3.1--3.2 我们周围的磁现象 认识磁场 学案

第三章　磁　场
第一节　我们周围的磁现象
第二节　认识磁场
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1．天然磁石能吸引________物体的性质叫磁性，具有磁性的物体叫________，磁体上磁性________的区域称为磁极．
2．(1)地球本身是一个大磁体，它的N极位于____________附近，S极位于____________附近．
(2)地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针的指向与南北方向有一个夹角，这个夹角称做________．
3．磁性材料按去磁的难易可分为________材料和________材料，磁化后容易________的物质叫软磁性材料，不容易________的物质叫硬磁性材料．
4．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________发生的．磁场是物质存在的一种特殊形式．在磁场中的任一点，小磁针________极受力的方向就是该点磁场的方向．
5．如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的________方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．
磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，其疏密程度反映磁场的________．
6．安培定则：
(1)右手握住导线，让伸直的拇指指向________的方向，________________所指的方向就是磁感线的环绕方向．
(2)让右手弯曲的四指与环形电流的方向________，伸直的拇指所指的方向就是________________________________的方向．
7．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微粒都成为微小的________，分子的两侧相当于两个________．
安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．
8．(双选)关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是(　　)
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种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放在该点静止时北极所指的方向一致
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的
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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【概念规律练】
知识点一　磁场和奥斯特实验
1．以下说法中正确的是(　　)
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
2．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是(　　)
A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方
D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方
知识点二　磁感线
3．关于磁感线的描述，下列说法中正确的是(　　)
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和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交
4．(双选)关于磁感线的性质和概念，下面的说法正确的是(　　)
A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向
B．磁场中任意两条磁感线均不相交
C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
D．磁感线总是从磁体的N极指向S极
知识点三　安培定则
5．如图1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，试判定电源的正、负极．
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图1
6．在图2中，当电流通过线圈时，磁针的S极指向读者，试确定线圈中电流的方向．
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图2
知识点四　安培分子电流假说
7．(双选)用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象(　　)
A．永久磁铁的磁场
B．直线电流的磁场
C．环形电流的磁场
D．软铁棒被磁化的现象
【方法技巧练】
一、地磁场问题的分析
8．(双选)关于地磁场，下列叙述正确的是(　　)
A．地球的地磁两极与地理的两极重合
B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的南极
C．地磁的北极与地理南极重合
D．地磁的北极在地理南极附近
二、利用右手安培定则分析小磁针转动方向的方法
9．当接通电源后，小磁针A的指向如图3所示，则(　　)
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图3
A．小磁针B的N极向纸外转
B．小磁针B的N极向纸里转
C．小磁针B不转动
D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动
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1．下列关于磁场的说法中，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．磁极与磁极之间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
2．关于磁现象的电本质，正确的说法是(　　)
①一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用　②除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的　③根据安培的分子电流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极　④磁就是电，电就是磁，有磁必有电，有电必有磁
A．②③④
B．②④
C．①③
D．①②③
3．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是(　　)
A．①②④
B．②③④
C．①⑤
D．②③
4．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的．对磁场认识正确的是(　　)
A．磁感线有可能出现相交的情况
B．磁感线总是由N极出发指向S极
C．某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致
D．若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域一定不存在磁场
5．在通电螺线管的左端放一小磁针，静止时小磁针指向如图4所示，螺线管与电池相连，则下列说法中正确的是(　　)
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图4
A．方框左端为电池的正极
B．方框右端为电池的正极
C．若把一小磁针放在螺线管内部，它静止时N极指向水平向右
D．若把一小磁针放在螺线管右端，它静止时N极指向水平向右
6．如下图所示，当开关S闭合后，小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是(　　)
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图5
7．在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图5所示．四根导线中电流I4＝I3>I2>I1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流(　　)
A．I1
B．I2
C．I3
D．I4
8．(双选)
一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图6所示．那么这束带电粒子可能是(　　)
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图6
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
9．(双选)
南极考察经常就南极特殊的地理位置进行科学测量．“雪龙号”考察队员一次实验如下：在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图7所示．下列说法正确的是(　　)
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图7
A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小
B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大
C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大
D．不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变
10．(双选)
如图8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(　　)
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图8
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
11．图9是一种利用电磁原理制造的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是(　　)
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图9
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
题　号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答　案
12.如图10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，试在图中补画出电流方向或磁感线方向．
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图10
第三章　磁　场
第一节　我们周围的磁现象
第二节　认识磁场
课前预习练
1．铁质　磁体　最强
2．(1)地理南极　地理北极　(2)磁偏角
3．硬磁性　软磁性　去磁　去磁
4．磁场　北
5．磁场　强弱
6．(1)电流　弯曲的四指
(2)一致　环形导线轴线上磁感线
7．磁体　磁极
8．AB　[磁感线是为了形象描述磁场而假设的一簇有方向的闭合曲线，实际上并不存在，所以C、D不正确；磁场是客观存在的特殊物质，所以A正确；磁感线上每一点切线方向表示该点磁场方向，磁感线疏密表示该点磁场的强弱，小磁针静止时北极指向、北极受力方向均为磁场方向，所以B正确．]
课堂探究练
1．A　[电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本性质是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点．所以只有A正确．]
点评　一切磁现象都是通过磁场产生的，由于电流周围存在磁场，所以电流与电流之间、电流与磁体之间的作用也是磁现象．
2．C　[把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方．通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的通电导线的正下方的磁场恰好是东西方向．正确选项为C.]
点评　(1)注意“奥斯特实验”的细节问题，导线东西放置或将磁针放在导线的延长线上都不一定能观察到磁针的偏转．
(2)观察小磁针是否发生偏转时，应避免与地磁场引起的磁针偏转相重合．
3．A　[磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向，所以A正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线，实际上并不存在，细铁屑可以显示出其形状，但那并不是磁感线，B错；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线是假想的人为画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C错；在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以D不正确．]
点评　对磁感线概念的理解和磁感线特点的掌握是关键，充分理解磁感线的以下性质：磁感线是闭合的曲线；磁感线不相交；疏密程度反映了磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．
4．AB　[磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，因此选项A是正确的；两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即有两个磁感应强度方向，这是不可能的，磁场中某点的磁感应强度是唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁感线不能相交，选项B是正确的；磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项C是错误的；在通电螺线管内部和条形磁体内部的磁感线应是从S极指向N极，选项D是错误的．]
5．c端为正极，d端为负极
解析　小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以螺线管内部磁感线由a→b。根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出，d端流入,故c端为正极，d端为负极。
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6．电流为顺时针方向，如图所示．
解析　磁针南极指向读者说明线圏产生的磁感线方向垂直线面向里，根据安培定则可知线圈中电流方向是顺时针的．
点评　用安培定则分析环形电流的磁场时，要注意弯曲的四指指向电流方向，大拇指所指方向就是环形导线轴线上磁感线的方向．
7．AD　[分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出的，所以选项A、D是正确的；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动而产生的宏观电流产生的．分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的．]
8．BD　[地球是一个大磁体，其磁北极(N极)在地理南极附近，磁南极(S极)在地理北极附近，并不重合．指南针指南的一端应该是磁针的南极(S极)．选项B、D正确．]
9．A　[根据通电螺线管的磁场与小磁针的相互作用情况可以判断：螺线管的左边应该是S极．再根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，其余四指的方向就是通电螺线管中的电流方向，即电流从左边流入，右边流出，如下图所示．
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再根据安培定则判知小磁针B所在处的磁场方向垂直纸面向外，所以知小磁针B的N极向纸外转]
课后巩固练
1．A　[磁场是一种客观存在的物质，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流间相互作用时都是通过磁场而发生，故B、C、D错误，A正确．]
2．C　[②错误在于永久磁体之所以显磁性的原因是内部分子电流规律分布．④错误的原因是静止的电荷周围就没有磁场．只有运动的电荷才能产生磁场．]
3．D
4．C　[根据磁感线的特点：①磁感线在空间不能相交；②磁感线是闭合曲线；③磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向)可判断选项A、B错误，C正确．通电导线在磁场中是否受力与导线在磁场中的放置方向有关，故D错误．]
5．A
6．D　[依据安培定则，判断出电流的磁场方向；再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，判知D正确．]
7．D　[由安培定则判知，只有电流I4在O点的磁场方向与其余三段相反，依据磁场的矢量叠加，知选D.]
8．BC　[磁针S极向纸内转，说明电流产生的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则可得，电流方向向左．可以形成方向向左的电流的是向左飞行的正离子束或向右飞行的负离子束．]
9．AC　[在地球南极附近即为地磁N极，螺线管相当于一条形磁铁，根据右手螺旋定则判断出“条形磁铁”的极性．再根据同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥，判断知A、C正确．]
10．BD　[由安培定则，通电螺线管的磁场如下图所示，
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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，则A项错，D项对；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，则B项正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，则C项错．]
11．D　[当电流从a端流入电磁铁时，根据右手螺旋定则判断出电磁铁的上端为S极，此时它能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极．]
12．甲．电流方向垂直纸面向里　乙．电流方向向上
丙．电流方向逆时针　丁．磁感线方向向下
戊．磁感线方向向左　己．磁感线方向向右