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(共41张PPT)
1　磁场　磁感线
核心素养点击
物理观念 (1)了解磁现象，知道磁场的性质。
(2)了解电流的磁效应。
(3)知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。
(4)知道安培分子电流假说的内容。
科学思维 会用安培定则判断电流周围的磁场方向。
科学态度与责任 体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义。
1．填一填
(1)电和磁的联系
①自然界中的磁体总是存在着两个 。
②磁极间的相互作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
③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_____的实验发现了电流的 ，揭示了电与磁的联系。
磁极
排斥
吸引
磁效应
偏转
(2)磁场
①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 发生的。
②基本性质：磁场对磁极或通电导体有力的作用。
③通电导线间的相互作用力特点：同向通电导线相互 ，异向通电导线相互 。
④磁场尽管看不见、摸不着，但它与电场类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。
磁场
吸引
排斥
2．判断
(1)奥斯特实验说明了电流可以产生磁场。 ( )
(2)单独一个带电体可以只带正电荷，同样单独一个磁体可以只有N极。( )
(3)磁场的基本性质是对磁极或电流有力的作用。 ( )
√
×
√
3．想一想
奥斯特实验：南北方向的直导线放置在小磁针上方，给直导线通电，如图所示。观察实验现象。
(1)导线通电后观察到什么现象？
提示：导线通电后发现小磁针转动了。
(2)实验现象说明了什么问题？
提示：实验现象说明了通电导线周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用。奥斯特实验发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系。
1．填一填
(1)磁感线
①磁场方向规定：物理学中把小磁针静止时 所指的方向规定为该点磁场的方向。
②定义：用来形象地描述磁场的一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点磁场的方向 。
③磁感线可以描述磁场的强弱，磁感线较 ，表示磁场较强。
N极
一致
切线
密
(2)安培定则
电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下：
①直线电流：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与 一致，___________所指的方向就是磁感线环绕的方向。
②环形电流：让右手弯曲的四指与 一致，伸直的拇指所指的方向就是 的方向。
③通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟 一致，拇指所指的方向就是 的方向，或者说拇指所指的就是通电螺线管N极的方向。
电流方向
弯曲的四指
环形电流的方向
环形导线轴线上磁场
电流的方向
螺线管内部的磁场
2．判断
(1)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。 ( )
(2)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。 ( )
(3)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。 ( )
×
√
√
3．想一想
通电的螺线管相当于一个条形磁铁，一端是N极，另一端是S极，把一个小磁针放入螺线管内部，小磁针的N极指向螺线管的哪端？
提示：指向螺线管的N极。小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向，N极受力的方向是该位置的磁感线的方向，在螺线管内部，磁感线方向由S极指向N极，所以小磁针的N极指向螺线管的N极。
【重难释解】
1．磁场的存在：磁体的周围、电流的周围都存在磁场。
2．磁场的客观性：磁场虽然看不见、摸不着，不是由分子、原子组成的，但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。
3．磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。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都是通过磁场发生的。
4．磁场的方向性：有方向，处在磁场中能够自由转动的小磁针，静止时N极的指向，即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向。
[特别提醒]
(1)磁体和电流周围的磁场是同一种性质的场，具有相同的特点和基本性质。
(2)场是物质的另一种存在形式，和实物一样，也是一种客观存在的物质，具有质量、能量等物质的基本属性。　　　　
解题指导：
(1)磁体和电流的周围都存在磁场。
(2)磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。
[解析]　甲图中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，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。
[答案]　BC
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)场是物质的另一种存在形态，和实物一样，也是一种客观存在的物质，具有质量、能量、动量等物质的基本属性。
【素养训练】
1．奥斯特实验说明了 (　　)
A．磁场的存在 B．磁场的方向性
C．电流可以产生磁场 D．磁体间有相互作用
解析：奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场，故C正确。
答案：C　
2．下列关于磁场的说法中正确的是 (　　)
A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的
B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用
C．把磁体放在真空中，磁场就消失了
D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失
解析：理解磁场的物质形态时应与电场类比，磁场看不见、摸不着，但不会因主观意识而存在或消失，磁场与电场一样，都是客观存在的物质形态。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”，是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”，是因为它和我们常见的实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用，因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着，但可以通过它的基本性质反映出来，故B正确，A、C、D错误。
答案：B　
3．下列关于磁场的说法正确的是 (　　)
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．磁体与磁体之间是直接发生作用的
D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
解析：磁场和电场都是客观存在的特殊物质，不是人为规定的，A对，B错；磁体与磁体之间是通过磁场发生相互作用的，C错；电流也能产生磁场，D错。
答案：A　
[问题驱动]
如图所示的通电螺线管内部有一小磁针，关于其内部小磁针静止时N极的指向，甲认为“螺线管的右端相当于N极，故小磁针静止时右端为S极”，乙认为“由于螺线管内部磁感线方向由左向右，小磁针静止时N极指向与磁场方向相同，故右端是N极”，你认为谁的看法正确？
提示：乙的看法正确。因“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”只适用于磁体外部的作用情况，而小磁针静止时N极的指向与磁场方向相同在任何情况下都适用。　　　　
【重难释解】
1．磁感线的特点
(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，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。
2．常见永磁体的磁场(如图)
3．三种常见的电流的磁场
[特别提醒]
(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。　　　　
解题指导：
(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似。
(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。
[解析]　由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右，A项错误，D项正确；在b点磁场方向向右，则小磁针在b点时，N极向右，B项正确；在c点，磁场方向向右，则小磁针在c点时，N极向右，S极向左，C项错误。
[答案]　BD
【素养训练】
4．通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是 (　　)
A．A位置 B．B位置
C．C位置 D．D位置
解析：由题图可知，小磁针N极所指的方向水平向右，而A点磁场方向斜向左上；B点的磁场方向水平向右；C点的磁场方向斜向左下；D点的磁场方向斜向左上，可知图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是B位置。故选B。
答案：B　
5．(多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于北、南方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况，下列说法正确的是 (　　)
A．带同种电荷 B．带异种电荷
C．B带正电荷 D．A带正电荷
解析：由于小磁针N极转向纸里，可知该点磁场方向向里，又根据安培定则，A、B间存在由A向B的电流，由此可知A带正电荷，B带负电荷，选项B、D正确。
答案：BD　
6．当导线中分别通以图所示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是 (　　)
解析：通电直导线电流从左向右，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；通电直导线电流竖直向上，根据右手螺旋定则，磁场的方向为逆时针(从上向下看)，因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；环形导线的电流方向如题图C所示，根据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；根据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时北极指向左，故D错误。
答案：C　
一、培养创新意识和创新思维
1．地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(图甲)。在地磁两极，磁针竖直指向地面；在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因，目前仍没有确定的说法，部分科学家认为是由地核中熔化了的金属(铁和镍)的环流引起的。
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”。
科学家还根据对地球火山岩石的精确测定，发现地磁场强度和方向发生过多次变化(图乙)。
　
甲　　　 　乙
假如地磁场是由地球表面带电荷引起的，试分析地球表面电荷的电性。
提示：负电荷。因地球表面带有电荷，地球自转时产生环形电流，根据右手螺旋定则可知地球表面环形电流方向自东向西，而地球自转方向自西向东，故地球表面电荷为负电荷。
2．指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示。它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动。由于受地磁场作用，司南的磁勺尾静止时指向南方。下列说法中正确的是 (　　)
A．磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用
B．磁勺的指向不会受到附近磁铁的干扰
C．磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰
D．磁勺的N极位于司南的磁勺尾部
解析：司南能够指示南北，是由于地球具有磁场，地磁场是南北指向，故A正确；司南的指向会受到附近磁铁和铁块的干扰，故B、C错误；由于司南的磁勺尾静止时指向南方，所以磁勺的S极位于司南的磁勺尾部，故D错误。
答案：A　
二、注重学以致用和思维建模
3．(2023·广东1月学考)图是电磁式充气泵的结构示意图。当电流从电磁铁的线圈a端流入时，小磁铁被吸引而向下运动，实现充气，则此时(　　)

A．电磁铁上端是N极，小磁铁下端是N极
B．电磁铁上端是N极，小磁铁下端是S极
C．电磁铁上端是S极，小磁铁下端是N极
D．电磁铁上端是S极，小磁铁下端是S极
解析：当电流从电磁铁的接线柱a流入时，从上向下看，电流是顺时针方向，由右手螺旋定则可得，电磁铁下端为N极，上端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可得，小磁铁被吸引向下运动，所以小磁铁下端为N极。故选C。
答案：C　
4．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，其中有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：
(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时始终指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场。
(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极。你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正。
解析：有需要改正的地方，小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极；有需改进的地方，即应在不同的地点多做几次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向。
答案：见解析PAGE
课时跟踪检测(二十二) 磁场　磁感线
A组—重基础·体现综合
1．(2023·广东1月学考)关于磁场和磁感线，下列说法正确的是(　　)
A．磁场和磁感线都是真实存在的
B．磁感线越密的地方，磁场越强
C．沿磁感线方向，磁场一定逐渐减弱
解析：选B　磁感线是人为假想的曲线，不是真实存在的，A错误；沿磁感线方向，磁场不一定逐渐减弱，要看磁感线的疏密，磁感线越密的地方，磁场越强，B正确，C错误。
2．(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铁块的干扰
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
解析：选BC　指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，B正确；因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确；在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。
3．(多选)如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生摆动，以下说法正确的是(　　)
A．这个力F是通过磁场产生的
B．这个力F没有反作用力
C．这个力F的反作用力作用在通电导线上
D．这个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上
解析：选AD　蹄形磁铁通过磁铁的磁场对通电导线产生了力的作用，同时通电导线也通过导线的磁场对蹄形磁铁产生了力的作用。
4．(多选)如图所示，小磁针的指向正确的是(　　)
解析：选ABD　小磁针静止时N极的指向为该处磁场方向，由安培定则可知A中螺线管内的磁场方向向左，A正确；B中赤道处的磁场方向由南向北，B正确；C中小磁针所在处的磁场方向向下，C错误；D中U形磁体间的磁场向右，D正确。
5.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是(　　)
A．a点的磁场方向为图中Ba指向
B．b点的磁场方向为图中Bb指向
C．a点的磁场较强，b点的磁场较弱
D．a点的磁场较弱，b点的磁场较强
解析：选C　磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向，题图中a、b两点的磁场方向均是错误的，故A、B错误；磁感线疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点的磁场较强，b点的磁场较弱，故C正确，D错误。
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．地理南、北极与地磁南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
解析：选ABD　由题意可知，地理南、北极与地磁南、北极不重合，存在地磁偏角，故A正确；磁感线是闭合的，由图可推知地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，故B正确；只有赤道上方附近的地磁场方向才与地面平行，故C错误；根据安培定则可知，通电导线的磁场方向与导线中电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确。
7．如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右从条形磁铁上方缓慢移动时，弹簧测力计的示数(　　)
A．不变
B．逐渐减小
C．先减小后增大
D．先增大后减小
解析：选C　磁铁上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右移动时，所受磁铁的吸引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大，故选C。
8．将A、B两个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：选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，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静止，所以F支＝2G，所以B对底座的压力F等于2G。
9．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，应排除地磁场对实验的影响。关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是(　　)
A．该实验必须在地球赤道上进行
B．通电直导线应该竖直放置
C．通电直导线应该水平东西方向放置
D．通电直导线应该水平南北方向放置
解析：选D　小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D。
B组—重应用·体现创新
10．(多选)关于安培分子电流假说的说法正确的是(　　)
A．安培观察到物质内部有分子电流存在就提出了假说
B．为了解释磁铁产生磁场的原因，安培提出了假说
C．事实上物体内部都存在类似的分子电流
D．据后来科学家研究，原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符
解析：选BCD　安培为了解释磁铁产生磁场的原因，提出的分子环形电流假说，认为在物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向杂乱无章，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性，说明了磁现象产生的本质，故A错误，B正确；安培提出了分子环形电流假说，事实上物体内部都存在类似的分子电流，故C正确；安培提出了分子环形电流假说后，根据科学家研究，原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符，故D正确。
11．关于电流周围磁场的磁感线分布情况，符合安培定则的是(　　)
解析：选C　根据安培定则，直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外，右侧磁场方向应垂直纸面向里，故A错误；根据安培定则，磁场方向应为逆时针，故B错误；根据安培定则，从上往下看，磁场方向应为逆时针，故C正确；根据安培定则，通电螺线管内部磁场方向应由左指向右，故D错误。
12.如图所示为磁场作用力演示仪中的线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当线圈中通以如图所示方向的电流时(　　)
A．小磁针N极向里转
B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
解析：选A　由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里，而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转，故A正确。
13．(多选)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，b、e两点所在的磁感线为一直线，其中c、d两点关于该直线对称，下面说法正确的是(　　)
A．这5个位置中，e点的磁场最强
B．a点没有磁感线穿过，所以a点磁场一定为零
C．c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁场方向相同
D．b、e两点在同一直线上，所以b、e两点磁场方向相同
解析：选AD　从磁感线分布情况看，e点位置的磁感线分布最密集，磁场最强，A正确；a处磁感线相对其他位置比较稀疏，a处磁场较弱，但并不是零，B错误；在c、d两点处的磁感线的切线方向表示c、d点的磁场方向，所以c、d两点的磁场方向并不相同，C错误；b、e两点处的磁感线在同一直线上，所以b、e两点磁场方向相同，故D正确。
14．如图所示，长直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者串联在同一电路中，它们之间相距较远，产生的磁场互不影响，开关S闭合后，图中所示的四个可自由转动的小磁针a、b、c、d的北极(黑色一端)静止时的指向正确的是(　　)
A．a　　　 B．b　　　
C．c　　　　 D．d
解析：选B　可自由转动的小磁针在磁场中静止时的北极指向与其所在处磁感线的方向一致，通电直导线AB周围的磁感线是以导线AB上各点为圆心的同心圆，且都在与导线垂直的平面上，其方向为逆时针方向(俯视)，A错误；通电螺线管C周围的磁感线分布与条形磁铁周围的磁感线分布相似，可知小磁针b处的磁感线方向由右指向左，小磁针c处的磁感线方向由左指向右，B正确，C错误；电磁铁D周围的磁感线分布与蹄形磁铁周围的磁感线分布相似，可知小磁针d处的磁感线方向由左指向右，D错误。
15.如图所示，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是(　　)
A．沿＋x方向
B．沿－x方向
C．沿＋y方向
D．沿－y方向
解析：选A　电子流沿z轴正向流动，电流方向沿z轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向(沿z轴负方向看)，通过y轴A点时方向向外，即沿x轴正向，故选项A正确。
16．如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
答案：如图所示：
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