线,而磁感线是闭合曲线
电场线越密的地方,同一试探电荷所受的静电力越大;磁感线分布较密的地方,表示该处磁场较弱
4.如图所示,水平放置的直导线通有向右的电流,则直导线正下方P点的磁场方向是(  )
垂直纸面向里 垂直纸面向外
平行纸面向左 平行纸面向右
5.(多选)在图中,分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向及磁感线方向,其对应正确的是(  )
A B C D
6.(2024·广东清远高二期中) 如图所示,一通电螺线管通有图示电流,小磁针1、2、4放在螺线管周围,小磁针3放在螺线管内部,四个小磁针静止在如图所示位置,则四个小磁针的N、S极标注正确的是(  )
1 2 3 4
7.(多选)下列各选项图表示磁场的磁感线,据图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是(  )
A B C D
题组三 安培分子电流假说和地磁场
8.如图所示的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具,司南能指南北的原因是(  )
地球周围有电场
太阳周围有磁场
月球周围有磁场
地球周围有磁场
9.一根软铁棒被磁化是因为(  )
软铁棒中产生了分子电流
软铁棒中分子电流取向杂乱无章
软铁棒中分子电流消失了
软铁棒中分子电流取向变得大致相同
综合提升练
10.(2024·九龙坡区校级期中)弹簧测力计下挂一条形磁铁,其N极一端位于一通电螺线管的正上方,如图所示,下列说法正确的是(  )
若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数不变
若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数减小
若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数不变
若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数减小
11.如图所示,两条形磁铁异名磁极相对,置于桌面上,桌子放在电梯里,开始时电梯停在15层,磁铁保持不动。在电梯从15层由静止下行至1层的过程中,观察到两条形磁铁碰在一起,则当磁铁开始滑动时,电梯正处于(  )
启动加速状态 匀速运行状态
制动减速状态 停在1层
12.1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上,然后在圆盘附近悬挂一个小磁针,将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时,就会发现小磁针发生偏转,忽略地磁场对小磁针的影响。下列说法错误的是(  )
小磁针发生偏转说明电流会产生磁场
圆盘中心轴处的磁场方向向下
当小磁针位于圆盘的左上方时,它的N极向左侧偏转
当小磁针位于圆盘的左下方时,它的N极向右侧偏转
培优加强练
13.将A、B两磁环先后套在光滑的木支架上,并使两磁环相对的磁极极性相同,此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中,如图所示,设两磁环受到的重力相等且都为G,则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是(  )
F<G F=G
G<F<2G F=2G
第一节 磁现象与磁场
1.D [磁场存在于磁体周围和电流周围,故A错误;磁场是实际存在的特殊物质,不是假想的,磁感线是假想的,故B、C错误;磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的,故D正确。]
2.D [丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应,故A、B、C错误,D正确。]
3.C [电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线,实际不存在,A错误;两种场线的切线方向均表示相应的场方向,两种场线都不会相交,B错误;电场线起始于正电荷或无限远处,终止于无限远处或负电荷,而磁感线在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,是闭合曲线,C正确;电场线越密,表示该处电场越强,同一试探电荷在此处所受静电力越大;磁感线越密,表示该处磁场越强,D错误。]
4.A [由安培定则知导线下方磁场方向垂直纸面向里,故A正确。]
5.ACD [A图中,根据安培定则可知,磁感线方向及小磁针静止时N极所指的方向正确,故A正确;B图中,通电圆环在轴线上产生了由右向左的磁感线,小磁针静止时N极应该指向左侧,故B错误;C图中,根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向沿螺旋管轴线向右,故C正确;D图中,根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向在圆环内部由内指向外,故D正确。]
6.B [小磁针静止时的N极指向为该处的磁感线方向,根据安培定则可知通电螺线管的右端为N极,左端为S极,内部磁感线方向是由S指向N,外部由N指向S,故只有小磁针2的N、S极标注正确,故B正确。]
7.AC [磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,磁场越强,磁感线分布越疏的地方,磁场越弱,故A、C图中a点的磁场比b点的磁场强,A、C正确。]
8.D [司南能指南北的原因是受地球周围磁场的作用,D正确,A、B、C错误。]
9.D [根据安培的分子电流假说,一根软铁棒被磁化是因为软铁棒中分子电流取向变得大致相同,故D正确。]
10.B [当螺线管将a接电源正极,b接负极时,线圈中产生磁场,由右手螺旋定则判断得知,螺线管内部磁场方向向上,对磁铁产生向上的斥力,所以弹簧测力计示数减小,故A错误,B正确;当螺线管将a接电源负极,b接正极时,线圈中产生磁场,由右手螺旋定则判断得知,螺线管内部磁场方向向下,对磁铁产生向下的引力,所以弹簧测力计示数增大,故C、D错误。]
11.A [磁铁开始滑动,说明磁铁间的作用力大于磁铁与桌面间的最大静摩擦力,说明磁铁所受弹力减小,则磁铁处于失重状态,具有竖直向下的加速度,所以电梯正处于启动加速状态,故A正确。]
12.B [由题意可知,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转,原因是电荷的定向移动形成电流,电流周围产生磁场,A正确;圆盘带负电,根据安培定则可知,产生的电流为逆时针方向(俯视),故圆盘上方为N极,圆盘下方为S极,圆盘中心轴处的磁场方向向上,B错误;当小磁针处于圆盘的左上方时,因圆盘上方为N极,则小磁针的N极向左侧偏转,C正确;当小磁针处于圆盘的左下方时,因圆盘下方为S极,则小磁针的N极向右侧偏转,D正确。]
13.D [由A、B两磁环相对的磁极极性相同,知它们之间相互作用力是斥力,A悬浮在空中,说明A受力平衡,因此A受到的重力和B对A的排斥力大小相等,根据牛顿第三定律,可知B受到A的斥力大小等于G。对B受力分析可知,B受到重力、向下的斥力和底座对B向上的支持力,B处于静止的平衡状态,所以F支=2G,根据牛顿第三定律知B对底座的压力大小F等于2G,故D正确。]第一节 磁现象与磁场
学习目标 1.了解磁现象在人类生活中的作用。2.知道磁场的概念,理解一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。3.理解磁感线的概念,会用磁感线描述电流的磁场。
知识点一 磁现象 磁场
如图甲所示,通电导线放在蹄形磁铁附近,悬挂导线的细线偏离竖直方向,说明通电导线受到力的作用;如图乙所示,两条通电导线之间也有作用力。
根据实验,在下图中空白方框内填入恰当的内容。
                                    
                                    
                                    
1.磁作用的主要表现
(1)磁体与磁体间:同名磁极相互________,异名磁极相互________。
(2)磁体与通电导体间:电流________效应实验(电流可以产生磁场)、电动机的基本原理。
2.磁场:磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都存在着相互作用,统称为磁相互作用(或磁力),都是通过________发生的。磁场是客观存在的________,磁体和电流周围都存在磁场,磁场对置于其中的其他磁体或电流施加________。
【思考】
1.信鸽有惊人的远距离辨认方向的本领。试猜想:信鸽高超的认路本领依赖于什么?
                                    
                                    
                                    
2.如图所示,通电导线放在磁铁附近,悬挂导线的细线偏离竖直方向,说明通电导线受到力的作用。磁铁对通电导线的作用力是如何产生的?
                                    
                                    
                                    
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
听课笔记                                     
                                    
知识点二 磁感线
1.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的____________都与该点的磁场方向一致。
2.磁感线的特点
(1)磁感线是假想出来的有方向的曲线,实际并不存在。
(2)磁感线的________反映磁场的强弱,磁感线越密的地方表示磁场越________,磁感线越疏的地方表示磁场越________。
(3)磁感线不相交,不相切,也不中断。
(4)磁感线是闭合曲线,在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极。
3.磁体的磁感线
(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线
(2)同名磁极和异名磁极的磁感线
4.电流周围的磁场
(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,弯曲的四指所指的方向就是________环绕的方向。
(2)环形电流的磁场
安培定则:如图丙所示,让右手______________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________上磁场的方向。
丙 环形电流的磁场
(3)通电螺线管的磁场
安培定则:如图丁所示,用右手握住螺线管,让弯曲的四指与____________的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是__________________磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的________。
丁 通电螺线管的磁场
5.用安培定则判断出电流磁场方向的多种视图
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铁的磁场,方向由N极指向S极
【思考】
1.有同学认为磁感线总是从磁体N极指向S极,你认为对吗?
                                    
                                    
                                    
2.为什么无论把磁棒折成多小的一段,它总有两个磁极?
                                    
                                    
                                    
例2 如图所示,甲、乙是直线电流形成的磁场,丙、丁是环形电流形成的磁场,戊、己是螺线管电流形成的磁场,试在各图中补画出电流的方向或磁感线的方向。
利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题
(1)利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时,大拇指指的是电流方向,四指指的方向为磁感线的环绕方向。
(2)利用安培定则判断通电螺线管和环形电流的磁场方向时,四指指的是电流方向,大拇指指的方向是磁场方向。    
例3 (2024·广东潮州高二期末)如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是(  )
A.a、b、c的N极都向纸里转
B.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转
C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转
D.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转
听课笔记                                     
                                    
判断小磁针在磁场中N极指向的方法
(1)用安培定则判断小磁针所在位置的磁场方向。
(2)根据小磁针静止时N极所指方向为磁场方向判断小磁针N极指向。    
训练1 将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成),要求:电源电压恒定不变,电路能改变电磁铁磁性的强弱,闭合开关S,小磁针受力静止时,其N、S极如图所示。
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
知识点三 安培分子电流假说和地磁场
1.安培分子电流假说:在原子、分子等物质微粒的内部都存在一种____________电流——分子电流,分子电流使每个物质分子都成为一个微小的________。
2.地磁场
(1)概念:地球由于本身具有磁性而在周围形成的磁场叫作地磁场。
(2)特点:地球磁体的N极位于地理__________附近,地球磁体的S极位于地理________附近。
(3)磁偏角:地磁极与地理极并不重合,它们之间的夹角被称为磁偏角。
【思考】
1.如图所示,试解释高温去磁是什么原理?
                                    
                                    
                                    
2.判断正误
(1)安培提出“分子电流”假说,认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生。(  )
(2)根据“分子电流”假说,磁体受到强烈震动时磁性不会减弱。(  )
(3)根据“分子电流”假说,磁体在高温条件下磁性会减弱。(  )
例4 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I引起的。在图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(  )
听课笔记                                     
                                    
                                    
训练2 (多选)下列说法正确的是(  )
A.奥斯特提出“分子电流”假说,认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
B.安培提出“分子电流”假说,认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
C.根据“分子电流”假说,磁铁受到强烈震动时磁性会减弱
D.根据“分子电流”假说,磁铁在高温条件下磁性会减弱
随堂对点自测
1.(磁现象 磁场)下列关于磁场的说法正确的是(  )
A.最基本的性质是对处于其中的磁体和通电导体有力的作用
B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质
C.地球的磁场不是真实存在,是假想出来的
D.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无
2.(磁感线)磁感线是用来形象地描述磁场的曲线,下图分别描述的是条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布,其中正确的是(  )
3.(安培分子电流假说和地磁场)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。”下列说法正确的是(  )
A.地球的磁场并非真实存在,是人们假想出来的
B.地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合
C.地磁偏角的发现,对于指南针在航海中的应用没有影响
D.使用指南针准确确定南北方向时,无需考虑地磁偏角
第一节 磁现象与磁场
知识点一
导学 提示 磁场
知识梳理
1.(1)排斥 吸引 (2)磁 2.磁场 物质 作用力
[思考]
1.提示 地球周围的磁场。
2.提示 是通过磁场产生的。
例1 A [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;电流与电流之间是通过磁场发生相互作用的,故C错误;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。]
知识点二
1.切线方向 2.(2)疏密 强 弱 4.(1)右手 磁感线 (2)弯曲的四指 轴线 (3)螺线管电流 螺线管轴线上 北极
[思考]
1.提示 不对。在磁体外部磁感线从磁体N极指向S极,而在磁体内部,磁感线从S极指向N极。
2.提示 每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现,一面相当于N极,另一面相当于S极。
例2 如图所示
解析 根据安培定则,可以确定甲中电流的方向垂直纸面向外,乙中电流的方向从下向上,丙中电流的方向是逆时针方向,丁中磁感线的方向向下,戊中磁感线方向向左,己中磁感线的方向向右。具体如答案图所示。
例3 D [圆环带有负电荷,圆环顺时针转动时,产生的等效电流方向沿逆时针方向;由安培定则可知,a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里,b处磁场方向垂直于纸面向外,则a、c处的小磁针的N极向纸里转动,b处小磁针的N极向纸外转动,故D正确。]
训练1 见解析
解析 由磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的左端应为N极,再由右手螺旋定则得出电流从右边的导线流入,通电螺线管的磁性要发生变化,应在电路中串联滑动变阻器,如图所示。
知识点三
1.环形 磁体 2.(2)南极 北极
[思考]
1.提示 在高温下,铁棒的分子热运动加剧,分子电流的规则取向被破坏,铁棒失去磁性。
2.(1)√ (2)× (3)√
例4 B [因为地球内部磁场大致方向由地理北极指向地理南极,由安培定则可知,环形电流方向如图B所示。]
训练2 BCD [“分子电流”假说是由安培提出来的,故A错误;根据安培的“分子电流”假说可知,磁铁及通电导线的磁性是由内部运动电荷产生的磁场叠加而成的,故B正确;磁铁在高温或强烈震动下“分子电流”的取向会变得杂乱,从而使磁性减弱,故C、D正确。]
随堂对点自测
1.A [磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用,故A正确;磁场虽然看不见摸不着,但是它是客观存在的,与人的思想无关,故B、C、D错误。]
2.D [磁体外部的磁感线从N极到S极,而内部是从S极到N极的,故A、B错误,根据安培定则,直导线的电流向下,则磁感线的方向(俯视)为顺时针方向,故C错误;根据安培定则,环形导线的电流方向与磁感线的方向正确,故D正确。]
3.B [地球的磁场是真实存在的,不是人们假想出来的,故A错误;地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合,故B正确;地磁偏角的发现,对于指南针在航海中的应用有影响,能够更为准确的确定方向,故C错误;使用指南针准确确定南北方向时,需考虑地磁偏角,故D错误。](共48张PPT)
第一节 磁现象与磁场
第六章 电磁现象与电磁波
1.了解磁现象在人类生活中的作用。2.知道磁场的概念,理解一切磁相互作用都是通过磁场来实现的。3.理解磁感线的概念,会用磁感线描述电流的磁场。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 磁感线
知识点一 磁现象 磁场
知识点三 安培分子电流假说和地磁场
知识点一 磁现象 磁场
如图甲所示,通电导线放在蹄形磁铁附近,悬挂导线的细线偏离竖直方向,说明通电导线受到力的作用;如图乙所示,两条通电导线之间也有作用力。
根据实验,在下图中空白方框内填入恰当的内容。
提示 磁场
1.磁作用的主要表现
(1)磁体与磁体间:同名磁极相互______,异名磁极相互______。
(2)磁体与通电导体间:电流___效应实验(电流可以产生磁场)、电动机的基本原理。
2.磁场:磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都存在着相互作用,统称为磁相互作用(或磁力),都是通过______发生的。磁场是客观存在的______,磁体和电流周围都存在磁场,磁场对置于其中的其他磁体或电流施加_________。
排斥
吸引

磁场
物质
作用力
【思考】
1.信鸽有惊人的远距离辨认方向的本领。试猜想:信鸽高超的认路本领依赖于什么?
提示 地球周围的磁场。
2.如图所示,通电导线放在磁铁附近,悬挂导线的细线偏离竖直方向,说明通电导线受到力的作用。磁铁对通电导线的作用力是如何产生的?
提示 是通过磁场产生的。
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
解析 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;电流与电流之间是通过磁场发生相互作用的,故C错误;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。
A
知识点二 磁感线
1.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的____________都与该点的磁场方向一致。
2.磁感线的特点
(1)磁感线是假想出来的有方向的曲线,实际并不存在。
(2)磁感线的______反映磁场的强弱,磁感线越密的地方表示磁场越___,磁感线越疏的地方表示磁场越___。
(3)磁感线不相交,不相切,也不中断。
(4)磁感线是闭合曲线,在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极。
切线方向
疏密


3.磁体的磁感线
(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线
(2)同名磁极和异名磁极的磁感线
4.电流周围的磁场
右手
(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,弯曲的四指所指的方向就是_________环绕的方向。
磁感线
(2)环形电流的磁场
安培定则:如图丙所示,让右手_______________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______上磁场的方向。
丙 环形电流的磁场
弯曲的四指
轴线
(3)通电螺线管的磁场
安培定则:如图丁所示,用右手握住螺线管,让弯曲的四指与_______________的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是__________________磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的______。
丁 通电螺线管的磁场
螺线管电流
螺线管轴线上
北极
5.用安培定则判断出电流磁场方向的多种视图
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铁的磁场,方向由N极指向S极
【思考】
1.有同学认为磁感线总是从磁体N极指向S极,你认为对吗?
提示 不对。在磁体外部磁感线从磁体N极指向S极,而在磁体内部,磁感线从S极指向N极。
2.为什么无论把磁棒折成多小的一段,它总有两个磁极?
提示 每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现,一面相当于N极,另一面相当于S极。
例2 如图所示,甲、乙是直线电流形成的磁场,丙、丁是环形电流形成的磁场,戊、己是螺线管电流形成的磁场,试在各图中补画出电流的方向或磁感线的方向。
答案 如图所示
解析 根据安培定则,可以确定甲中电流的方向垂直纸面向外,乙中电流的方向从下向上,丙中电流的方向是逆时针方向,丁中磁感线的方向向下,戊中磁感线方向向左,己中磁感线的方向向右。具体如答案图所示。
利用安培定则判定电流的磁场方向需注意的问题
(1)利用安培定则判断通电直导线的磁场方向时,大拇指指的是电流方向,四指指的方向为磁感线的环绕方向。
(2)利用安培定则判断通电螺线管和环形电流的磁场方向时,四指指的是电流方向,大拇指指的方向是磁场方向。    
D
例3 (2024·广东潮州高二期末)如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是(  )
A.a、b、c的N极都向纸里转
B.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转
C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转
D.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转
解析 圆环带有负电荷,圆环顺时针转动时,产生的等效电流方向沿逆时针方向;由安培定则可知,a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里,b处磁场方向垂直于纸面向外,则a、c处的小磁针的N极向纸里转动,b处小磁针的N极向纸外转动,故D正确。
判断小磁针在磁场中N极指向的方法
(1)用安培定则判断小磁针所在位置的磁场方向。
(2)根据小磁针静止时N极所指方向为磁场方向判断小磁针N极指向。    
训练1 将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成),要求:电源电压恒定不变,电路能改变电磁铁磁性的强弱,闭合开关S,小磁针受力静止时,其N、S极如图所示。
答案 见解析
解析 由磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的左端应为N极,再由右手螺旋定则得出电流从右边的导线流入,通电螺线管的磁性要发生变化,应在电路中串联滑动变阻器,如图所示。
知识点三 安培分子电流假说和地磁场
1.安培分子电流假说:在原子、分子等物质微粒的内部都存在一种______电流——分子电流,分子电流使每个物质分子都成为一个微小的______。
2.地磁场
(1)概念:地球由于本身具有磁性而在周围形成的磁场
叫作地磁场。
(2)特点:地球磁体的N极位于地理______附近,地球
磁体的S极位于地理______附近。
(3)磁偏角:地磁极与地理极并不重合,它们之间的夹角被称为磁偏角。
环形
磁体
南极
北极
【思考】
1.如图所示,试解释高温去磁是什么原理?
提示 在高温下,铁棒的分子热运动加剧,分子电流的规则取向被破坏,铁棒失去磁性。
2.判断正误
(1)安培提出“分子电流”假说,认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生。( )
(2)根据“分子电流”假说,磁体受到强烈震动时磁性不会减弱。( )
(3)根据“分子电流”假说,磁体在高温条件下磁性会减弱。( )
×


B
例4 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I引起的。在图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(  )
解析 因为地球内部磁场大致方向由地理北极指向地理南极,由安培定则可知,环形电流方向如图B所示。
BCD
训练2 (多选)下列说法正确的是(   )
A.奥斯特提出“分子电流”假说,认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
B.安培提出“分子电流”假说,认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
C.根据“分子电流”假说,磁铁受到强烈震动时磁性会减弱
D.根据“分子电流”假说,磁铁在高温条件下磁性会减弱
解析 “分子电流”假说是由安培提出来的,故A错误;根据安培的“分子电流”假说可知,磁铁及通电导线的磁性是由内部运动电荷产生的磁场叠加而成的,故B正确;磁铁在高温或强烈震动下“分子电流”的取向会变得杂乱,从而使磁性减弱,故C、D正确。
随堂对点自测
2
A
1.(磁现象 磁场)下列关于磁场的说法正确的是(  )
A.最基本的性质是对处于其中的磁体和通电导体有力的作用
B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质
C.地球的磁场不是真实存在,是假想出来的
D.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无
解析 磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用,故A正确;磁场虽然看不见摸不着,但是它是客观存在的,与人的思想无关,故B、C、D错误。
D
2.(磁感线)磁感线是用来形象地描述磁场的曲线,下图分别描述的是条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布,其中正确的是(  )
解析 磁体外部的磁感线从N极到S极,而内部是从S极到N极的,故A、B错误,根据安培定则,直导线的电流向下,则磁感线的方向(俯视)为顺时针方向,故C错误;根据安培定则,环形导线的电流方向与磁感线的方向正确,故D正确。
B
3.(安培分子电流假说和地磁场)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。”下列说法正确的是(  )
A.地球的磁场并非真实存在,是人们假想出来的
B.地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合
C.地磁偏角的发现,对于指南针在航海中的应用没有影响
D.使用指南针准确确定南北方向时,无需考虑地磁偏角
解析 地球的磁场是真实存在的,不是人们假想出来的,故A错误;地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合,故B正确;地磁偏角的发现,对于指南针在航海中的应用有影响,能够更为准确的确定方向,故C错误;使用指南针准确确定南北方向时,需考虑地磁偏角,故D错误。
课后巩固训练
3
D
1.下列关于磁场的说法中,正确的是(  )
A.只有磁铁周围才存在磁场
B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C.把磁体放在真空中,磁场就消失了
D.磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
解析 磁场存在于磁体周围和电流周围,故A错误;磁场是实际存在的特殊物质,不是假想的,磁感线是假想的,故B、C错误;磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的,故D正确。
对点题组练
题组一 磁现象 磁场
D
2.下列科学家中发现了电流的磁效应(即电流会产生磁场)的是(  )
A.法拉第 B.安培
C.楞次 D.奥斯特
解析 丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应,故A、B、C错误,D正确。
C
题组二 磁感线
3.下列关于电场线和磁感线的说法正确的是(  )
A.电场线和磁感线都是电场、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.电场线是不闭合曲线,而磁感线是闭合曲线
D.电场线越密的地方,同一试探电荷所受的静电力越大;磁感线分布较密的地方,表示该处磁场较弱
解析 电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线,实际不存在,A错误;两种场线的切线方向均表示相应的场方向,两种场线都不会相交,B错误;电场线起始于正电荷或无限远处,终止于无限远处或负电荷,而磁感线在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,是闭合曲线,C正确;电场线越密,表示该处电场越强,同一试探电荷在此处所受静电力越大;磁感线越密,表示该处磁场越强,D错误。
A
4.如图所示,水平放置的直导线通有向右的电流,则直导线正下方P点的磁场方向是(  )
A.垂直纸面向里 B.垂直纸面向外
C.平行纸面向左 D.平行纸面向右
解析 由安培定则知导线下方磁场方向垂直纸面向里,故A正确。
ACD
5.(多选)在图中,分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向及磁感线方向,其对应正确的是(   )
解析 A图中,根据安培定则可知,磁感线方向及小磁针静止时N极所指的方向正确,故A正确;B图中,通电圆环在轴线上产生了由右向左的磁感线,小磁针静止时N极应该指向左侧,故B错误;C图中,根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向沿螺旋管轴线向右,故C正确;D图中,根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向在圆环内部由内指向外,故D正确。
B
6.(2024·广东清远高二期中)如图所示,一通电螺线管通有图示电流,小磁针1、2、4放在螺线管周围,小磁针3放在螺线管内部,四个小磁针静止在如图所示位置,则四个小磁针的N、S极标注正确的是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析 小磁针静止时的N极指向为该处的磁感线方向,根据安培定则可知通电螺线管的右端为N极,左端为S极,内部磁感线方向是由S指向N,外部由N指向S,故只有小磁针2的N、S极标注正确,故B正确。
AC
7.(多选)下列各选项图表示磁场的磁感线,据图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是(  )
解析 磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,磁场越强,磁感线分布越疏的地方,磁场越弱,故A、C图中a点的磁场比b点的磁场强,A、C正确。
D
题组三 安培分子电流假说和地磁场
8.如图所示的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具,司南能指南北的原因是(  )
A.地球周围有电场 B.太阳周围有磁场
C.月球周围有磁场 D.地球周围有磁场
解析 司南能指南北的原因是受地球周围磁场的作用,D正确,A、B、C错误。
D
9.一根软铁棒被磁化是因为(  )
A.软铁棒中产生了分子电流
B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C.软铁棒中分子电流消失了
D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同
解析 根据安培的分子电流假说,一根软铁棒被磁化是因为软铁棒中分子电流取向变得大致相同,故D正确。
B
综合提升练
10.(2024·九龙坡区校级期中)弹簧测力计下挂一条形磁铁,其N极一端位于一通电螺线管的正上方,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数不变
B.若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数减小
C.若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数不变
D.若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数减小
解析 当螺线管将a接电源正极,b接负极时,线圈中产生磁场,由右手螺旋定则判断得知,螺线管内部磁场方向向上,对磁铁产生向上的斥力,所以弹簧测力计示数减小,故A错误,B正确;当螺线管将a接电源负极,b接正极时,线圈中产生磁场,由右手螺旋定则判断得知,螺线管内部磁场方向向下,对磁铁产生向下的引力,所以弹簧测力计示数增大,故C、D错误。
A
11.如图所示,两条形磁铁异名磁极相对,置于桌面上,桌子放在电梯里,开始时电梯停在15层,磁铁保持不动。在电梯从15层由静止下行至1层的过程中,观察到两条形磁铁碰在一起,则当磁铁开始滑动时,电梯正处于(  )
A.启动加速状态 B.匀速运行状态
C.制动减速状态 D.停在1层
解析 磁铁开始滑动,说明磁铁间的作用力大于磁铁与桌面间的最大静摩擦力,说明磁铁所受弹力减小,则磁铁处于失重状态,具有竖直向下的加速度,所以电梯正处于启动加速状态,故A正确。
B
12.1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上,然后在圆盘附近悬挂一个小磁针,将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时,就会发现小磁针发生偏转,忽略地磁场对小磁针的影响。下列说法错误的是(  )
A.小磁针发生偏转说明电流会产生磁场
B.圆盘中心轴处的磁场方向向下
C.当小磁针位于圆盘的左上方时,它的N极向左侧偏转
D.当小磁针位于圆盘的左下方时,它的N极向右侧偏转
解析 由题意可知,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转,原因是电荷的定向移动形成电流,电流周围产生磁场,A正确;圆盘带负电,根据安培定则可知,产生的电流为逆时针方向(俯视),故圆盘上方为N极,圆盘下方为S极,圆盘中心轴处的磁场方向向上,B错误;当小磁针处于圆盘的左上方时,因圆盘上方为N极,则小磁针的N极向左侧偏转,C正确;当小磁针处于圆盘的左下方时,因圆盘下方为S极,则小磁针的N极向右侧偏转,D正确。
D
培优加强练
13.将A、B两磁环先后套在光滑的木支架上,并使两磁环相对的磁极极性相同,此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中,如图所示,设两磁环受到的重力相等且都为G,则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是(  )
A.F<G B.F=G
C.G<F<2G D.F=2G
解析 由A、B两磁环相对的磁极极性相同,知它们之间相互作用力是斥力,A悬浮在空中,说明A受力平衡,因此A受到的重力和B对A的排斥力大小相等,根据牛顿第三定律,可知B受到A的斥力大小等于G。对B受力分析可知,B受到重力、向下的斥力和底座对B向上的支持力,B处于静止的平衡状态,所以F支=2G,根据牛顿第三定律知B对底座的压力大小F等于2G,故D正确。

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