13.1磁场 磁感线 导学案—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

13.1磁场 磁感线
【学习目标】
1．列举磁现象在生活、生产中的应用，了解磁现象。
2．知道奥斯特的实验—通电导线周围存在磁场。
3．知道常见的几种磁场的特点。
4．掌握安培定则，会用安培定则判断磁场的方向。
【学习重难点】
掌握安培定则，会用安培定则判断磁场的方向。
【学习过程】
一、自主预习
1．物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的属性叫做___________；具有磁性的物质叫做___________；磁体上磁性最强的部分叫做___________；磁体有两个磁极：南极、北极。同名磁极相互___________，异名磁极相互___________。
2．丹麦物理学家___________首先发现电流周围也存在着磁场。
3．磁场是存在于___________或电流周围空间的一种___________的物质；磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过___________来传递的。
4．一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做___________。
5．当磁化后的材料，受到了外来的能量的影响，比如加热、冲击，其中的各磁畴的磁矩方向会变得不一致，磁性就会减弱或消失，此过程称为___________。
6．磁性材料：
（1）软磁体：___________。
（1）硬磁体（永久磁体）：___________。
7．电现象和磁现象有相似之处
电现象 磁现象
自然界中存在 ____电荷和____电荷 磁体上存在 ____极和____极
同种电荷相互________ 异种电荷相互________ 同名磁极相互________ 异名磁极相互________
二、新课学习
（一）电和磁的联系
1．磁场
实验一：电流对磁体的作用（奥斯特实验）
通电时小磁针________发生偏转（填会或不会）；
断电时小磁针转回到指南北的方向；
说明：______________________________________。
通电电流方向相反，小磁针偏转方向__________。
说明：_______________________________________。
问题：电流对磁体是通过什么作用的呢？
回答：____________。
实验二：磁体对电流的作用力
现象：______________________________________。
实验证明：______________________________________。
问题：磁体和通电导体之间的相互作用力是通过什么发生的呢？
回答：_____________。
实验三：电流对电流的作用力
现象：__________________________。
实验证明：__________________________。
结论：电流和电流之间的相互作用力是通过_____________发生。
2．磁场的基本性质：_________________________________________________。
磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过_____________发生的。
（二）磁感线
1．条形磁铁
2．蹄形磁铁
3．通电螺线管
（三）安培定则
1．安培定则：用_______握住螺旋管，让弯曲的_______所指的方向跟_______方向一致，_______所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺线管_______极）
2．几种常见的电流产生的磁场
（1）直线电流
问题：可以用什么方法判断直导线周围的磁场方向呢？
安培定则：
用_______握住导线，让伸直的_______所指的方向跟_______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）环形电流
绘制出环形电流的磁感线
思考：环形电流的磁场方向可以用什么方法判断呢？
安培定则：
让_______弯曲的_______和环形电流的方向一致，伸直的_______所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。
【例题】如图，一束带电粒子沿水平方向平行的飞过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（ ）
A.向右飞行的正粒子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负粒子束
D.向左飞行的负离子束
3．安培分子电流假说
所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间通过磁场而发生的相互作用。
在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——______________，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_______。
【练习检测】
一、单选题
1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第
C．赫兹 D．牛顿
2．如图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向都垂直纸面向里，且OA=OB=OC，则O点的磁感应强度的方向是（　　）
A．沿BO方向 B．沿OB方向 C．沿OC方向 D．沿OA方向
3．安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体（如图甲所示）。以下说法正确的是（　　）
A．这一假说能够说明磁可以生电
B．这一假说能够说明磁现象产生的电本质
C．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示
D．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示
4．如图，真空中两点电荷+q和q以相同角速度在纸面内绕O点匀速转动，O点离+q较近，则O点的磁感应强度（　　）
A．大小恒定，方向垂直纸面向外 B．大小恒定，方向垂直纸面向里
C．大小变化，方向垂直纸面向外 D．大小变化，方向垂直纸面向里
5．下列说法中，正确的是（ ）
A．只有体积很小的带电体才能看做点电荷
B．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大
C．奥斯特发现了电流可以产生磁场
D．凡计算两个电荷间的相互作用力，就可以使用公式
6．如图所示，通电直导线的左侧O处有一小磁针（图中未画出），静止时小磁针的北极垂直纸面向里。图中连线与导线垂直，下列说法正确的（　　）
A．直导线中的电流方向是从A流向C
B．关于直导线与O对称的E处的磁场与O处磁场相同
C．将小磁针平移到O的左侧D处，静止时北极垂直纸面向外
D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，小磁针顺时针旋转（从A向C看）
二、多选题
7．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．
8．地磁场使得从太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”.关于地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向南方
B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极
C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强
D．地磁场对直射赤道高能粒子流的减速作用比对直射南北极高能粒子流的减速作用弱
9．如图所示，以点为圆心的圆周上有六个等分点、、、、、，两根直导线垂直纸面放在、两点。现给导线通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流，下列说法正确的是（　　）
A．处磁感应强度最大
B．、两处磁场方向相同
C．、两处磁场方向相反
D．、、、四点的磁感应强度大小相等
10．如图为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，关于A、B、C三点，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度最大处为A处，最小处为B处
B．磁感应强度最大处为B处，最小处为C处
C．小磁针静止时在B处和A处N极都指向左方
D．小磁针静止时在B处和C处N极都指向右方
三、填空题
11．通电螺线管的磁场
安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与________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________的方向。
12．安培的分子电流假设揭示了磁现象的本质。磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由__________________产生的，于是所有磁现象都归结为运动电荷之间通过___________发生相互作用。
13．如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，则可以判断电源的_____端为正极，_____端为负极。（均选填“c”或“d”）
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．A
5．C
6．A
7．ACD
8．BC
9．CD
10．BC
11． 螺线管电流的方向 螺线管轴线上 北极
12． 电流（或运动电荷 ） 磁场
13． c d
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