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第十三章
电磁感应与电磁波初步
1 磁场 磁感线
问题：我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已将指南针用于航海，宋俑持罗盘者就记录了这个科技史实。
你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？你知道电和磁有怎样的联系吗？
信鸽千里归巢是一件再普通不过的事情了，可是鸽子导航的“地图”在哪里？为什么在暴风雨天气或者在有日食的日子鸽子会迷路？
万磁王
科幻人物万磁王有没有
科学依据？
上海磁悬浮列车加速到平稳运行之后，速度是430千米每小时，速度之高竟超过了F1赛车的最高时速，这其中包含的物理知识是什么呢？
东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”
1.磁性：物质具有的能够 的性质。
2.磁体： 的物体叫磁体。
3.磁极：磁体上 的区域叫磁极。
(1)小磁针静止时指南的磁极叫做南极，又叫S
极；指北的磁极叫做 。
(2)同名磁极相互 ，
异名磁极相互 。
一、磁现象
吸引铁质物体
具有磁性
磁性最强
北极，又叫N极
排斥
吸引
【探究一：电流的磁效应】
问题1.电现象与磁现象有何相似之处
问题2.为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在联系
问题3.为什么之前的实验都失败了
纵向力
横向作用
1777年8月14日生于丹麦兰格朗岛一个药剂师家庭。12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚持学习化学。由于刻苦攻读，17岁以优异的成绩考取了哥本哈根大学的免费生。他一边当家庭教师，一边在学校学习药物学、天文、数学、物理、化学等。1806年任哥本哈根大学物理学教授，1820年4月发现了电流的磁效应。1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长。
奥斯特简介：
【探究实验：电流的磁效应】
【探究归纳】
奥斯特实验
1.实验装置
2.实验现象:
当给导线通电时,与导线平行放置的小磁针发生转动
3.注意事项:导线应沿南北方向水平放置
【探究结论】通电导线对小磁针有力的作用
【互动探究】
磁体间的相互作用是通过什么发生的呢
【类比】
电荷间的相互作用是通过什么发生的呢
电荷之间的相互作用是通过电场发生的
磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
1.磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质。
二、磁场
磁体
磁体
磁场
是否只有磁体周围才存在磁场
2.电流的磁效应：
电流能在周围空间产生磁场。
磁体
电流
磁场
磁体对电流有没有作用力呢？
【探究二：磁体对电流的作用】
【探究归纳】
磁体对通电导线有力的作用
磁体
电流
磁场
磁体对通电导线的作用力是通过什么发生的呢
【探究三：电流与电流之间的作用力】
电流
电流
磁场
【探究归纳】
通电导线对通电导线有力的作用
【规律总结】
磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。
(磁体与磁体之间、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磁场发生的）
3.磁场的性质
4．对磁场的三点理解
（1）磁场是一种特殊物质，它是客观存在的。
（2）磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间通过磁场发生相互作用。
（3）磁场是有方向的，自由小磁针静止时N极的指向即为该磁场的方向。
5.电场与磁场的比较
比较项目 电场 磁场
不同点 产生 电场周围 磁体、电流、运动电荷周围
基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 对放入其中的磁体、电流有力的作用
作用特点 对放入其中的磁体无力的作用 对放入其中的静止电荷无力的作用
相同点 磁场和电场都是不依赖人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量 思考2：奥斯特发现了电流的磁效应，那么通电直导线周围的磁场是怎样分布的呢？
思考1：电场线可以形象地描述电场强度E的大小和方向，那么我们怎样形象地描述磁感应强度B的大小和方向呢？
磁感线:在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
三、磁感线
A
B
C
磁感线的特点
1.磁感线是假想的曲线，
用假想的、形象的磁感线来描述实在的、抽象的磁场。
2.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强,反之，磁场较弱。
3.磁感线不相交，也不相切。
4.磁感线总是闭合曲线，在磁体的外部是从N极出来，进入S极，在内部则由S极回到N极，形成闭合曲线。
【探究归纳】
磁感线
①磁场方向看切线；
②磁场强弱看疏密。
条形磁铁的磁场分布
【探究一：磁铁的磁场分布特点】
条形磁铁的磁感线分布
【探究归纳】两极分布密，中央疏，且中央正上方处磁场方向与条形磁铁平行。
B
蹄形磁铁的磁场分布
【探究归纳】两极分布密，中央疏，近两极内部分布均匀，在磁体外部：N极→S极；在磁体内部：S极→N极。
B
探究归纳：条形（蹄形）磁体的磁感线
【探究二：直线电流的磁场的分布】
安培定则：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。
1.直线电流磁场的磁感线
特点：一系列的同心圆，且靠近导线处分布密。
I
正视图
俯视图
直线电流产生的磁场的磁感线
从箭头看
从箭尾看
对点训练1.（多选）如图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方,并与小磁针指向平行,能使小磁针的N极转向读者,那么这束带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
BC
【探究三：环形电流的磁场的分布】
环形电流磁感线的立体图
环形电流磁感线的立体图
横截面图
2.环形电流周围的磁感线
安培定则：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轴线上磁感线的方向。
特点：一系列的同心圆，且靠近导线处及环内分布密。
对点训练2.试画出环形电流A、B、C三处的磁感应强度的方向。
对点训练3.如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、
b、c，闭合开关S后, 三只小磁针N极的偏转方向是
( )
A.全向里
B.全向外
C.a向里，b、c向外
D.a、c向外，b向里
D
【探究四：通电螺线管的磁场的分布】
通电螺线管内外小磁针的指向
通电螺线管的磁场就是环形电流磁场的叠加。所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场,这时,大拇指所指的方向是螺线管内部的磁场的方向。
3.通电螺线管周围的磁感线
对点训练4.如图所示，当开关闭合时: (1)判断通电螺线管的磁极；(2)指出每个小磁针的N、S极。
N
S
甲
乙
丙
丁
S
N
N
N
N
等效
思考
磁体和电流都能产生磁场, 它们的磁场是否有什么联系
的磁场
1.事实依据：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场很相似。
2.理论：分子电流假说
法国科学家安培认为：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
N
S
四、安培分子电流假说
磁体
磁体
磁场
电流
电流
3.磁现象的电本质：
一切磁场都是由运动电荷产生的；一切磁现象都是运动电荷周围磁场间的相互作用。
运动电荷
磁场
运动电荷
磁现象
和磁场
磁现象
磁性；磁体；磁极；磁化；退磁。
磁极间的相互作用：
相斥和相吸
磁 场
定义：
磁体或电流周围空间存在的一种特殊物质。
特点：
对放入其中的磁体和通电导体有力的作用
电流的磁效应
奥斯特实验
结论：
电流周围存在磁场
磁感线
几种常见的磁场及所形成的磁感线分布的情况。
用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向。
安培分子电流假说。
1.磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸
屑两现象比较，下列说法正确的是（ ）
A.两者都是电现象
B.两者都是磁现象
C.前者是电现象，后者是磁现象
D.前者是磁现象，后者是电现象
D
2.判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端
靠近小磁针的N极或S极。当钢条甲靠近时，小磁针自
动远离，当钢条乙靠近时小磁针自动靠近，则( )
A．两根钢条均有磁性
B．两根钢条均无磁性
C．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性
D．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性
【解题关键】钢条有磁性与磁极间有磁力的作用，当钢条无磁性时，靠近磁极，被磁化后也可有磁力作用。
D
【解题关键】解答本题时应从以下三点进行分析:
(1)磁极总是成对出现,目前为止还没有发现磁单极子。
(2)磁极间相互作用是通过磁场产生的。
(3)铁块被磁化后会产生磁场,通电导线周围也会产生磁场。
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
BC
4.(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，以下说法正确的是( )
A．这个力是通过磁场产生的作用
B．这个力没有反作用力
C．这个力的反作用力作用在通电导线上
D．这个力的反作用力作用在蹄形磁铁上
AD
5.关于磁感线和磁场的描述下列哪些是正确的（ ）
A.磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向通电螺线管的北极
C.磁感线的方向就是磁场的方向
D.两条磁感线空隙处不存在磁场
B
6.在图中已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向。
N
S
X
·
7.关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( ）
A.磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B.不管是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场都起源于电荷的运动
C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
D.根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性
B
8.如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )
C
【解题关键】通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，两端磁感应强度最大，沿两端往外磁感应强度减小。电磁感应与电磁波初步
1 磁场 磁感线
教材分析
本节内容包括磁场和磁感线两部分。教科书在初中知识的基础上进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，引导学生对事物之间的内在联系有更深刻的思考，并进一步强化“场”的研究方法。
本节有大量的物理学史内容，体现了重要的科学思想方法，是丰富的科学方法和人文教育结合的好素材。可以结合演示实验，对初中知识复习概括并从科学与人文两个角度提升认识，为后续学习打下基础。
磁感线、几种常见的磁场的磁感线分布是基本的重要知识，有助于学生了解物理模型在人类探索自然规律中的作用。由于磁感线的分布不是平面的，而是空间的，应该通过演示实验来加深认识，有条件的情况下可以让学生分组实验。教学中应注意培养学生的空间想象力，使学生形成经典物理的物质观、运动观和相互作用观等物理观念，并能用这些观念解释自然现象和解决实际问题。
教科书十分注重不同磁场的联系，从通电直导线磁场过渡到环形电流磁场，再从环形电流磁场过渡到通电螺线管磁场。这是由直到曲的转化、由熟悉到陌生的转变过程，形象思维中隐含了逻辑思维。注意到这种联系，而不是孤立地罗列这些磁场各自的规律，有利于培养学生科学的思想方法。
学情分析
奥斯特实验虽是初中学过的内容，但教师还要特别指出奥斯特绝非“意外”或“碰巧”获得了这个意义重大的发现，要让学生了解奥斯特发现电流磁效应的历史背景。让学生了解在奥斯特实验前人们见到的力都是“纵向力”，这种思维定势给实验研究带来了很大的障碍。随着对摩擦生热及热机做功等现象认识的深化，自然界各种运动形式之间存在着必然的、相互联系的思想在哲学界和科学界逐步形成。寻找电和磁的联系正是在这种哲学信念的支配下的有意识的探索活动。奥斯特的发现是人类遇到的第一个“横向作用”，在当时的历史条件下，确实给人一种豁然开朗的感觉。电磁学进入了一个崭新的发展时期。法拉第后来评价这一发现时说，它猛然打开了一个科学领域的大门，那里过去是一片漆黑，如今充满光明。所以有必要重新做好电流磁效应的演示实验，让学生直观地认识电流的磁效应。
初中只介绍了磁感线可以方便、形象地描述磁场，磁场中小磁针N极的方向表示磁场的方向。在高中阶段，应该引导学生明确，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。在这部分学习中，学生的认识从对小磁针在磁场中静止时的感性认识过渡到确定磁场方向的理性认识。
教学目标
(1)了解磁现象。了解电和磁的联系，了解电流磁效应的发现过程。体会奥斯特发现的重要
意义，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。
(2)知道磁场的基本特性。知道磁感线，知道几种常见磁场磁感线的空间分布情况。体会如
何使用形象化的手段描述物理现象。
(3)会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
（4）了解安培分子电流假说。
四、教学重难点
重点：知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质。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。
难点：理解场的概念。
五、教学过程
【新课引入】
教师：介绍我国古代对磁现象的研究、指南针的发明等磁学成就，我国是最早发现磁现象、应用磁现象的国家之一，指南针的发明为世界航海做出了巨大贡献。激发学生的爱国主义精神，鼓励他们学习科学的热情。
引导学生关注实际生活，回忆生活、生产中的磁现象和磁技术的广泛应用，像美丽的极光、信鸽能从遥远的地方飞回、银行磁卡、电脑磁盘、电动机、磁悬浮列车等。
演示：磁体间相互作用的小实验（用磁铁靠近曲别针、铁钉、钥匙环、钥匙、各种面值的硬币等，观察哪些物品能够被吸引。有趣的是，2002年发行的荷花图案的5角钱硬币(钢芯镀铜合金)不能被磁铁吸引，而1992年发行的梅花图案的5角钱硬币(黄铜合金)能被磁铁吸引）、设置一些具体的问题情境，形象、生动地引导学生了解磁现象。
【新课讲授】
(一)磁现象
复习回忆：
电和磁的联系
【探究一：电流的磁效应】
问题1.电现象与磁现象有何相似之处
问题2.为什么丹麦物理学家奥斯特相信电和磁之间存在联系
问题3.为什么之前的实验都失败了
【探究实验：电流的磁效应】
做实验时可以分四种情形观察并记录现象:
水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流;
水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北流和由北向南流。
这样在认识电流磁效应的同时，为“安培定则”的教学做好铺垫。
【探究结论】通电导线对小磁针有力的作用。
（三）磁场
教师活动:用铁架台悬挂一段直导线，并置于蹄形磁体内，在演示前请学生猜想导线是否会
发生摆动以及向哪个方向摆动。
学生活动:仔细观察物理现象。
教师活动:改变磁场方向或电流方向，重做实验。如果学生基础较好，还可以进一步引导学
生根据电流方向解释导线的摆动方向。
学生活动:分析并得出磁体对通电导线也存在作用力。
教师活动:用阴极射线管演示磁体对电流(电子的定向移动)的作用，引导学生类比。不接
触的电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间也没有接触，它们是如何实现相互作用的呢
学生活动:说出磁体与磁体之间、磁体与通电导线之间是通过磁场发生作用的。
教师活动:指出我们生活中的物质可以通过感觉器官去感知它的特性，比如一杯果汁，可以
看到它的形状、颜色，可以闻它的气味，也可以品尝它的味道。那么，磁场看不见、摸不着，它是实际存在的一种物质吗 如果是物质，它的特性又是什么呢 先只展示磁悬浮地球仪的底座，让学生思考如何判断它的周围是否存在磁场。
学生活动:提出判断方法，放入磁体或电流，看是否产生力的作用。
教师活动:将磁悬浮地球仪置于底座上方，将一本物理书从地球仪和底座之间穿过，表示二
者没有相互接触，从而说明底座上方空间存在磁场，地球仪受到的向上的磁力与重力平衡。
教师活动:归纳总结磁场是一种物质，最基本的特性是对放入其中的物质产生力的作用。
介绍列宁曾说:“物质是不以人的意志为转移的客观存在。”这也是马克思主义哲学原理的基本观点。
帮助学生归纳本节课演示的几组实验，理解磁场的概念。
教师讲授：“场”的概念是法拉第提出的，他坚信电和磁的作用不是没有中介地从一个物体传到另一个物体。他设想，在磁体、载流导体、带电体的周围空间存在着某种由磁和电产生的、像“以太”那样的连续介质，起着传递磁力和电力的媒介作用。这就是“场”概念的萌芽。1845年，法拉第第一次使用了“磁场”这个词。两年后，他又单独使用“场”这个词。这也是物理学中第一次提出的作为近距作用的“场”的概念。
总结：
磁场:磁体周围空间存在的一种特殊物质。
电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场。
3.磁场的性质：磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。
(磁体与磁体之间、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磁场发生的）
4．对磁场的三点理解
（1）磁场是一种特殊物质，它是客观存在的。
（2）磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间通过磁场发生相互作用。
（3）磁场是有方向的，自由小磁针静止时N极的指向即为该磁场的方向。
(四)磁感线
提出问题:“能否像用电场线形象地描述电场一样，也假想一系列曲线来形象地描述磁场的强弱和方向 ”以此引发学生思考，从而引入磁感线的定义。
磁感线:在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线，且使曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
观察常见磁场的磁感线分布：
教师活动:在玻璃板下放一根条形磁体，再在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，请学生观察。
(如果条件允许，可以利用实物投影或分小组实验。)
学生活动:仔细观察并体会，说出细铁屑在磁场里磁化成了“小磁针”。
教师活动:轻敲玻璃板，请学生观察。
学生活动:发现细铁屑有规则地排列起来，并在纸上画出图样。
教师活动:将小磁针放在磁体周围，记录小磁针N极指向。然后分别将蹄形磁体放在玻璃板下、通电直导线穿过板、环形电流穿过板、通电螺线管穿过板，并在板上均匀地撒一层细铁屑。轻敲板，观察细铁屑的分布情况。
学生活动:在纸上画出这几种典型的磁场分布图。交流讨论，说出在磁体的两极，细铁屑分
布较多，磁感线较密，并由教师引导，得出磁场较强的结论。
教师活动:引导学生思考:磁感线是真实存在的吗 没有磁感线的地方表示那里没有磁场存
在吗
学生活动:体会磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题方便假想出来的。
教师活动:总结磁感线是闭合曲线，在磁体的外部是从N极出来，进入S极，在磁体内部则由S极回到N极，形成闭合曲线。磁感线不相交也不相切。
学生对比磁感线和电场线，并明确:
①两者都是为研究问题方便而假想的一系列曲线;
②两者都用切线方向描述场的方向，用疏密描述场的强弱;
③静电场中的电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。
(五)安培定则
结合直线电流磁感线分布的演示实验，确定直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。电流方向和磁场方向到底是什么关系呢
展示“电流的磁效应”实验中四种情形观察记录的结果，再次分析总结。
得到：直线电流的方向跟它的磁感线的方向之间的关系用安培定则(右手螺旋定则)来判断。带领学生动手操作:用右手握住导线，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。
多个环形电流串联就组成了通电螺线管，环形电流的磁场和螺线管的磁场都可以用另一种形式的安培定则判定:让右手弯曲的四指与环形(或螺线管)电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线(或螺线管)轴线上磁场的方向。
通过对比发现通电螺线管外部磁场与条形磁体外部磁场一致，从而联想到条形磁体内部的磁场情况，引导学生加深磁感线是封闭曲线的认识。
（六）安培分子电流假说
引导学生阅读“科学漫步”，知道：
法国科学家安培认为：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
【课堂小结】
【课后作业】
教材108页“练习与应用”
板书设计
略
教学反思
观察磁体对磁体的作用、电流对磁体的作用，还可以演示磁体对电流的作用、电流与电流的作用。从相互作用关系的角度进行研究，通过类比电荷之间的相互作用是通过“电场”发生的，引出磁体与磁体之间、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是通过“磁场”发生的，从而明确“磁场”的概念。利用电场和磁场的类比教学，可以培养学生的比较推理能力。教学中应注意实验操作、观察与科学思维的结合，促进学生科学探究与科学思维能力的发展，同时激发学生学习物理的兴趣。
做好模拟磁感线形状的实验很重要。磁感线的教学可以对学生进行变抽象为形象的方法论教育，也能让学生体会磁感线图像的对称美。
随着中学物理实验仪器的不断改进，近些年来又出现许多适合演示磁体周围磁场分布的仪器，可方便快捷地显示磁场，教师可以选择使用。还可以利用三维动画结合立体实验模型，加深对磁场立体空间的认识，使学生建立磁感线的空间立体图景。
在探究安培定则时，教学节奏要放缓。引导学生画出通电直导线周围的磁感线的立体图、俯视图和正视图等，调动学生充分发挥空间想象力，使他们对空间分布的磁感线有一个完整的认识，为后续学习磁通量奠定基础。
教师要注重从“通电直导线”周围磁感线的空间分布到“环形电流”周围磁感线的空间分布的过渡，渗透“微元”和“累积”的思想方法。环形电流可看成由许多小段的直线电流组成。对每一小段应用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感应强度的方向，叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的，环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出。直线电流的安培定则对电荷做直线运动产生的磁场也适用，这时电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。绝密★启用前
13.1磁场 磁感线 课后巩固练习
一、单选题（共8小题,共64分）
磁感线可以形象地描述磁场，是因为( ) （8分）
A.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
B.磁感线在空中能相交
C.磁感线不能相交
D.磁感线是客观存在的一系列曲线
【正确答案】 A
【答案解析】磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，故可以描述方向，同时磁感线的疏密表示磁场的强弱；所以磁感线可以形象地描述磁场；与磁感线是否相交以及是否客观存在无关，故A正确，BCD错误。
故选：A。
下列陈述与事实相符的是( )（8分）
A.哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律
B.牛顿测定了万有引力常量
C.安培发现了静电荷间的相互作用规律
D.法拉第不仅提出“场”的概念，而且直观地用“场线”描绘电场和磁场
【正确答案】 D
【答案解析】A、哥白尼提出“日心说”，开普勒发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律，故A错误；
B、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，故B错误；
C、库仑发现了静电荷间的相互作用规律，故C错误；
D、根据物理学史可知，法拉第不仅提出“场”的概念，而且直观地用“场线”描绘电场和磁场，故D正确。
故选：D。
根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该（ ） （8分）
A.带负电
B.带正电
C.不带电
D.无法确定
【正确答案】 A
【答案解析】命题意图 地磁场到底是由何种原因引起，到现在还没有定论，通过假设，把引起地磁场的原因等效为运动电荷产生磁场这一基本模型。
解题分析 因小磁针静止时N极指向北方，故地磁场的N极在南方，S极在北方，若地磁场也是由于电荷的运动产生，则地球这个大带电体不停地定向转动从而形成地磁场，根据太阳升起落下的方向易如地球转动方向，再由安培定则易知选项A正确。
思维诊断 抓住运动电荷产生磁场这一本质，运用安培定则，即可解决。
如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向为垂直纸面向里，c导线的电流方向为垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则a点的磁场方向为( )
（8分）
A.垂直纸面向外
B.垂直纸面向里
C.沿纸面由a指向b
D.沿纸面由a指向d
【正确答案】 C
【答案解析】根据右手螺旋定则知，b导线在a点产生的磁场方向竖直向下，d导线在a点产生的磁场方向竖直向上，c导线在a点产生的磁场方向水平向左．因为b、d导线在a点产生的磁场大小相等，方向相反，所以最终的磁场方向为c导线在a点产生的磁场方向，沿纸面由a指向b．故C正确，A、B、D错误．故选：C．
提出分子电流假说的物理学家是( )。 （8分）
A.法拉第
B.安培
C.奥斯特
D.特斯拉
【正确答案】 B
【答案解析】安培提出了分子电流假说。
如图所示，通电螺线管ab外部的小磁针N极指向右方，若在螺线管内部的c点也放进一个小磁针，则以下判断正确的是( )
（8分）
A.a端电源接电源正极，c点处小磁针N极指向左方
B.a端电源接电源负极，c点处小磁针N极指向右方
C.a端电源接电源正极，c点处小磁针N极指向右方
D.a端电源接电源负极，c点处小磁针N极指向左方
【正确答案】 D
【答案解析】外部小磁针的N极水平向右，知螺线管内部的磁场方向向左，根据右手螺旋定则知，电流在螺线管中的方向从b到a，则b端为电源的正极，a端为电源的负极。
再由螺线管内部的磁场方向向左，故小磁针静止时N极指向磁场方向，从右向左，即c点处小磁针N极指向左方。故D正确，ABC错误；
故选：D。
如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
（8分）
A.N极竖直向上
B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左
D.N极沿轴线向右
【正确答案】 C
【答案解析】带负电金属环，如图所示的旋转．则金属环的电流方向与旋转方向相反．再由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极．因此小磁针N极沿轴线向左．故C正确，ABD错误；
故选：C
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极的指向取磁感线方向其对应错误的是( )（8分）
A.
B.
C.
D.
【正确答案】 B
【答案解析】A、根据安培定则可知，通电直导线中电流向下，则磁感线顺时针，小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向，故A正确；
B、环形电流中的磁场方向向左，则小磁针N极向左，故B错误；
C、通电螺线管中，磁场方向向右，右端是N极，故C正确；
D、环形电流为逆时针，根据安培定则可知，内部磁场方向向外，故D正确。
本题选错误的，故选：B。
二、多选题（共4小题,共36分）
关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（ ） （9分）
A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是客观存在的特殊物质
B.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致
C.磁感线总是从磁铁N极出发，到S极终止
D.细铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
【正确答案】 A B
【答案解析】磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场都是客观存在的特殊物质，故A正确；磁感线的疏密描述磁场的强弱，各点的切线方向表示该点磁场的方向，故B正确；在磁体内部磁感线从S极到正极，故C错误；细铁屑在磁场中的分布曲线形象地描述了磁感线，磁感线实际上并不存在，故D错误。
(多选)某同学身边有一个长铁条，为了检验它是否具有磁性，该同学用它的一端靠近能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象以及相应结论，其中正确的是( ) （9分）
A.若小磁针被吸引过来，则说明长铁条一定有磁性
B.若小磁针被吸引过来，则长铁条可能没有磁性
C.若小磁针被推开，则说明长铁条一定有磁性
D.若小磁针被推开，则长铁条可能没有磁性
【正确答案】 B C
【答案解析】因为磁铁有吸引铁质物体的性质，小磁针有磁性，可吸引长铁条，故若小磁针被吸引过来，长铁条可能没有磁性，选项A错，B对；
根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，选项C对，D错．
如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ ）
（9分）
A.向左飞行的正离子束
B.向右飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
【正确答案】 A C
【答案解析】向左飞行的正离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，
向右飞行的负离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故AC正确，BD错误；
故选：AC．
磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）
（9分）
A.a点的磁场比b点的强
B.a点的磁场比b点的弱
C.a处没有磁感线，但该处仍有磁场
D.a处没有磁感线，所以不存在磁场
【正确答案】 B C
【答案解析】由题图中可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，故A错误，B正确；磁感线是用来描述磁场的，而又不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，那样将会与不画磁感线产生相同的效果，故D错误，C正确。
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13.1磁场 磁感线 课后巩固练习
一、单选题（共8小题,共64分）
磁感线可以形象地描述磁场，是因为( ) （8分）
A.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
B.磁感线在空中能相交
C.磁感线不能相交
D.磁感线是客观存在的一系列曲线
下列陈述与事实相符的是( )（8分）
A.哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律
B.牛顿测定了万有引力常量
C.安培发现了静电荷间的相互作用规律
D.法拉第不仅提出“场”的概念，而且直观地用“场线”描绘电场和磁场
根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该（ ） （8分）
A.带负电
B.带正电
C.不带电
D.无法确定
如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向为垂直纸面向里，c导线的电流方向为垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则a点的磁场方向为( )
（8分）
A.垂直纸面向外
B.垂直纸面向里
C.沿纸面由a指向b
D.沿纸面由a指向d
提出分子电流假说的物理学家是( )。 （8分）
A.法拉第
B.安培
C.奥斯特
D.特斯拉
如图所示，通电螺线管ab外部的小磁针N极指向右方，若在螺线管内部的c点也放进一个小磁针，则以下判断正确的是( )
（8分）
A.a端电源接电源正极，c点处小磁针N极指向左方
B.a端电源接电源负极，c点处小磁针N极指向右方
C.a端电源接电源正极，c点处小磁针N极指向右方
D.a端电源接电源负极，c点处小磁针N极指向左方
如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
（8分）
A.N极竖直向上
B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左
D.N极沿轴线向右
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极的指向取磁感线方向其对应错误的是( )
（8分）
A.
B.
C.
D.
二、多选题（共4小题,共36分）
关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（ ） （9分）
A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是客观存在的特殊物质
B.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时N极所指的方向一致
C.磁感线总是从磁铁N极出发，到S极终止
D.细铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
(多选)某同学身边有一个长铁条，为了检验它是否具有磁性，该同学用它的一端靠近能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象以及相应结论，其中正确的是( ) （9分）
A.若小磁针被吸引过来，则说明长铁条一定有磁性
B.若小磁针被吸引过来，则长铁条可能没有磁性
C.若小磁针被推开，则说明长铁条一定有磁性
D.若小磁针被推开，则长铁条可能没有磁性
如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ ）
（9分）
A.向左飞行的正离子束
B.向右飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束
D.向左飞行的负离子束
磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）
（9分）
A.a点的磁场比b点的强
B.a点的磁场比b点的弱
C.a处没有磁感线，但该处仍有磁场
D.a处没有磁感线，所以不存在磁场
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