资源简介

12.2 磁场
知识梳理
知识点一 磁现象
1.磁体：具有磁性（具有吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体。
2.磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极（S极）和北极（N极）。
3.磁极间相互作用规律
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.如果让磁体在水平位置上自由转动，静止时总是一端指南，一端指北。指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。
知识点二 磁场
1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。
知识点三 电流的磁效应
1.奥斯特实验
（1）该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
（2）表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
（2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。
3.安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
4.电磁铁
（1）构成：通电螺线管和里面的铁芯。
（2）影响磁性强弱的因素a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
（3）优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及
方向来控制。
（4）应用：电磁继电器。
知识点四 磁场对电流的作用
1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。 2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明:若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机
（1）构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。
基础训练
一、单选题
1．关于磁现象，下列说法正确的是（　　）
A．悬吊的小磁针静止时N极指向地理南极附近
B．磁体外部的磁感线都是从N极出发，回到S极
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D．磁场、磁感线是客观存在的，因此可以用磁感线形象描述磁场
2．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的指向如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中不合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B．由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应
3．如图所示，是一个自制的指南针。它是利用硬纸板和大头针制作底座，使缝衣针磁
化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这就是一个指南针，当指南针自由旋转静止下来后，针尖指北，下列说法正确的是（　　）
A．针尖是指南针S极 B．针尖指北，是受到地磁场的作用
C．磁化后的缝衣针周围存在很多的磁感线 D．此实验中，缝衣针的材料可以是铜制的
4．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所示。关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
B．地磁场的S极在地理的南极附近
C．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
D．地球周围真实存在着很多条疏密不同的磁感线
5．放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
6．关于磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．条形磁体中间部位的磁性最强
B．用来描述磁场的磁感线真实存在
C．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
D．磁场对放入其中的物体有力的作用
7．如图所示，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是（　　）
A．该实验现象说明电流周围存在磁场
B．该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱
C．若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变
D．若改变导线中的电流大小，小磁针的转动方向将会改变
8．下列对于物质的认识，不正确的是（　　）
A．白炽灯的灯丝都是由超导体制成的 B．原子是由原子核和核外电子组成的
C．磁体周围的磁场是真实存在的 D．核燃料是不可再生资
9．通常我们用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向，如图所示描绘了某一磁场区域的部分磁感线，并在磁场的b点放置一个可自由转动的小磁针，由磁感线的分布特点可知（ ）
A．b点的磁场比a点的磁场弱，小磁针静止时N极指向Q处
B．b点的磁场比a点的磁场弱，小磁针静止时N极指向P处
C．b点的磁场比a点的磁场强，小磁针静止时N极指向P处
D．b点的磁场比a点的磁场强，小碰针静止时N极指向Q处
10．如图所示，小磁针处于静止状态，关于甲、乙两磁极的判断正确的是（　　）
A．N极 S极 B．S极 N极 C．S极 S极 D．N极 N极
二、填空题
11．《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图。“柢”即握柄，是磁体的_______极，司南之所以能指南北，是由于受到_______的作用。
12．沈括在《梦溪笔谈》描述的“缕悬法”即是其中一种指南针，将缕丝的一端用蜡粘在磁针腰部，另一端悬在木架上，针下放一个标有方位的圆盘，静止时针尖便指向南方，则针尖是磁针的______极，这种悬挂型的指南针灵敏度较高，基本上确立了近代罗盘的构造。“缕悬法”之所以能指示南北，其原因是磁针受到______的作用。
13．如图是我国古代的四大发明之一的指南针（司南）。指南针（司南）自由转动静止时，长柄指向地理南方，则它的长柄是______极，长柄所指的方向是地球磁场的_______极（两空均选填“南”或“北”）。
14．我国宋代学者______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。”司南能指示南北方向，是因为受到______的作用。
15．地球表面水平放置、能自由转动的小磁针指向南北，这是由于受到______作用。而磁针所指的方向不是正南、正北，世界上最早发现这一现象的是______。
三、计算题
16．磁场的强弱可用磁感应强度B表示，单位为特斯拉（T）。小华设计了一个磁感应强度测量仪，其简化电路如图所示。该仪器显示计由量程为0～0.03A的灵敏电流计改装而成，电电压恒为6V，定值电阻R0为40Ω，磁敏电阻R在常温下的阻值随磁感应强度变化的关系如下表所示。
磁感应强度B/T 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
磁敏电阻R内/Ω 160 180 200 230 260 290
（1）当待测磁感应强度为0.04T时，磁敏电阻RB的阻值是多少？
（2）若把该测量仪放在某处，闭合开关，测得R0两端的电压为0.8V，则该处的磁感应强度是多少？
（3）请说明用该磁感应强度测量仪能否测量无磁场环境（磁感应强度为0）。12.2 磁场
知识梳理
知识点一 磁现象
1.磁体：具有磁性（具有吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体。
2.磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极（S极）和北极（N极）。
3.磁极间相互作用规律
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.如果让磁体在水平位置上自由转动，静止时总是一端指南，一端指北。指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。
知识点二 磁场
1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。
知识点三 电流的磁效应
1.奥斯特实验
（1）该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
（2）表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
（2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。
3.安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
4.电磁铁
（1）构成：通电螺线管和里面的铁芯。
（2）影响磁性强弱的因素a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
（3）优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及
方向来控制。
（4）应用：电磁继电器。
知识点四 磁场对电流的作用
1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。 2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明:若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机
（1）构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。
基础训练
一、单选题
1．关于磁现象，下列说法正确的是（　　）
A．悬吊的小磁针静止时N极指向地理南极附近
B．磁体外部的磁感线都是从N极出发，回到S极
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D．磁场、磁感线是客观存在的，因此可以用磁感线形象描述磁场
【答案】B
【详解】A．悬吊的小磁针静止时N极指向地理北极附近，因为地磁南极在地理北极附近，故A错误；
B．磁体外部的磁感线都是从N极出发，回到S极，故B正确；
C．磁场中某点的磁场方向与是否有小磁针无关，只是规定小磁针静止时N极指向为该点磁场方向，故C错误；
D．磁感线是理想模型，并不存在，可以用磁感线形象描述磁场，故D错误。
故选B。
2．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的指向如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中不合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B．由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应
【答案】C
【详解】A．甲图中小磁针保持静止状态，乙图中通电后小磁针转动，由甲、乙两图可得电流可以产生磁场，故A不符合题意；
BC．由乙、丙两图可得，电流方向改变后，磁场的方向也会发生变化，即电流产生的磁场方向与电流方向有关，但无法判断电流产生的磁场强弱与电流大小是否有关，故B不符合题意、C符合题意；
D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应，即任何通有电流的导线都可以在其周围产生磁场的现象，故D不符合题意。
故选C。
3．如图所示，是一个自制的指南针。它是利用硬纸板和大头针制作底座，使缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这就是一个指南针，当指南针自由旋转静止下来后，针尖指北，下列说法正确的是（　　）
A．针尖是指南针S极 B．针尖指北，是受到地磁场的作用
C．磁化后的缝衣针周围存在很多的磁感线 D．此实验中，缝衣针的材料可以是铜制的
【答案】B
【详解】A．当指南针自由旋转静止下来后，针尖指北，故针尖是指南针的N极，故A错误；
B．由于地球周围存在磁场，即地磁场，指南针在地磁场的作用下，同名磁极相互排斥，
异名磁极相互吸引，使针尖指北，故B正确；
C．磁感线是为了方便理解磁场分布而引入的假象曲线，是不存在的，故C错误；
D．制作简易指南针的材料必须可以被磁化，而铜不会被磁化，故缝衣针的材料不能为铜制成的，故D错误。
故选B。
4．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所示。关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
B．地磁场的S极在地理的南极附近
C．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
D．地球周围真实存在着很多条疏密不同的磁感线
【答案】A
【详解】A．小磁针静止时，N极的指向即为该处磁场的方向，故可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁针方向，故A正确；
B．由图中可知，地磁场的S极在地理的北极附近，故B错误；
C．由图中可知，地磁场的南、北极与地理南、北极之间存在一个夹角，不是完全重合，故C错误；
D．磁感线是为了便于描述磁场分布而构造的假想曲线，实际并不存在，故D错误。
故选A。
5．放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】A
【详解】由于磁场方向的规定，小磁针静止时N极所指向的方向为磁感线的方向。
假设条形磁体左侧是N极，则磁感线由左端出发指向右侧，由图知道，甲丙的左侧是N极，乙丁的右侧是N极，由图知道，假设不符合题意；
假设条形磁体右侧是N极，则磁感线由右端出发指向左侧，由图知道，甲丙的右侧是N极，乙丁的左侧是N极，由图知道，假设符合题意，且被涂黑S极的小磁针是甲，故A符合题意。
故选A。
6．关于磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．条形磁体中间部位的磁性最强
B．用来描述磁场的磁感线真实存在
C．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
D．磁场对放入其中的物体有力的作用
【答案】C
【详解】A．条形磁体的中间磁性最弱，两端磁性最强，故A错误；
B．磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故B错误；
C．磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C正确；
D．磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，故D错误。
故选C。
7．如图所示，置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是（　　）
A．该实验现象说明电流周围存在磁场
B．该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱
C．若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变
D．若改变导线中的电流大小，小磁针的转动方向将会改变
【答案】A
【详解】给直导线通电后，本来静止于水平桌面并且指向与导线平行的小磁针会发生转动，说明通电导线周围存在磁场，而改变导线中电流方向，小磁针转动的方向也会改变，所以小磁针在此处的作用是检验通电导线周围是否存在磁场，及磁场方向是否与电流方
向有关，但不能检验通电导线周围磁场的强弱，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．下列对于物质的认识，不正确的是（　　）
A．白炽灯的灯丝都是由超导体制成的 B．原子是由原子核和核外电子组成的
C．磁体周围的磁场是真实存在的 D．核燃料是不可再生资
【答案】A
【详解】A．白炽灯的灯丝都是由钨丝制成的，利用电流做功，将电能转化为内能、光能，而超导体是电阻为0，不会产生内能，故A错误，A符合题意；
B．原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的，故B正确，B不符合题意；
C．磁体周围的磁场是真实存在的，能够对周围的磁体产生力的作用，故C正确，C不符合题意；
D．核燃料是越用越少，是不可再生资，故D正确，D不符合题意。
故选A。
9．通常我们用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向，如图所示描绘了某一磁场区域的部分磁感线，并在磁场的b点放置一个可自由转动的小磁针，由磁感线的分布特点可知（ ）
A．b点的磁场比a点的磁场弱，小磁针静止时N极指向Q处
B．b点的磁场比a点的磁场弱，小磁针静止时N极指向P处
C．b点的磁场比a点的磁场强，小磁针静止时N极指向P处
D．b点的磁场比a点的磁场强，小碰针静止时N极指向Q处
【答案】D
【详解】AB．磁感线的疏密体现了磁场的强弱，磁感线越密集，磁场越强，由图可知，a点与b点相比，b点的磁感线更密集，所以b点的磁场比a点的磁场强，故AB不符合题意；
CD．由于磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，所以在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向Q，故D符合题意，C不符合题意。
故选D。
10．如图所示，小磁针处于静止状态，关于甲、乙两磁极的判断正确的是（　　）
A．N极 S极 B．S极 N极 C．S极 S极 D．N极 N极
【答案】C
【详解】磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致，且磁感线从磁体的北极出来回到南极；由图可知，小磁针的N极是向上的，说明磁感线的方向向上，磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以磁感线分别进入甲和乙，所以甲和乙都是S极，故ABD错误，C正确。
故选C。
二、填空题
11．《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图。“柢”即握柄，是磁体的_______极，司南之所以能指南北，是由于受到_______的作用。
【答案】 S（南） 地磁场
【详解】[1]由题意知，司南放在地上时，握柄指向地理的南方，而地磁极的N极在地理南方附近，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以握柄是磁体的S（南）极。
[2]司南静止时指南北是由于它受到地磁场的作用。
12．沈括在《梦溪笔谈》描述的“缕悬法”即是其中一种指南针，将缕丝的一端用蜡粘在磁针腰部，另一端悬在木架上，针下放一个标有方位的圆盘，静止时针尖便指向南方，则针尖是磁针的______极，这种悬挂型的指南针灵敏度较高，基本上确立了近代罗盘的构造。“缕悬法”之所以能指示南北，其原因是磁针受到______的作用。
【答案】 S##南 地磁场
【详解】[1]静止时针尖便指向南方，即地磁北极；根据异名磁极相互吸引可知，小磁针针尖为南极，即S极。
[2]地球是一个大磁体，地球的周围存在磁场。“缕悬法”之所以能指示南北，其原因是磁
针受到地磁场的作用。
13．如图是我国古代的四大发明之一的指南针（司南）。指南针（司南）自由转动静止时，长柄指向地理南方，则它的长柄是______极，长柄所指的方向是地球磁场的_______极（两空均选填“南”或“北”）。
【答案】 南 北
【详解】[1][2]地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向地理南方，即指南的南极用S表示，而地磁的北极在地理的南极附近，故长柄所指的方向是地球磁场的北极。
14．我国宋代学者______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。”司南能指示南北方向，是因为受到______的作用。
【答案】 沈括 地磁场
【详解】[1][2]历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念；司南能指示南北方向，原因是地球周围存在磁场，即受到地磁场的作用。
15．地球表面水平放置、能自由转动的小磁针指向南北，这是由于受到______作用。而磁针所指的方向不是正南、正北，世界上最早发现这一现象的是______。
【答案】 地磁场 沈括
【详解】[1]地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近、地磁南极在地理北极附近，地球表面水平放置、能自由转动的小磁针指向南北，这是由于受到地磁场的作用。
[2]地磁两极与地理两极并不重合，磁针所指的方向不是正南、正北，世界上最早发现这一现象的是在北宋学者沈括。
三、计算题
16．磁场的强弱可用磁感应强度B表示，单位为特斯拉（T）。小华设计了一个磁感应强度测量仪，其简化电路如图所示。该仪器显示计由量程为0～0.03A的灵敏电流计改装而成，电电压恒为6V，定值电阻R0为40Ω，磁敏电阻R在常温下的阻值随磁感应强度变化的关系如下表所示。
磁感应强度B/T 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
磁敏电阻R内/Ω 160 180 200 230 260 290
（1）当待测磁感应强度为0.04T时，磁敏电阻RB的阻值是多少？
（2）若把该测量仪放在某处，闭合开关，测得R0两端的电压为0.8V，则该处的磁感应强度是多少？
（3）请说明用该磁感应强度测量仪能否测量无磁场环境（磁感应强度为0）。
【答案】（1）180Ω；（2）0.16T；（3）能测量
【详解】解：（1）由表格数据可知，磁感应强度是0.04T时，磁敏电阻的阻值RB＝180Ω。
（2）闭合开关后，磁敏电阻与定值电阻串联，电路中的电流为
磁敏电阻RB两端的电压为
此时RB的阻值为
根据表格中数据可知，该处的磁感应强度为0.16T。
（3）为了保证电路安全，电路中的电流最大值Imax＝0.03A，此时电路中的总电阻为
当磁感应强度为0时，磁敏电阻阻值为160Ω，电路中的总电阻为200Ω，不小于R总，故磁感应强度为0时电路安全，用该磁感应强度测量仪能测量无磁场环境。
答：（1）磁敏电阻的阻值RB＝180Ω；
（2）该处的磁感应强度为0.16T；
（3）故磁感应强度为0时电路安全，用该磁感应强度测量仪能测量无磁场环境。

展开更多......

收起↑