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第1节　磁场　磁感线
学习目标
1.知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁体或电流有磁场力的作用。
2.知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。
3.知道什么是磁感线。
4.知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况。
5.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
自主预习
一、电和磁的联系
1.奥斯特实验
将导线沿　　　　方向放置在小磁针的上方,通电时小磁针发生了转动。?
2.奥斯特实验发现了电流的　　　　,即电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系。?
二、磁场
1.定义:磁体与磁体之间,磁体与　　　　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:对放入其中的磁体或　　　　有力的作用。?
三、磁感线
1.定义: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.特点:磁感线的疏密程度表示　　　　,磁场强的地方磁感线密,磁场弱的地方磁感线疏。?
四、安培定则
1.直线电流的磁场:　　　　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,如图甲所示。?
2.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　　　　　　方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,或拇指指向螺线管的　　　　极,如图乙所示。?
3.环形电流的磁场:让　　　　手弯曲的四指与　　　　　　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感线的方向,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,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种　　　　,即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为　　　　,它的两侧相当于两个　　　　。?
2.分子电流假说意义:能够解释　　　　及　　　　现象,解释磁现象的电本质。?
课堂探究
【情境设问】生活中处处用到电,同学们能否感受到凡是用到电的地方,几乎都有磁现象伴随?你知道电和磁有怎样的联系吗?
一、电和磁的联系
【情境设问】奥斯特实验:通电导线如何放?小磁针如何放置?
结论1:奥斯特实验说明电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系。
二、磁场
【情境设问】1.当导线中有电流通过时,观察到什么现象??
2.为什么会出现这样的现象??
结论2: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都是通过磁场发生作用的。
磁体磁场磁体
磁体磁场电流
电流磁场电流
三、磁感线
【情境设问】磁场看不见摸不着但又客观存在,我们如何来形象地描述磁场呢?
为了形象的描述磁场,我们引入了磁感线,仿照电场线的特点,结合图片,总结出磁感线的特点。
结论3:磁感线的特点
(1)磁感线是闭合曲线,在外部由N极指向S极,内部由S极指向N极。
(2)磁感线的疏密表示磁场的弱强。
(3)磁感线的切向方向表示磁场的方向。
(4)磁感线不相交不相切。
【情境设问】学习了磁感线磁场的方向我们可以怎么描述呢?
(1)小磁针北极的受力方向
(2)小磁针静止时北极的指向
(3)磁感线的切线方向
四、安培定则
【情境设问】磁体产生的磁场我们已经通过磁感线有了形象的认识,通电导线产生的磁场又是什么样子的呢?
1.通电直导线产生的磁场
判断方法:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
2.通电螺线管产生的磁场
判断方法:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
3.环形电流产生的磁场
判断方法(利用安培定则的第二种形式):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电流轴线上磁场的方向。
[思考与讨论]
与天然磁体的磁场相比较,电流磁场的强弱更容易控制,因而在实际中有很多重要的应用,比如:电磁起重机、电动机、发电机,同学们还能举出什么例子来啊?
　　[例题展示]
【例题1】(多选)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
[变式训练1]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
【例题2】如图所示,表示蹄形磁铁周围的磁感线,磁场中有a、b两点,下列说法正确的是(　　)
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaC.蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极,终止于蹄形磁铁的S极
D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零
[变式训练2]磁场中某区域的磁感线如图所示,则(　　)
A.a、b两处的磁感应强度的大小不相等,a点磁场比b电磁电场强度
B.a、b两处的磁感应强度的大小不相等,a点磁场比b电磁电场强度
C.a、b两处磁场方向一定相同
D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零
【例题3】(多选)如图所示,螺线管中通有电流,如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针,其中a在螺线管内部,则(　　)
A.放在a处的小磁针的N极向左
B.放在b处的小磁针的N极向右
C.放在c处的小磁针的S极向右
D.放在a处的小磁针的N极向右
　　课堂练习
1.如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图,甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下列说法正确的是(　　)
A.两棒均显磁性
B.两棒均不显磁性
C.甲棒不显磁性,乙棒显磁性
D.甲棒显磁性,乙棒不显磁性
2.为了解释地球的磁性,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。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　)
3.关于磁感线和电场线,下列说法正确的是(　　)
A.磁感线是闭合曲线,而电场线不是闭合曲线
B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线
C.磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷
D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向
4.当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止时北极指向读者的是(　　)
核心素养专练
5.(多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于南、北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
D.A带正电
6.如图所示,通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止,N指向正确的是(　　)
A.小磁针a
B.小磁针b
C.小磁针c
D.小磁针d
　　7.
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,弹簧测力计示数增大
　　C.若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数减小
D.若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数增大
8.下列各选项中是直线电流、环形电流磁场的磁感线分布图,其中电流方向与磁感线方向的关系正确的是(　　)
参考答案
自主预习
一、1.南北　2.磁效应
二、1.通电导体　磁场　2.电流
三、1.切线方向　2.磁场强度
四、1.右手　磁感线　2.电流　N　3.右　电流
五、1.环形电流　微小的磁体　磁极　2.磁化　退磁
课堂探究
一、电和磁的联系
[情境设问]略
二、磁场
【情境设问】1.静止的导线运动起来,同向电流互相吸引,反向电流互相排斥。
2.通电导线产生了磁场
四、安培定则
[思考与讨论]电磁继电器　磁悬浮列车　电磁弹射装置
例题1　答案:BC
例题分析:(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。
例题解答: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。
[变式训练1]A　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正确,B错误;磁体与磁体之间是通过磁场发生相互作用的,C错误;电流也能产生磁场,D错误。
例题2
例题分析:(1)在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在。
(2)若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加,磁感线描述的是叠加后的合磁场的磁感线分布情况,不能认为该区域有多条磁感线相交。
例题解答:B　解析:由题图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,所以Ba[变式训练2]B　解析:由图可知,b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,所以Ba例题3
例题分析:(1)小磁针N极指向就是该点的磁场方向即磁感线的切向方向。
(2)小磁针与磁体的相互作用,同极相斥异极相吸,只适用于外部,在通电螺线管的内部不适用。
例题解答:BD　解析:由安培定则,通电螺线管的磁场右端为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。
课堂练习
1.C　2.B　3.A　4.C
核心素养专练
5.BD　6.C　7.D　8.A

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