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第十三章 电磁感应与电磁波初步
课时13.1 磁场 磁感线
1.知道磁场是一种客观存在的物质；
2.知道磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向，理解磁感线与电场线的异同；
3.学会使用安培定则判断电流周围的磁场方向；
4.知道安培分子电流假说，知道磁化和退磁的本质。
一、电和磁的联系
1．磁极：自然界中的磁体总是存在两个磁极。
2．磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
3．电流的磁效应
(1)奥斯特实验：通电导线使小磁针偏转。
(2)实验结论：电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。
二、磁场
1．定义：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，都是通过磁场发生的。
2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。
三、磁感线
1．磁场的方向规定：小磁针静止时N极所指的方向。
2．磁感线：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．磁感线的疏密表示磁场的强弱。
四、安培定则
1．直线电流的磁场：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，如图甲所示。
2．环形电流的磁场：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，如图乙所示。
3．通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟螺线管电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙所示。
五、安培分子电流假说
1．分子电流假说：安培认为，在物质的内部，存在着一种环形电流，即分子电流。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．分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。
基础过关练
题组一　电和磁的联系
1.(多选)下列说法正确的是 (　　)
A.小磁针放在一根通电直导线附近，小磁针没有转动，说明电流没有磁效应
B.两根通电直导线相互垂直放置，解除固定后都发生转动，说明了电流的磁效应
C.奥斯特发现的电流磁效应现象，首次揭示了电与磁的联系
D.以上说法均错误
2.物理实验都需要有一定的控制条件，奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响。下列关于奥斯特实验的说法正确的是 (　　)　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线必须竖直放置
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线可以水平南北方向放置
题组二　磁场
3.(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是 (　　)
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近磁场的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
4.(多选)如图所示，关于磁铁、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，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
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
题组三　磁感线
5.关于磁感线，下列说法中正确的是 (　　)
A.两条磁感线间的空隙处一定不存在磁场
B.磁感线不可能从S极到N极
C.磁场不一定都是由磁铁产生的
D.两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交
6.如图所示是某个磁场的磁感线分布，则A点和B点的磁感应强度的大小关系是 (　　)
A.A点的磁感应强度大
B.B点的磁感应强度大
C.A点的磁感应强度等于B点的磁感应强度
D.无法确定
题组四　安培定则
7.一根通电直导线周围磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针将 (　　)
A.顺时针转动 B.向左移动
C.向右移动 D.逆时针转动
8.如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，当螺线管通以恒定电流时，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是 (　　)
A.向右 B.向左 C.向上 D.向下
题组五　安培分子电流假说
9.一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下 (　　)
A.软铁棒中产生了分子电流
B.软铁棒中分子电流消失了
C.软铁棒中分子电流的取向变得大致相同
D.软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章
能力提升练
题组一　磁场与磁感线
1.()关于磁场的磁感线，下列说法正确的是 (　　)　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极
B.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线疏的地方磁场弱，磁感线密的地方磁场强
C.磁感线是客观存在的物质，没画磁感线的地方就表示磁场不存在
D.通电长直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆
2.()如图所示，质量为m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θ，则下列说法正确的是(g为重力加速度) (　　)
A.回形针静止时受到的磁铁对它的作用力大小为mg tan θ
B.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mg cos θ
C.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，内部分子电流排列无序了
D.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，内部分子电流消失了
题组二　安培定则
3.()(多选)下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是 (　　)
4.()如图所示，有一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点P的磁场方向是　 (　　)
A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向
C.沿z轴正方向 D.沿z轴负方向
5.()(多选)如图所示，一束带电粒子沿水平方向的虚线从小磁针上方飞过，并与小磁针方向平行，能使小磁针N极转向读者，那么这束带电粒子可能是 (　　)
A.向右飞的正离子
B.向左飞的负离子
C.向右飞的负离子
D.向左飞的正离子
6.()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极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
7.()如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，线圈通以图示方向的电流时，圆环的圆心O处的磁场方向为 (　　)
A.向下
B.向上
C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
答案全解全析
第十三章　电磁感应与电磁波初步
1　磁场　磁感线
基础过关练
1.BC　把小磁针放在电流周围，如果小磁针N极方向正好与该处电流磁场方向一致，小磁针不转动，不能说明电流没有磁效应，选项A错；两根相互垂直放置的通电直导线都发生转动，说明了电流的磁效应，选项B对，选项D错；奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，选项C对。
2.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，地磁场方向由南指向北，小磁针N极在地磁场的作用下会自动指向北方，因此通电直导线可以水平南北方向放置，这样小磁针在通电直导线周围磁场的作用下指向东西方向，表明电流周围有磁场，通电直导线不一定要放置在地球赤道上，故D正确。
3.BC　任何磁体都有两个磁极，A错误；指南针能够指向南北，就是地球磁场作用的效果，故B选项正确；若在指南针附近放另一磁铁，则其附近磁场方向将会发生改变，指南针指向将发生改变，故C选项正确；D选项中，导线通电后周围会产生磁场，对其正下方的指南针有力的作用，指南针将会发生偏转，故D选项错误。
4.BC　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，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的；题图丙中，一个电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。综上所述，选项B、C正确。
5.C　磁感线是为了形象描述磁场而假想的一组有方向的曲线，曲线间空隙处也存在磁场，A错误；磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，C正确；在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线在任何情况下都不相交，所以B、D错误。
6.A　磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，由题图知A处的磁感应强度大于B处的，A正确。
7.A　由安培定则可知，小磁针所在处的磁场方向向下，因此小磁针将顺时针转动至N极向下。故选项A正确。
8.B　根据安培定则可以判断通电螺线管左侧为N极，右侧为S极，因此左侧小磁针静止时N极指向左侧，故选B。
9.C　磁化和退磁的实质是分子电流的排列取向一致还是杂乱，不是分子电流产生和消失，故选项C正确。
能力提升练
1.B　磁感线是闭合曲线，在磁体的外部磁感线从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部磁感线从磁体的S极出发回到N极，故A错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线疏的地方磁场弱，磁感线密的地方磁场强，故B正确；磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但磁感线不是真实存在的，故C错误；通电长直导线周围磁场的磁感线是以导线为圆心的同心圆，但不是均匀分布的，越向外磁场越弱，所以磁感线越向外就变得越稀疏，故D错误。
2.C　回形针静止时受到的磁铁对它的作用力大小和方向都不确定，细线的拉力大小也不能确定，故选项A、B错误；对回形针加热，回形针磁性消失，是因为其内部分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误。
3.AD　根据安培定则，可判断出选项A、D正确，B、C错误。
4.B　电子带负电，沿y轴正方向移动时形成沿y轴负方向的电流，由安培定则可知，z轴上P点的磁场方向沿x轴负方向，故选项B正确。
5.CD　带电粒子沿水平方向的虚线从小磁针上方飞过，并与小磁针方向平行，能使小磁针N极转向读者，则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面向外的，由安培定则可知，电流的方向水平向左。因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行。故选C、D。
6.B　由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流沿逆时针方向，由安培定则可判断出，环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即放在该点的小磁针静止时N极的指向，所以b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转，故选项B正确。
7.A　由安培定则可知左侧线圈上端为N极，下端为S极，右侧线圈也是上端为N极，下端为S极，再结合磁感线是闭合曲线，可知圆环的圆心O处磁场方向向下。故选项A正确。

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