1．磁场 磁感线
[学习任务] 1．了解电流的磁效应以及电流磁效应的发现过程、重要意义。
2．知道磁场的概念及其基本特征，知道磁场是客观存在的物质。
3．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁感线的分布。
4．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。
5．了解安培分子电流假说。
[问题初探] 问题1．奥斯特实验说明了什么？
问题2．磁场的基本性质是什么？
问题3．磁场的方向是怎样规定的？
[提示] 问题1．说明电流对磁体会产生力的作用，电流具有磁效应。
问题2．对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
问题3．规定小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。
[自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
电和磁的联系 磁场
[链接教材] 如图所示，是教材中体现电流相互作用的图片，那么，电流间的相互作用是怎样发生的？
提示：通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。
1．磁体间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2．奥斯特实验：把导线放置在指南针的上方，通电时磁针发生了转动。
实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系。
3．磁场：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，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。
如图所示，通电导线放在磁铁附近，悬挂导线的细线偏离竖直方向。
问题1．悬挂导线的细线偏离竖直方向的原因是什么？
提示：(1)通电导线受到力的作用。
问题2．磁铁对通电导线的作用力是如何产生的？
提示：磁铁在周围产生了磁场，磁场对通电导线产生了作用力。
问题3．如图所示的司南是春秋战国时期发明的一种指南针，其原理是什么？
提示：地球周围存在磁场，由于受地磁场作用，司南的磁勺尾静止时指向南方。
1．对磁场性质的理解
基本性质 对放入其中的磁体或电流产生力的作用
客观性 磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质
特殊性 磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，它是以一种场的形式存在的
方向性 自由小磁针静止时，N极的指向即为该处的磁场方向，或小磁针N极的受力方向即为该处磁场方向
2．电场与磁场的比较
电场 磁场
不同点 产生 电荷 磁体、电流、运动电荷
基本 性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁体、电流、运动电荷有磁场力的作用
相同点 磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量
【典例1】 (对磁场的认识)(多选)下列有关磁场的说法，正确的是( )
A．磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁场是有方向的，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同
D．在磁场中的某点，小磁针S极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同
ABC [磁场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的特殊物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用；磁极间的相互作用就是通过磁场发生的；磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针N极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，小磁针S极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同，故A、B、C正确，D错误。]
【典例2】 (磁体间相互作用的特点)如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是( )
A．a B．b
C．c D．都有可能
A [b、c相互排斥，说明都是磁体，则只有a没有磁性，故A正确。]
磁感线
1．定义：沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点磁场的方向一致，这样的曲线叫作磁感线。
2．磁场的方向：物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
3．特点
(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏。
(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向。
磁场看不见摸不着，为了形象方便地描述磁场，我们用细铁屑在磁体周围的排列规则，在磁场中画出一条条带方向的曲线。
问题1．为什么可以用细铁屑来模拟磁感线？
提示： 细铁屑被磁化，相当于一个个小磁针，小磁针的N极指向就为该点磁场的方向。
问题2．利用铁屑来探究磁场分布是什么实验方法？
提示：转换法，把磁场的分布转化为磁体周围铁屑的分布情况来了解磁场。
问题3．在如图所示的用磁感线描述磁铁周围的磁场，图中的b点没有磁感线，该处有磁场吗？
提示：有磁场。
问题4．如何利用磁感线判断磁场的方向和磁场的强弱？
提示：磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。
1．常见永磁体的磁场
2．磁感线的特点
(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱。
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。
3．磁感线与电场线的比较
磁感线 电场线
相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线
方向 线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 线上各点的切线方向就是该点的电场方向
疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱
特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断
不同点 闭合曲线(磁体内部S→N，外部N→S) 始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不闭合的曲线
【典例3】 (磁感线的特点)下列关于磁感线的说法正确的是( )
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
B．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止
C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
A [磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描述磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；在磁铁外部，磁感线从磁铁的N极发出，从磁铁的S极进入，在磁铁内部磁感线由S极回到N极，构成闭合曲线，选项B错误；磁感线是人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项C错误；磁场的强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关，选项D错误。]
【典例4】 (利用磁感线判断磁场)某磁场的磁感线如图所示，则下列说法正确的是( )
A．过M点的磁感线切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
C [过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向相同，选项A错误；磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，选项B错误，C正确；过磁场中某点的磁感线的切线方向是该点磁场的方向，因M点的切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，选项D错误。]
安培定则
1．直线电流的磁场：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，如图甲所示。
2．环形电流的磁场：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导线轴线上磁场的方向，如图乙所示。
3．通电螺线管的磁场：让右手弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙所示。
将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，如图所示。
问题1．请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。观察到什么现象？
提示：观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。
问题2．通过这个现象可以得出什么结论呢？
提示：通电后导线周围的小磁针发生偏转，说明通电后导线周围的空间对小磁针产生力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
问题3．重做上面的实验，请观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。观察到什么现象？这说明什么？
提示：观察到电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向发生改变，说明电流的磁场方向也发生变化。
1．常见的三种电流磁感线分布
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
环形电流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
2．安培分子电流假说
(1)法国学者安培提出：在物质内部，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成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极(如图所示)。
(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性。
【典例5】 (安培定则的应用)下图中磁场与对应电流方向符合的是( )
A B
C D
D [根据右手螺旋定则可知，小磁针所在位置磁场方向向左，小磁针的N极应指向左，故A错误；通电直导线周围的磁场分布可以通过右手螺旋定则判断，在图示位置，小磁针N极应指向里，故B错误；地理的北极是地磁的S极，故C错误；通电环形导线内部的磁场分布通过右手螺旋定则判断，图示导线内部的磁场垂直纸面向外，所以小磁针的N极指向外，故D正确。]
【典例6】 (安培分子电流假说)(多选)下列说法正确的是( )
A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
B．安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
C．根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性会减弱
D．根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱
BCD [“分子电流”假说是由安培提出来的，故A错误；根据安培的“分子电流”假说可知，永磁体及通电导线的磁性是由内部运动电荷产生的磁场叠加而成的，故B正确；磁体在高温和强烈震动下分子电流的取向会变得杂乱，从而使磁性减弱，故C、D正确。]
【教用·备选例题】
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．磁极与磁极间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流之间发生作用时才产生
A [电场和磁场都是一种物质，它和我们常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在的，而是以“场”的形式客观存在的，A正确，B错误；磁极与磁极之间的相互作用，是通过磁场发生的，C错误；磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质，即使磁极与磁极、磁极与电流之间没有发生相互作用，磁场仍然存在，D错误。]
2．通电螺线管附近放置四个小磁针，如图所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)( )
A．a B．b
C．c D．d
B [由安培定则判断出螺线管的左侧相当于条形磁体的N极，右侧相当于S极，故在小磁针a、c、d处磁场方向水平向左，小磁针b处磁场方向水平向右，小磁针静止时N极应指向磁感线方向，只有小磁针b指向正确，选项B正确。]
1．下列说法正确的是( )
A．只有磁体周围才有磁场
B．电荷的周围除有电场之外还有磁场
C．电流产生磁场说明电和磁是相互联系的
D．磁体周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场
C [磁体和电流周围都存在磁场，而且是同种性质的磁场，静止电荷周围没有磁场，A、B、D错误；电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系，C正确。]
2． 电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是( )
A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的
B．是因为小螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的
C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的
D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的
C [电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来，C正确，A、B、D错误。]
3．如图所示是条形磁体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点的磁场比b点强
D．a点的磁场比b点弱
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；磁感线的疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点磁场比b点强，故C正确，D错误。]
4．如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针( )
A．沿顺时针方向转动
B．不会转动
C．N极转向纸外，S极转向纸里
D．N极转向纸里，S极转向纸外
D [由安培定则知，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，故N极转向纸里，S极转向纸外。 故选D。]
回归本节知识，完成以下问题：
1．磁体对磁体有力的作用，奥斯特实验说明了电流有磁效应，说明了电流对磁体有力的作用，那么磁体对电流有作用吗？
提示：磁体对通电导体有力的作用。
2．磁场的基本性质是什么呢？
提示：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
3．磁感线有什么特点？磁感线在磁场中是真实存在的吗？
提示：(1)磁感线不相交、不相切、不中断，是闭合曲线；在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极。
(2)磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在。
中国古代关于磁的本性的认识
磁石为什么能吸铁，而不能吸引其他金属(铜、金等)和非金属？东汉王充曾认为是因磁石与铁的“气性”相同，两者相互感应的结果。到了宋代，陈显微和俞琰对这个问题做过研究。陈显微指出：“磁石吸铁，皆阴阳相感，阻碍相通之理，岂能测其端倪哉！”(《古文参同契笺注集解》卷上引陈显微语)。俞琰指出：“神与气和，隔阂相通，犹如磁石之吸铁也。”(《古文参同契笺注集解》卷上引俞琰语)。他们都是试图用中国古代的“元气说”去解释磁石吸铁的现象，认为磁石吸铁是因为铁和磁石之间存在着内在的“气”的联系，是“阴阳相感”“神与气和”，这种解释虽然模糊，但能够从铁和磁之间内在的“气”的联系去寻找原因，却是可贵的。
明末清初的刘献廷在《广阳杂记》中还讲到磁的屏蔽现象。他指出：“磁石吸铁，隔碍潜通。或问余曰：‘磁石吸铁，何物可以隔之？’犹子阿孺曰：‘惟铁可以隔之耳’，其人去而复来，曰：‘试之果然’。”铁是强磁性物质，磁导率远大于1，故可以产生屏蔽效应。
如图所示，A为橡胶圆盘，其盘面竖直，B为紧贴A的毛皮。在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止在图示位置。当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？
提示：当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用。根据安培定则可知，小磁针的N极将发生偏转，指在沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的N极向右，S极向左。
课时分层作业(十六) 磁场 磁感线
?题组一 电和磁的联系 磁场
1．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于( )
A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
D [用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误。]
2．关于磁场的下述说法中，正确的是( )
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的
B．看不见、摸不着的磁场不是客观存在的
C．只有磁体周围才存在磁场
D．地球周围不存在磁场
A [磁场对放入其中的磁体一定有磁场力作用，磁极之间相互作用是通过磁场发生的，选项A正确；磁场是客观存在的一种物质，虽然看不见、摸不着，但可通过小磁针来体现其存在，选项B错误；在整个地球周围空间中都有磁场的存在，只不过在磁体的周围，磁场比较强，磁场可以很明显地表现出来，离磁体远的地方，磁场比较弱，磁场不容易表现出来，所以不是只有磁体周围才存在磁场，选项C、D错误。]
?题组二 磁感线
3．下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是( )
A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
C．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
D．在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小
D [磁场的强弱可以由磁感线疏密表示，但沿磁感线方向，磁场并不一定减弱，故A错误；磁感线在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极，故B错误；由左手定则可知，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向相互垂直，故磁场的方向并不是通电导体在磁场中某点受磁场力的方向，故C错误；因为同一通电导体在磁场的同一位置、不同角度放置，磁场力大小也不同，故在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小，故D正确。]
4．关于磁感线的描述，下列说法正确的是( )
A．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跟小磁针在该点静止时N极所指的方向一致
B．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止
C．磁感线分布图中没有画磁感线的地方，表明该处没有磁场
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
A [磁感线的切线方向表示磁场方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时，N极所指的方向一致，A项正确；对于磁体的磁感线，在外部由N极指向S极，在内部由S极指向N极，B项错误；磁感线分布图中没有画磁感线的地方，并不表示那里没有磁场存在，因为我们不能将整个区域都画满线条，通过磁场中的任意一点总能而且只能画出一条磁感线，我们常常选择画出需要的条数，C项错误；磁感线的形状可以用细铁屑来模拟，但磁感线是一种假想曲线，实际上是不存在的，D项错误。]
5．下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是( )
A．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线
B．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交
C．同一试探电荷在甲图中a处受到的静电力一定比在b处的大
D．乙图中，a处的磁场比b处的磁场强，因为b处无磁场
C [题图甲中的电场线和题图乙中的磁感线都是不存在的曲线，A错误；题图乙中的磁感线是闭合曲线，B错误；题图甲中，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在题图甲中a处受到的静电力一定比在b处的大，C正确； 磁感线的疏密表示磁场的强弱，在没有画磁感线的地方，并不表示没有磁场，D错误。]
?题组三 安培定则
6．如图所示，长直导线A通电后，小磁针静止在图示位置，则直导线中的电流方向和P点的磁场方向分别为( )
A．垂直于纸面向里，向上
B．垂直于纸面向里，向下
C．垂直于纸面向外，向上
D．垂直于纸面向外，向下
B [由题意可知，小磁针N极指向即为磁场方向，根据右手螺旋定则可知，通电导线电流方向垂直于纸面向里，那么通电直导线右侧的P点的磁场方向向下，故A、C、D错误，B正确。]
7．如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是( )
A B C D
D [题图A中电流方向向上，由安培定则可知磁场方向为逆时针(从上向下看)，故A错误；题图B中电流方向向下，由安培定则可知磁场方向为顺时针(从上向下看)，故B错误；题图C、D中电流为环形电流，由安培定则可知，内部磁场方向应向右，故C错误，D正确。]
8．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，闭合开关后，不计其他磁场的影响，小磁针静止时的指向是( )
A．N极指向螺线管
B．S极指向螺线管
C．N极垂直于纸面向里
D．S极垂直于纸面向里
A [根据安培定则可以判断通电螺线管左侧为S极，右侧为N极，因此左侧小磁针静止时N极指向右侧，故B、C、D错误，A正确。]
9．关于分子电流，下列说法正确的是( )
A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的
B．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的
C．分子电流是专指分子内部存在的环形电流
D．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象
B [分子电流假说最初是由安培提出来的，A错误；分子电流并不是专指分子内部存在的环形电流，分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的，C错误，B正确；加热“去磁”现象可以根据分子电流假说解释，磁体受到高温时会失去磁性，是因为激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱无章，D错误。]
10．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N(灰色一端)指示磁场方向正确的是( )
A．a B．b
C．c D．d
C [根据安培定则可判断出电流的磁场方向，再根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向可知C正确。]
11．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )
A．a、b、c的S极都向纸里转
B．b的S极向纸外转，而a、c的S极向纸里转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的S极向纸里转，而a、c的S极向纸外转
D [圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动，S极向纸外转， b处小磁针的N极向纸外转动，S极向纸里转。故选D。]
12．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．＋x方向
B．－x方向
C．＋y方向
D．－y方向
A [据题意，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A正确。]
13．十九世纪安培为解释地球的磁性做出这样的假设：地球的磁场是由绕着地心的环形电流I引起的，图中假设的引起地球磁场的环形电流方向正确的是( )
A B
C D
B [地磁场的分布情况：地磁的北极在地理南极的附近，地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必须指向地球南极，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向，故环形电流的方向由东向西流动，故A、C、D错误，B正确。]
14．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于未通电的螺线管正上方，如图所示，下列说法正确的是( )
A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变
B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大
C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小
D．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大
D [当a接电源正极，b接电源负极时，由线圈的缠绕方向和安培定则可知通电螺线管内部的磁感线方向自下而上，其上端相当于N极，因同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到通电螺线管向上的排斥力，由磁铁的平衡条件知，弹簧测力计的示数将减小；同理，当b接电源的正极，a接电源负极时，通电螺线管上端相当于S极，异名磁极相互吸引，条形磁铁受到通电螺线管向下的吸引力，由磁铁的平衡条件知，弹簧测力计的示数将增大，故选D。](共77张PPT)
1．磁场 磁感线
第十三章
电磁感应与电磁波初步
整体感知·自我新知初探
[学习任务] 1．了解电流的磁效应以及电流磁效应的发现过程、重要意义。
2．知道磁场的概念及其基本特征，知道磁场是客观存在的物质。
3．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁感线的分布。
4．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。
5．了解安培分子电流假说。
[问题初探] 问题1．奥斯特实验说明了什么？
问题2．磁场的基本性质是什么？
问题3．磁场的方向是怎样规定的？
[提示] 问题1．说明电流对磁体会产生力的作用，电流具有磁效应。
问题2．对放入其中的磁体或电流会产生力的作用。
问题3．规定小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向。
[自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
[链接教材] 如图所示，是教材中体现电流相互作用的图片，那么，电流间的相互作用是怎样发生的？
知识点一 电和磁的联系 磁场
提示：通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。
1．磁体间的相互作用：同名磁极相互______，异名磁极相互______。
2．奥斯特实验：把导线放置在指南针的______，通电时磁针发生了转动。
实验意义：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________的联系。
3．磁场：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______发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊______。
排斥
吸引
上方
磁效应
电与磁
磁场
物质
如图所示，通电导线放在磁铁附近，悬挂导线的细线偏离竖直方向。
问题1．悬挂导线的细线偏离竖直方向的原因是什么？
提示：(1)通电导线受到力的作用。
问题2．磁铁对通电导线的作用力是如何产生的？
提示：磁铁在周围产生了磁场，磁场对通电导线产生了作用力。
问题3．如图所示的司南是春秋战国时期发明的一种指南针，其原理是什么？
提示：地球周围存在磁场，由于受地磁场作用，司南的磁勺尾静止时指向南方。
1．对磁场性质的理解
基本性质 对放入其中的磁体或电流产生力的作用
客观性 磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质
特殊性 磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，它是以一种场的形式存在的
方向性 自由小磁针静止时，N极的指向即为该处的磁场方向，或小磁针N极的受力方向即为该处磁场方向
2．电场与磁场的比较
电场 磁场
不同点 产生 电荷 磁体、电流、运动电荷
基本
性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁体、电流、运动电荷有磁场力的作用
相同点 磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量
【典例1】 (对磁场的认识)(多选)下列有关磁场的说法，正确的是
( )
A．磁体周围的空间存在看不见、摸不着的磁场
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁场是有方向的，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同
D．在磁场中的某点，小磁针S极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同
√
√
√
ABC [磁场虽然看不见、摸不着，但它是一种客观存在的特殊物质，它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用；磁极间的相互作用就是通过磁场发生的；磁场具有方向性，在磁场中的某点，小磁针N极所受磁场力的方向与该点的磁场方向一致，小磁针S极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相反，在条形磁体的磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同，故A、B、C正确，D错误。]
【典例2】 (磁体间相互作用的特点)如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是( )
A．a
B．b
C．c
D．都有可能
A [b、c相互排斥，说明都是磁体，则只有a没有磁性，故A正确。]
√
1．定义：沿磁场中的细铁屑画出一些曲线，使曲线上每一点的__________都跟该点磁场的方向一致，这样的曲线叫作磁感线。
2．磁场的方向：物理学中把小磁针______时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
知识点二 磁感线
切线方向
静止
3．特点
(1)磁感线的______表示磁场的强弱。磁场强的地方，磁感线______；磁场弱的地方，磁感线______。
(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向。
疏密
较密
较疏
磁场看不见摸不着，为了形象方便地描述磁场，我们用细铁屑在磁体周围的排列规则，在磁场中画出一条条带方向的曲线。
问题1．为什么可以用细铁屑来模拟磁感线？
提示： 细铁屑被磁化，相当于一个个小磁针，小磁针的N极指向就为该点磁场的方向。
问题2．利用铁屑来探究磁场分布是什么实验方法？
提示：转换法，把磁场的分布转化为磁体周围铁屑的分布情况来了解磁场。
问题3．在如图所示的用磁感线描述磁铁周围的磁场，图中的b点没有磁感线，该处有磁场吗？
提示：有磁场。
问题4．如何利用磁感线判断磁场的方向和磁场的强弱？
提示：磁感线某点的切线方向表示该点磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。
1．常见永磁体的磁场
2．磁感线的特点
(1)磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地方表示磁场越强，磁感线越疏的地方表示磁场越弱。
(2)磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极。
(4)磁感线在空间不能相交，不能相切，也不能中断。
3．磁感线与电场线的比较
磁感线 电场线
相同点 意义 为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线 为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线
方向 线上各点的切线方向就是该点的磁场方向 线上各点的切线方向就是该点的电场方向
疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱
特点 在空间不相交、不相切、不中断 除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断
磁感线 电场线
不同点 闭合曲线(磁体内部S→N，外部N→S) 始于正电荷或无穷远处，止于负电荷或无穷远处，不闭合的曲线
【典例3】 (磁感线的特点)下列关于磁感线的说法正确的是( )
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
B．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止
C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
√
A [磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描述磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；在磁铁外部，磁感线从磁铁的N极发出，从磁铁的S极进入，在磁铁内部磁感线由S极回到N极，构成闭合曲线，选项B错误；磁感线是人们假想的曲线，与有无铁屑无关，选项C错误；磁场的强弱由磁感线的疏密程度表示，而与磁感线的方向无关，选项D错误。]
【典例4】 (利用磁感线判断磁场)某磁场的磁感线如图所示，则下列说法正确的是( )
A．过M点的磁感线切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
√
C [过M点的磁感线的切线方向和该点的磁场方向相同，选项A错误；磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，选项B错误，C正确；过磁场中某点的磁感线的切线方向是该点磁场的方向，因M点的切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，选项D错误。]
1．直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与______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。
知识点三 安培定则
电流
磁感线
2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与__________的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上______的方向，如图乙所示。
3．通电螺线管的磁场：让右手弯曲的四指与____________的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管________磁场的方向，或拇指指向螺线管的___极，如图丙所示。
环形电流
磁场
螺线管电流
轴线上
N
将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，如图所示。
问题1．请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。观察到什么现象？
提示：观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。
问题2．通过这个现象可以得出什么结论呢？
提示：通电后导线周围的小磁针发生偏转，说明通电后导线周围的空间对小磁针产生力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
问题3．重做上面的实验，请观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。观察到什么现象？这说明什么？
提示：观察到电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向发生改变，说明电流的磁场方向也发生变化。
1．常见的三种电流磁感线分布
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
环形电流
内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏
通电螺
线管
2．安培分子电流假说
(1)法国学者安培提出：在物质内部，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成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极(如图所示)。
(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性。
【典例5】 (安培定则的应用)下图中磁场与对应电流方向符合的是
( )
A B
C D
√
D [根据右手螺旋定则可知，小磁针所在位置磁场方向向左，小磁针的N极应指向左，故A错误；通电直导线周围的磁场分布可以通过右手螺旋定则判断，在图示位置，小磁针N极应指向里，故B错误；地理的北极是地磁的S极，故C错误；通电环形导线内部的磁场分布通过右手螺旋定则判断，图示导线内部的磁场垂直纸面向外，所以小磁针的N极指向外，故D正确。]
【典例6】 (安培分子电流假说)(多选)下列说法正确的是( )
A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
B．安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生
C．根据“分子电流”假说，磁体受到强烈震动时磁性会减弱
D．根据“分子电流”假说，磁体在高温条件下磁性会减弱
√
√
√
BCD [“分子电流”假说是由安培提出来的，故A错误；根据安培的“分子电流”假说可知，永磁体及通电导线的磁性是由内部运动电荷产生的磁场叠加而成的，故B正确；磁体在高温和强烈震动下分子电流的取向会变得杂乱，从而使磁性减弱，故C、D正确。]
【教用·备选例题】
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．磁极与磁极间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流之间发生作用时才产生
√
A [电场和磁场都是一种物质，它和我们常见的由分子、原子组成的物质不同，不是以微粒形式存在的，而是以“场”的形式客观存在的，A正确，B错误；磁极与磁极之间的相互作用，是通过磁场发生的，C错误；磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质，即使磁极与磁极、磁极与电流之间没有发生相互作用，磁场仍然存在，D错误。]
2．通电螺线管附近放置四个小磁针，如图所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)( )
A．a B．b
C．c D．d
B [由安培定则判断出螺线管的左侧相当于条形磁体的N极，右侧相当于S极，故在小磁针a、c、d处磁场方向水平向左，小磁针b处磁场方向水平向右，小磁针静止时N极应指向磁感线方向，只有小磁针b指向正确，选项B正确。]
√
应用迁移·随堂评估自测
1．下列说法正确的是( )
A．只有磁体周围才有磁场
B．电荷的周围除有电场之外还有磁场
C．电流产生磁场说明电和磁是相互联系的
D．磁体周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场
√
2
4
3
题号
1
C [磁体和电流周围都存在磁场，而且是同种性质的磁场，静止电荷周围没有磁场，A、B、D错误；电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系，C正确。]
2
3
题号
1
4
√
2．电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是( )
A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的
B．是因为小螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的
C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的
D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的
C [电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来，C正确，A、B、D错误。]
3．如图所示是条形磁体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点的磁场比b点强
D．a点的磁场比b点弱
2
3
题号
4
1
√
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；磁感线的疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点磁场比b点强，故C正确，D错误。]
4．如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针( )
A．沿顺时针方向转动
B．不会转动
C．N极转向纸外，S极转向纸里
D．N极转向纸里，S极转向纸外
2
4
3
题号
1
D [由安培定则知，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，故N极转向纸里，S极转向纸外。 故选D。]
√
回归本节知识，完成以下问题：
1．磁体对磁体有力的作用，奥斯特实验说明了电流有磁效应，说明了电流对磁体有力的作用，那么磁体对电流有作用吗？
提示：磁体对通电导体有力的作用。
2．磁场的基本性质是什么呢？
提示：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
3．磁感线有什么特点？磁感线在磁场中是真实存在的吗？
提示：(1)磁感线不相交、不相切、不中断，是闭合曲线；在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，从S极指向N极。
(2)磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型，在磁场中并不真实存在。
阅读材料·拓宽物理视野
中国古代关于磁的本性的认识
磁石为什么能吸铁，而不能吸引其他金属(铜、金等)和非金属？东汉王充曾认为是因磁石与铁的“气性”相同，两者相互感应的结果。到了宋代，陈显微和俞琰对这个问题做过研究。陈显微指出：“磁石吸铁，皆阴阳相感，阻碍相通之理，岂能测其端倪哉！”(《古文参同契笺注集解》卷上引陈显微语)。俞琰指出：“神与气和，隔阂相通，犹如磁石之吸铁也。”(《古文参同契笺注
集解》卷上引俞琰语)。他们都是试图用中国古代的“元气说”去解释磁石吸铁的现象，认为磁石吸铁是因为铁和磁石之间存在着内在的“气”的联系，是“阴阳相感”“神与气和”，这种解释虽然模糊，但能够从铁和磁之间内在的“气”的联系去寻找原因，却是可贵的。
明末清初的刘献廷在《广阳杂记》中还讲到磁的屏蔽现象。他指出：“磁石吸铁，隔碍潜通。或问余曰：‘磁石吸铁，何物可以隔之？’犹子阿孺曰：‘惟铁可以隔之耳’，其人去而复来，曰：‘试之果然’。”铁是强磁性物质，磁导率远大于1，故可以产生屏蔽效应。
问题 如图所示，A为橡胶圆盘，其盘面竖直，B为紧贴A的毛皮。在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止在图示位置。当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？
提示：当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用。根据安培定则可知，小磁针的N极将发生偏转，指在沿圆盘的中心轴的方向上，即小磁针的N极向右，S极向左。
?题组一 电和磁的联系 磁场
1．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于( )
A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
1
题号
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√
10
11
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13
14
课时分层作业(十六) 磁场 磁感线
D [用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误。]
1
题号
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2．关于磁场的下述说法中，正确的是( )
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的
B．看不见、摸不着的磁场不是客观存在的
C．只有磁体周围才存在磁场
D．地球周围不存在磁场
√
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题号
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A [磁场对放入其中的磁体一定有磁场力作用，磁极之间相互作用是通过磁场发生的，选项A正确；磁场是客观存在的一种物质，虽然看不见、摸不着，但可通过小磁针来体现其存在，选项B错误；在整个地球周围空间中都有磁场的存在，只不过在磁体的周围，磁场比较强，磁场可以很明显地表现出来，离磁体远的地方，磁场比较弱，磁场不容易表现出来，所以不是只有磁体周围才存在磁场，选项C、D错误。]
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题号
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?题组二 磁感线
3．下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是( )
A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
C．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
D．在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小
√
1
题号
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D [磁场的强弱可以由磁感线疏密表示，但沿磁感线方向，磁场并不一定减弱，故A错误；磁感线在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S极到N极，故B错误；由左手定则可知，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向相互垂直，故磁场的方向并不是通电导体在磁场中某点受磁场力的方向，故C错误；因为同一通电导体在磁场的同一位置、不同角度放置，磁场力大小也不同，故在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小，故D正确。]
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题号
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4．关于磁感线的描述，下列说法正确的是( )
A．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跟小磁针在该点静止时N极所指的方向一致
B．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止
C．磁感线分布图中没有画磁感线的地方，表明该处没有磁场
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
√
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题号
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A [磁感线的切线方向表示磁场方向，磁感线上每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时，N极所指的方向一致，A项正确；对于磁体的磁感线，在外部由N极指向S极，在内部由S极指向N极，B项错误；磁感线分布图中没有画磁感线的地方，并不表示那里没有磁场存在，因为我们不能将整个区域都画满线条，通过磁场中的任意一点总能而且只能画出一条磁感线，我们常常选择画出需要的条数，C项错误；磁感线的形状可以用细铁屑来模拟，但磁感线是一种假想曲线，实际上是不存在的，D项错误。]
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题号
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5．下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是( )
A．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线
B．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交
C．同一试探电荷在甲图中a处受到的静电力一定比在b处的大
D．乙图中，a处的磁场比b处的磁场强，因为b处无磁场
√
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题号
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C [题图甲中的电场线和题图乙中的磁感线都是不存在的曲线，A错误；题图乙中的磁感线是闭合曲线，B错误；题图甲中，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在题图甲中a处受到的静电力一定比在b处的大，C正确； 磁感线的疏密表示磁场的强弱，在没有画磁感线的地方，并不表示没有磁场，D错误。]
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题号
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?题组三 安培定则
6．如图所示，长直导线A通电后，小磁针静止在图示位置，则直导线中的电流方向和P点的磁场方向分别为( )
A．垂直于纸面向里，向上
B．垂直于纸面向里，向下
C．垂直于纸面向外，向上
D．垂直于纸面向外，向下
√
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题号
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B [由题意可知，小磁针N极指向即为磁场方向，根据右手螺旋定则可知，通电导线电流方向垂直于纸面向里，那么通电直导线右侧的P点的磁场方向向下，故A、C、D错误，B正确。]
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7．如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是( )
√
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A B C D
D [题图A中电流方向向上，由安培定则可知磁场方向为逆时针(从上向下看)，故A错误；题图B中电流方向向下，由安培定则可知磁场方向为顺时针(从上向下看)，故B错误；题图C、D中电流为环形电流，由安培定则可知，内部磁场方向应向右，故C错误，D正确。]
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8．如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧，闭合开关后，不计其他磁场的影响，小磁针静止时的指向是( )
A．N极指向螺线管
B．S极指向螺线管
C．N极垂直于纸面向里
D．S极垂直于纸面向里
√
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A [根据安培定则可以判断通电螺线管左侧为S极，右侧为N极，因此左侧小磁针静止时N极指向右侧，故B、C、D错误，A正确。]
9．关于分子电流，下列说法正确的是( )
A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的
B．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的
C．分子电流是专指分子内部存在的环形电流
D．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象
√
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B [分子电流假说最初是由安培提出来的，A错误；分子电流并不是专指分子内部存在的环形电流，分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的，C错误，B正确；加热“去磁”现象可以根据分子电流假说解释，磁体受到高温时会失去磁性，是因为激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱无章，D错误。]
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10．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N(灰色一端)指示磁场方向正确的是( )
A．a B．b
C．c D．d
√
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C [根据安培定则可判断出电流的磁场方向，再根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向可知C正确。]
11．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )
A．a、b、c的S极都向纸里转
B．b的S极向纸外转，而a、c的S极向纸里转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的S极向纸里转，而a、c的S极向纸外转
√
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D [圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动，S极向纸外转， b处小磁针的N极向纸外转动，S极向纸里转。故选D。]
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12．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．＋x方向
B．－x方向
C．＋y方向
D．－y方向
√
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A [据题意，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A正确。]
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13．十九世纪安培为解释地球的磁性做出这样的假设：地球的磁场是由绕着地心的环形电流I引起的，图中假设的引起地球磁场的环形电流方向正确的是( )
√
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A B
C D
B [地磁场的分布情况：地磁的北极在地理南极的附近，地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必须指向地球南极，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向，故环形电流的方向由东向西流动，故A、C、D错误，B正确。]
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14．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于未通电的螺线管正上方，如图所示，下列说法正确的是( )
A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变
B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大
C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小
D．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大
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D [当a接电源正极，b接电源负极时，由线圈的缠绕方向和安培定则可知通电螺线管内部的磁感线方向自下而上，其上端相当于N极，因同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到通电螺线管向上的排斥力，由磁铁的平衡条件知，弹簧测力计的示数将减小；同理，当b接电源的正极，a接电源负极时，通电螺线管上端相当于S极，异名磁极相互吸引，条形磁铁受到通电螺线管向下的吸引力，由磁铁的平衡条件知，弹簧测力计的示数将增大，故选D。]
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