第1节 磁场 磁感线
核心素养导学
物理观念 (1)了解磁现象，知道磁场的性质。(2)了解电流的磁效应。(3)知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。(4)知道安培分子电流假说的内容。
科学思维 会用安培定则判断电流周围的磁场方向。
科学态度与责任 体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义。
一、我国古代对磁现象的认识及应用
1．任何磁体都有两个磁极。
2．发明________(罗盘针)，并将之用于航海。
3．利用磁石治疗多种疾病。
二、磁场与磁感线
1．磁场：磁体周围分布着磁场，一切磁相互作用都是通过______实现的。
2．磁场的方向：小磁针N极的受力方向。
3．磁场的基本性质：对处于磁场中的磁极或______有力的作用。
4．磁感线：一些假想的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向为该点的磁场方向，曲线的疏密表示磁场的强弱。
三、安培定则
1．电流的磁效应
奥斯特通过通电导线使小磁针______发现电流周围存在着磁场，揭示了电与磁的联系。
2．安培定则
电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下：
(1)直线电流：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与__________一致，____________所指的方向就是磁感线环绕的方向。
(2)环形电流：让右手弯曲的四指与______________一致，伸直的拇指所指的方向就是环形电流轴线上磁感线的方向。
(3)通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟螺线管____________一致，伸直的拇指所指的方向就是__________________的方向，或者说拇指所指的方向就是通电螺线管N极的方向。
磁感线可以用细铁屑来显示，但它并不真实存在，磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线。
1.奥斯特实验：南北方向的直导线放置在小磁针上方，给直导线通电。观察实验现象。
(1)导线通电后观察到什么现象？
(2)实验现象说明了什么问题？
2．(1)通电的螺线管相当于一个条形磁体，一端是N极，另一端是S极，把一个小磁针放入螺线管内部，小磁针的N极指向螺线管的哪端？
(2)观察三幅图片，请思考：
图甲中的小磁针为什么会发生偏转？图乙中的通电导线为什么会运动起来？图丙中通电导线之间的相互作用是怎样发生的？
新知学习(一)|对磁场的理解
[任务驱动]
如图，自然界中有电场、磁场、重力场等多种场，这些场有什么共同点呢？
[重点释解]
1．磁场的存在
磁体的周围、电流的周围都存在磁场。
2．磁场的客观性
磁场虽然看不见、摸不着，不是由分子、原子组成的，但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。
3．磁场的基本性质
对放入其中的磁体或电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。
4．磁场的方向性
有方向，处在磁场中能够自由转动的小磁针，静止时N极的指向，即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向。
5．电场和磁场的比较
比较项目 电场 磁场
不同点 产生 电荷周围 磁体、电流、运动电荷周围
基本性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用
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 磁场和电场一样，都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，都具有能量
[针对训练]
1．奥斯特实验说明了( )
A．磁场的存在
B．磁场的方向性
C．电流可以产生磁场
D．磁体间有相互作用
2．下列关于磁场的说法中正确的是( )
A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的
B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用
C．把磁体放在真空中，磁场就消失了
D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失
新知学习(二)|对磁感线的理解
[任务驱动]
如图所示为一条形磁体的磁感线，则该磁体的哪端是N极？小磁针的N极在左端还是右端？图中a、b两点哪点的磁场较强？
[重点释解]
1．磁感线的特点
(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。
(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。
(3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。
(4)磁感线闭合且不相交、不相切，也不中断。
(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
2．常见永磁体的磁场
[针对训练]
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．磁场是一种物质
B．磁感线真实存在
C．磁体之间通过磁场相互作用
D．磁感线的疏密可以描述磁场的强弱
2.如图所示，表示蹄形磁体周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是( )
A. a、b两处的磁场强弱相等
B．a、b两处的磁场强弱不等，b点较强
C．蹄形磁体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，所以该处没有磁场
3．关于磁场的说法正确的是( )
A．磁感线和电场线一样，是不闭合的
B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
C．沿着磁感线的方向，磁场逐渐减弱
D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
新知学习(三)|安培定则及其应用
[重点释解]
1．三种常见的电流的磁场
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱
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
内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁体，由N极指向S极
[特别提醒]
(1)磁场是分布在立体空间的。
(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向，还可以根据磁场的方向判断电流的方向。
(3)利用安培定则判断直线电流时，四指所指的方向是导线之外磁场的方向；判断环形电流和通电螺线管电流时，拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。
(4)环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁体，利用安培定则判断时，拇指所指的一端为它的N极。
2．安培分子电流假说
(1)假说内容：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，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。
(2)假说的意义：安培分子电流假说，揭示了磁铁磁性的起源，它使我们认识到：磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
(3)假说对一些现象的解释：
①磁化：一根铁棒，在未被磁化的时候，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性；当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化。
②消磁：磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了。
[典例体验]
[典例] (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
[解题指导]
(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。
(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。
听课记录：
[针对训练]
1．通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是( )
A．A位置 B．B位置
C．C位置 D．D位置
2．关于电流周围产生的磁场分布，下列图示正确的是( )
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
?物理观念——地磁场及其成因
1．(选自鲁科版教材“科学书屋”)地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(图1)。在地磁两极，磁针竖直指向地面；在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因，目前仍没有确定的说法，部分科学家认为是由地核中熔化了的金属(铁和镍)的环流引起的。
地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况，可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。
科学家还根据对地球火山岩石的精确测定，发现地磁场强度和方向发生过多次变化(图2)。
[讨论与交流] 假如地磁场是由地球表面带电荷引起的，试分析地球表面电荷的电性。
?科学思维——录音磁头的工作原理
2．(选自粤教版教材课后练习)如图所示是录音磁头的工作原理图。录音时，磁带上一层磁性材料通过磁头的作用被磁化成类似于图中的小磁体，从而记录声音。请根据图中小磁体的极性标出此时磁头线圈中电流的方向。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示。它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动。由于受地磁场作用，司南的磁勺尾静止时指向南方。下列说法中正确的是( )
A．磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用
B．磁勺的指向不会受到附近磁体的干扰
C．磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰
D．磁勺的N极位于司南的磁勺尾部
2．某充气泵的结构如图所示，当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料，硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。为了可以不断充气，下列说法正确的是( )
A．小磁体的下端一定为N极
B．小磁体的下端一定为S极
C．充气泵电磁铁的铁芯应该用硬磁性材料
D．充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料
第1节 磁场 磁感线
落实必备知识
[预读教材]
一、
2．指南针
二、
1．磁场 3.电流
三、
1．偏转 2.(1)电流方向 弯曲的四指 (2)环形电流的方向 (3)电流的方向 螺线管内部的磁场
[情境创设]
1．(1)提示：导线通电后发现小磁针转动了。
(2)提示：实验现象说明了通电导线周围存在磁场，磁场对小磁针有力的作用。奥斯特实验发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系。
2．(1)提示：指向螺线管的N极。小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向，N极受力的方向是该位置的磁感线的方向，在螺线管内部，磁感线方向由S极指向N极，所以小磁针的N极指向螺线管的N极。
(2)提示：图甲中小磁针发生偏转；图乙中通电导线运动起来是因为受到了力的作用；图丙中通电导线之间的相互作用是借助磁场发生的。
强化关键能力
新知学习(一)
[任务驱动]
提示：这些场看不见，摸不着，不是由实物粒子组成，但都是客观存在的物质，都对放入其中的物体有力的作用。
[针对训练]
1．选C 奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，即电流产生了磁场，故C正确。
2．选B 理解磁场的物质形态时应与电场类比，磁场看不见、摸不着，但不会因主观意识而存在或消失，磁场与电场一样，都是客观存在的物质形态。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”，是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”，是因为它和我们常见的实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用，因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着，但可以通过它的基本性质反映出来，故B正确，A、C、D错误。
新知学习(二)
[任务驱动]
提示：磁体的右端为N极；小磁针的N极在左端；图中b点的磁场较强。
[针对训练]
1．选ACD 磁场尽管看不见、摸不着，但它是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质，故A正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线，实际并不存在，故B错误；磁体之间通过磁场相互作用，故C正确；磁感线的疏密可以描述磁场的强弱，磁感线越密，表示该处磁场越强，故D正确。
2．选B 由于磁感线较密处磁场较强，由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，故b处磁场较强，A错误，B正确；磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，故C错误；在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在，故D错误。
3．选B 磁场的磁感线是闭合的，故A错误；通电导线南北放置时，地磁场影响最小，此时实验现象最明显，故B正确；磁场的强弱用磁感线的疏密表示，与磁感线的方向无关，故C错误；磁感线是闭合的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故D错误。
新知学习(三)
[典例] 选BD 由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，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。
[针对训练]
1．选B 由题图可知，小磁针N极所指的方向水平向右，而A点磁场方向斜向左上；B点的磁场方向水平向右；C点的磁场方向斜向左下；D点的磁场方向斜向左上，可知图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是B位置。故选B。
2．选D 根据通电直导线周围磁场分布规律可知，从导线向远处延伸，磁场强度逐渐减弱，表示磁感线的×和·逐渐稀疏，根据安培定则可知导线左侧磁场方向应垂直纸面向里，右侧磁场方向应垂直纸面向外，故A错误；根据安培定则可知通电直导线产生的磁场方向应为逆时针方向，且从导线向远处延伸，磁感线应逐渐稀疏，故B错误；根据安培定则可知环内部磁场方向应垂直纸面向里，环外侧磁场方向应垂直纸面向外，且环内磁感线分布应当是不均匀的，故C错误；根据安培定则可知该环形导线产生的磁场方向大致向右，且靠近上方磁感线向上弯曲，靠近下方磁感线向下弯曲，故D正确。
浸润学科素养和核心价值
一、
1．提示：负电荷。因地球表面带有电荷，地球自转时产生环形电流，根据右手螺旋定则可知地球表面环形电流方向自东向西，而地球自转方向自西向东，故地球表面电荷为负电荷。
2．提示：图中小磁体的极性及磁头线圈中电流的方向如图所示。
二、
1．选A 司南能够指示南北，是由于地球具有磁场，地磁场是南北指向，故A正确；司南的指向会受到附近磁体和铁块的干扰，故B、C错误；由于司南的磁勺尾静止时指向南方，所以磁勺的S极位于司南的磁勺尾部，故D错误。
2．选D 小磁体的下端是N极还是S极，都可以实现吸引或者排斥的效果，A、B错误；充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料，因为软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性，C错误，D正确。
9 / 9(共87张PPT)
磁场 磁感线
第 1 节
核心素养导学
物理观念 (1)了解磁现象,知道磁场的性质。
(2)了解电流的磁效应。
(3)知道磁感线的概念,并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。
(4)知道安培分子电流假说的内容。
科学思维 会用安培定则判断电流周围的磁场方向。
科学态度与责任 体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义。
1
四层学习内容1落实必备知识
2
四层学习内容2强化关键能力
3
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
CONTENTS
目录
4
课时跟踪检测
四层学习内容1落实必备知识
一、我国古代对磁现象的认识及应用
1.任何磁体都有两个磁极。
2.发明_____________ (罗盘针),并将之用于航海。
3.利用磁石治疗多种疾病。
指南针
二、磁场与磁感线
1.磁场:磁体周围分布着磁场,一切磁相互作用都是通过________实现的。
2.磁场的方向:小磁针N极的受力方向。
3.磁场的基本性质:对处于磁场中的磁极或________有力的作用。
4.磁感线:一些假想的有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向为该点的磁场方向,曲线的疏密表示磁场的强弱。
磁场
电流
三、安培定则
1.电流的磁效应
奥斯特通过通电导线使小磁针_______发现电流周围存在着磁场,揭示了电与磁的联系。
偏转
2.安培定则
电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下:
(1)直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与___________一致,_______________ 所指的方向就是磁感线环绕的方向。
(2)环形电流:让右手弯曲的四指与___________________一致,伸直的拇指所指的方向就是环形电流轴线上磁感线的方向。
电流方向
弯曲的四指
环形电流的方向
(3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟螺线管___________一致,伸直的拇指所指的方向就是________________________的方向,或者说拇指所指的方向就是通电螺线管N极的方向。
[微点拨]
磁感线可以用细铁屑来显示,但它并不真实存在,磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线。
电流的方向
螺线管内部的磁场
1.奥斯特实验:南北方向的直导线放置在小磁针上方,给直导线通电。观察实验现象。
(1)导线通电后观察到什么现象
提示:导线通电后发现小磁针转动了。
(2)实验现象说明了什么问题
提示:实验现象说明了通电导线周围存在磁场,磁场对小磁针有力的作用。奥斯特实验发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系。
2.(1)通电的螺线管相当于一个条形磁体,一端是N极,另一端是S极,把一个小磁针放入螺线管内部,小磁针的N极指向螺线管的哪端
提示:指向螺线管的N极。小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向,N极受力的方向是该位置的磁感线的方向,在螺线管内部,磁感线方向由S极指向N极,所以小磁针的N极指向螺线管的N极。
(2)观察三幅图片,请思考:
图甲中的小磁针为什么会发生偏转 图乙中的通电导线为什么会运动起来 图丙中通电导线之间的相互作用是怎样发生的
提示:图甲中小磁针发生偏转;图乙中通电导线运动起来是因为受到了力的作用;图丙中通电导线之间的相互作用是借助磁场发生的。
四层学习内容2强化关键能力
如图,自然界中有电场、磁场、重力场
等多种场,这些场有什么共同点呢
提示:这些场看不见,摸不着,不是由实
物粒子组成,但都是客观存在的物质,都
对放入其中的物体有力的作用。
新知学习(一) 对磁场的理解
任务驱动
1.磁场的存在:磁体的周围、电流的周围都存在磁场。
2.磁场的客观性:磁场虽然看不见、摸不着,不是由分子、原子组成的,但却是客观存在的。场和实物是物质存在的两种形式。
重点释解
3.磁场的基本性质:对放入其中的磁体或电流有力的作用。磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。
4.磁场的方向性:有方向,处在磁场中能够自由转动的小磁针,静止时N极的指向,即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向。
5.电场和磁场的比较
比较项目 电场 磁场
不 同 点 产生 电荷周围 磁体、电流、运动电荷周围
基本 性质 对放入其中的电荷有静电力的作用 对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用
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 磁场和电场一样,都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质,都具有能量
1.奥斯特实验说明了( )
A.磁场的存在 B.磁场的方向性
C.电流可以产生磁场 D.磁体间有相互作用
解析:奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场,即电流产生了磁场,故C正确。
√
针对训练
2.下列关于磁场的说法中正确的是 ( )
A.磁体周围的磁场看不见、摸不着,所以磁场不是客观存在的
B.将小磁针放在磁体附近,小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用
C.把磁体放在真空中,磁场就消失了
D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场,不撒铁屑磁场就消失
√
解析:理解磁场的物质形态时应与电场类比,磁场看不见、摸不着,但不会因主观意识而存在或消失,磁场与电场一样,都是客观存在的物质形态。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质,说它“特殊”,是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同,它不是以微粒形式存在,而是以一种“场”的形式存在;说它是“物质”,是因为它和我们常见的实物一样,能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用,因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着,但可以通过它的基本性质反映出来,故B正确,A、C、D错误。
如图所示为一条形磁体的磁感线,则该磁体的哪端是N极 小磁针的N极在左端还是右端 图中a、b两点哪点的磁场较强
提示:磁体的右端为N极;小磁针的N极在左端;图中b点的磁场较强。
任务驱动
新知学习(二) 对磁感线的理解
1.磁感线的特点
(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在。
(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱,密集的地方磁场强,稀疏的地方磁场弱。
(3)磁感线的方向:磁体外部从N极指向S极,磁体内部从S极指向N极。
(4)磁感线闭合且不相交、不相切,也不中断。
(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
重点释解
2.常见永磁体的磁场
1.(多选)下列说法正确的是 ( )
A.磁场是一种物质
B.磁感线真实存在
C.磁体之间通过磁场相互作用
D.磁感线的疏密可以描述磁场的强弱
针对训练
√
√
√
解析:磁场尽管看不见、摸不着,但它是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质,故A正确;磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线,实际并不存在,故B错误;磁体之间通过磁场相互作用,故C正确;磁感线的疏密可以描述磁场的强弱,磁感线越密,表示该处磁场越强,故D正确。
2.如图所示,表示蹄形磁体周围的磁感线,磁场中有a、b两点,下列说法正确的是 ( )
A. a、b两处的磁场强弱相等
B.a、b两处的磁场强弱不等,b点较强
C.蹄形磁体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,所以该处没有磁场
√
解析:由于磁感线较密处磁场较强,由题图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,故b处磁场较强,A错误,B正确;磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,故C错误;在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在,故D错误。
3.关于磁场的说法正确的是 ( )
A.磁感线和电场线一样,是不闭合的
B.因地磁场影响,在进行奥斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最明显
C.沿着磁感线的方向,磁场逐渐减弱
D.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
√
解析:磁场的磁感线是闭合的,故A错误;通电导线南北放置时,地磁场影响最小,此时实验现象最明显,故B正确;磁场的强弱用磁感线的疏密表示,与磁感线的方向无关,故C错误;磁感线是闭合的曲线,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故D错误。
1.三种常见的电流的磁场
重点释解
新知学习(三) 安培定则及其应用
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱 环形电流
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏 续表
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁体，由N极指向S极 续表
[特别提醒]
(1)磁场是分布在立体空间的。
(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向，还可以根据磁场的方向判断电流的方向。
(3)利用安培定则判断直线电流时，四指所指的方向是导线之外磁场的方向;判断环形电流和通电螺线管电流时，拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。
(4)环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁体，利用安培定则判断时，拇指所指的一端为它的N极。
2.安培分子电流假说
(1)假说内容: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，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。
(2)假说的意义:安培分子电流假说，揭示了磁铁磁性的起源，它使我们认识到:磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
(3)假说对一些现象的解释:
①磁化:一根铁棒，在未被磁化的时候，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性;当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化。
②消磁:磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了。
[典例] (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
典例体验
√
√
[解题指导]
(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。
(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。
[解析] 由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，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。
1.通电螺线管磁场分布如图所示。图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是 ( )
A.A位置 B.B位置
C.C位置 D.D位置
针对训练
√
解析:由题图可知，小磁针N极所指的方向水平向右，而A点磁场方向斜向左上;B点的磁场方向水平向右;C点的磁场方向斜向左下;D点的磁场方向斜向左上，可知图中A、B、C、D四个位置各点磁场方向与图中小磁针所在位置的磁场方向一致的是B位置。故选B。
2.关于电流周围产生的磁场分布，下列图示正确的是 ( )
√
解析:根据通电直导线周围磁场分布规律可知，从导线向远处延伸，磁场强度逐渐减弱，表示磁感线的×和·逐渐稀疏，根据安培定则可知导线左侧磁场方向应垂直纸面向里，右侧磁场方向应垂直纸面向外，故A错误;根据安培定则可知通电直导线产生的磁场方向应为逆时针方向，且从导线向远处延伸，磁感线应逐渐稀疏，故B错误;根据安培定则可知环内部磁场方向应垂直纸面向里，环外侧磁场方向应垂直纸面向外，且环内磁感线分布应当是不均匀的，故C错误;根据安培定则可知该环形导线产生的磁场方向大致向右，且靠近上方磁感线向上弯曲，靠近下方磁感线向下弯曲，故D正确。
四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值
一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养
物理观念——地磁场及其成因
1.(选自鲁科版教材“科学书屋”)地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(图1)。在地磁两极，磁针竖直指向地面;在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因，目前仍没有确定的说法，部分科学家认为是由地核中熔化了的金属(铁和镍)的环流引起的。
地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况，可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。
科学家还根据对地球火山岩石的精确测定，发现地磁场强度和方向发生过多次变化(图2)。
[讨论与交流] 假如地磁场是由地球表面带电荷引起的，试分析地球表面电荷的电性。
提示:负电荷。因地球表面带有电荷，地球自转时产生环形电流，根据右手螺旋定则可知地球表面环形电流方向自东向西，而地球自转方向自西向东，故地球表面电荷为负电荷。
科学思维——录音磁头的工作原理
2.(选自粤教版教材课后练习)如图所示是录音磁头的工作原理图。录音时，磁带上一层磁性材料通过磁头的作
用被磁化成类似于图中的小磁体，从而记录
声音。请根据图中小磁体的极性标出此时磁
头线圈中电流的方向。
提示:图中小磁体的极性及磁头线圈中电流的方向如图所示。
二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值
1.指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示。它由青铜盘和磁
勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自
由转动。由于受地磁场作用，司南的磁勺尾
静止时指向南方。下列说法中正确的是( )
A.磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用
B.磁勺的指向不会受到附近磁体的干扰
C.磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰
D.磁勺的N极位于司南的磁勺尾部
√
解析:司南能够指示南北，是由于地球具有磁场，地磁场是南北指向，故A正确;司南的指向会受到附近磁体和铁块的干扰，故B、C错误;由于司南的磁勺尾静止时指向南方，所以磁勺的S极位于司南的磁勺尾部，故D错误。
2.某充气泵的结构如图所示，当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料，硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。为了可以不断充气，下列说法正确的是 ( )
A.小磁体的下端一定为N极
B.小磁体的下端一定为S极
C.充气泵电磁铁的铁芯应该用硬磁性材料
D.充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料
√
解析:小磁体的下端是N极还是S极，都可以实现吸引或者排斥的效果，A、B错误;充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料，因为软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性，C错误，D正确。
课时跟踪检测
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(选择题:1~10小题，每小题4分;11~14小题，每小题6分。本检测卷满分70分)
A级——学考达标
1.关于铁块和磁体之间作用力的理解正确的是 ( )
A.仅磁体能对铁块产生作用力 B.仅铁块能对磁体产生作用力
C.两者相互接触时才有作用力 D.两者没接触时也有作用力
解析:铁块和磁体之间存在相互作用力，属于非接触力，即二者没接触也有作用力，故A、B、C错误，D正确。
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2.(多选)关于物理学史，下列说法正确的是 ( )
A.安培提出了“分子电流假说”，很好地解释了磁化、消磁等现象
B.密立根通过实验测出了元电荷的数值
C.奥斯特发现了电流的磁效应
D.安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受磁场力的方向
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解析:安培提出了“分子电流假说”，很好地解释了磁化、消磁等现象，故A正确;密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值，故B正确;奥斯特发现了电流的磁效应，故C正确;安培定则是用来判断通电导线产生磁场的方向的，故D错误。
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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
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解析:指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，A错误，B正确;因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，C正确;在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，D错误。
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4.如图所示，当导线环中沿逆时针方向通过电流时，小磁针最后静止时N极的指向为 ( )
A.水平向左
B.水平向右
C.垂直环形电流所在平面向内
D.垂直环形电流所在平面向外
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解析:根据右手螺旋定则得，小磁针最后静止时N极的指向为垂直环形电流所在平面向外。故A、B、C错误，D正确。
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5.(多选)如图所示，通电直导线处在蹄形磁体两极间，受到力F的作用发生摆动，以下说法正确的是 ( )
A.这个力F是通过磁场产生的
B.这个力F没有反作用力
C.这个力F的反作用力作用在通电导线上
D.这个力F的反作用力作用在蹄形磁体上
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解析:蹄形磁体通过磁场对通电导线产生了力的作用，同时通电导线也通过磁场对蹄形磁体产生了力的作用。
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6.如图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布
情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿Z轴正方向上各
点的表示磁场强弱的物理量B大小的变化可能为 ( )
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解析:磁感线的疏密表示磁场的强弱，由题图可看出，沿Z轴正方向磁场先变弱后变强。由于题目中问的是磁场强弱的大小变化，故D正确，A、B、C错误。
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7.(多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是 ( )
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A.地理南、北极与地磁南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
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解析:由题意可知，地理南、北极与地磁南、北极不重合，存在地磁偏角，故A正确;磁感线是闭合的，由图可推知地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，故B正确;只有赤道上方附近的地磁场方向才与地面平行，故C错误;根据安培定则可知，通电导线的磁场方向与导线中电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确。
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8.磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体。当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是 ( )
A.磁体的吸铁性
B.磁极间的相互作用规律
C.电荷间的相互作用规律
D.磁场对电流的作用原理
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解析:在地磁场的作用下，军舰被磁化成了一个大的浮动磁体，当军舰接近磁性水雷时磁极间的相互作用会引起小磁针的转动，从而接通电路，引起爆炸。这是利用了同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理，故选B。
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9.物理老师用图示装置演示奥斯特实验，水平直导线不通电时，导线下方的磁针恰好与导线平行。当直导线通一恒定直流电时，小磁针的N极指向西北方向，则通电直导线中的电流方向由 ( )
A.北→南 B.南→北
C.东→西 D.西→东
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解析:地磁场的方向是从磁场北极到磁场南极，地磁南北极与地理南北极刚好相反，故在地磁场的影响下，小磁针的N极指向北方，通恒定电流后，小磁针的N极指向西北方向，则恒定电流产生的磁场方向偏向西方，根据右手螺旋定则知所通的电流自南向北，故B正确，A、C、D错误。
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10.(多选)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，则电源的正负极是 ( )
A.c端为正极，d端为负极
B.d端为正极，c端为负极
C.在电源的内部，电流的方向是从d到c
D.在电源的内部，电流的方向是从c到d
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解析:小磁针静止时N极指向右，即通电螺线管内部的磁场方向向右，由右手螺旋定则可知螺线管上电流方向从a流向b，则c为正极，d为负极，电源内部电流的方向是从d到c，故A、C正确，B、D错误。
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B级 选考进阶
11.冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是( )
A.磁感线越密的地方磁场越弱
B.软磁条内部a应为N极
C.磁感线与电场线一样真实存在于空间之中
D.软磁条内部a、b之间的磁感线方向应为a指向b
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解析:根据磁感线的特点可知，磁感线越密的地方磁场越强，A错误;磁感线在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，由图可知，软磁条外部磁感线从b指向a，则软磁条内部a为S极，b为N极，磁感线是闭合曲线，在软磁条内部磁感线从a指向b，故B错误，D正确;磁感线和电场线是为了描述磁场和电场而假想的曲线，实际是不存在的，C错误。
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12.关于电流周围磁场的磁感线分布情况，符合安培定则的是 ( )
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解析:根据安培定则，直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外，右侧磁场方向应垂直纸面向里，故A错误;根据安培定则，磁场方向应为逆时针，故B错误;根据安培定则，从上往下看，磁场方向应为逆时针，故C正确;根据安培定则，通电螺线管内部磁场方向应由左指向右，故D错误。
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13.如图所示，长直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者串联在同一电路中，它们之间相距较远，产生的磁场互不影响，开关S闭合后，图中所示的四个可自由转动的小磁针a、b、c、d的N极(黑色一端)静止时的指向正确的是 ( )
A.a B.b
C.c D.d
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解析:可自由转动的小磁针在磁场中静止时的N极指向与其所在处磁感线的方向一致，通电直导线AB周围的磁感线是以导线AB上各点为圆心的同心圆，且都在与导线垂直的平面上，其方向为逆时针方向(俯视)，A错误;通电螺线管C周围的磁感线分布与条形磁体周围的磁感线分布相似，可知小磁针b处的磁感线方向由右指向左，小磁针c处的磁感线方向由左指向右，B正确，C错误;电磁铁D周围的磁感线分布与蹄形磁体周围的磁感线分布相似，可知小磁针d处的磁感线方向由左指向右，D错误。
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14.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.沿+x方向 B.沿-x方向
C.沿+y方向 D.沿-y方向
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解析: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，故选项A正确。
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15.(6分)如图所示，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，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
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答案:
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4课时跟踪检测(十五) 磁场 磁感线
(选择题：1～10小题，每小题4分；11～14小题，每小题6分。本检测卷满分70分)
A级——学考达标
1．关于铁块和磁体之间作用力的理解正确的是( )
A．仅磁体能对铁块产生作用力
B．仅铁块能对磁体产生作用力
C．两者相互接触时才有作用力
D．两者没接触时也有作用力
2．(多选)关于物理学史，下列说法正确的是( )
A．安培提出了“分子电流假说”，很好地解释了磁化、消磁等现象
B．密立根通过实验测出了元电荷的数值
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受磁场力的方向
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
4.如图所示，当导线环中沿逆时针方向通过电流时，小磁针最后静止时N极的指向为( )
A．水平向左
B．水平向右
C．垂直环形电流所在平面向内
D．垂直环形电流所在平面向外
5.(多选)如图所示，通电直导线处在蹄形磁体两极间，受到力F的作用发生摆动，以下说法正确的是( )
A．这个力F是通过磁场产生的
B．这个力F没有反作用力
C．这个力F的反作用力作用在通电导线上
D．这个力F的反作用力作用在蹄形磁体上
6.如图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿Z轴正方向上各点的表示磁场强弱的物理量B大小的变化可能为( )
7．(多选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是( )
A．地理南、北极与地磁南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
8.磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体。当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )
A．磁体的吸铁性
B．磁极间的相互作用规律
C．电荷间的相互作用规律
D．磁场对电流的作用原理
9.物理老师用图示装置演示奥斯特实验，水平直导线不通电时，导线下方的磁针恰好与导线平行。当直导线通一恒定直流电时，小磁针的N极指向西北方向，则通电直导线中的电流方向由( )
A．北→南 B．南→北
C．东→西 D．西→东
10．(多选)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，则电源的正负极是( )
A．c端为正极，d端为负极
B．d端为正极，c端为负极
C．在电源的内部，电流的方向是从d到c
D．在电源的内部，电流的方向是从c到d
B级——选考进阶
11．冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是( )
A．磁感线越密的地方磁场越弱
B．软磁条内部a应为N极
C．磁感线与电场线一样真实存在于空间之中
D．软磁条内部a、b之间的磁感线方向应为a指向b
12．关于电流周围磁场的磁感线分布情况，符合安培定则的是( )
13．如图所示，长直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者串联在同一电路中，它们之间相距较远，产生的磁场互不影响，开关S闭合后，图中所示的四个可自由转动的小磁针a、b、c、d的N极(黑色一端)静止时的指向正确的是( )
A．a B．b
C．c D．d
14．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．沿＋x方向
B．沿－x方向
C．沿＋y方向
D．沿－y方向
15． (6分)如图所示，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，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
课时跟踪检测(十五)
1．选D 铁块和磁体之间存在相互作用力，属于非接触力，即二者没接触也有作用力，故A、B、C错误，D正确。
2．选ABC 安培提出了“分子电流假说”，很好地解释了磁化、消磁等现象，故A正确；密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值，故B正确；奥斯特发现了电流的磁效应，故C正确；安培定则是用来判断通电导线产生磁场的方向的，故D错误。
3．选BC 指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，A错误，B正确；因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，C正确；在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，D错误。
4．选D 根据右手螺旋定则得，小磁针最后静止时N极的指向为垂直环形电流所在平面向外。故A、B、C错误，D正确。
5．选AD 蹄形磁体通过磁场对通电导线产生了力的作用，同时通电导线也通过磁场对蹄形磁体产生了力的作用。
6．选D 磁感线的疏密表示磁场的强弱，由题图可看出，沿Z轴正方向磁场先变弱后变强。由于题目中问的是磁场强弱的大小变化，故D正确，A、B、C错误。
7．选ABD 由题意可知，地理南、北极与地磁南、北极不重合，存在地磁偏角，故A正确；磁感线是闭合的，由图可推知地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，故B正确；只有赤道上方附近的地磁场方向才与地面平行，故C错误；根据安培定则可知，通电导线的磁场方向与导线中电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确。
8．选B 在地磁场的作用下，军舰被磁化成了一个大的浮动磁体，当军舰接近磁性水雷时磁极间的相互作用会引起小磁针的转动，从而接通电路，引起爆炸。这是利用了同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理，故选B。
9．选B 地磁场的方向是从磁场北极到磁场南极，地磁南北极与地理南北极刚好相反，故在地磁场的影响下，小磁针的N极指向北方，通恒定电流后，小磁针的N极指向西北方向，则恒定电流产生的磁场方向偏向西方，根据右手螺旋定则知所通的电流自南向北，故B正确，A、C、D错误。
10．选AC 小磁针静止时N极指向右，即通电螺线管内部的磁场方向向右，由右手螺旋定则可知螺线管上电流方向从a流向b，则c为正极，d为负极，电源内部电流的方向是从d到c，故A、C正确，B、D错误。
11．选D 根据磁感线的特点可知，磁感线越密的地方磁场越强，A错误；磁感线在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，由图可知，软磁条外部磁感线从b指向a，则软磁条内部a为S极，b为N极，磁感线是闭合曲线，在软磁条内部磁感线从a指向b，故B错误，D正确；磁感线和电场线是为了描述磁场和电场而假想的曲线，实际是不存在的，C错误。
12．选C 根据安培定则，直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外，右侧磁场方向应垂直纸面向里，故A错误；根据安培定则，磁场方向应为逆时针，故B错误；根据安培定则，从上往下看，磁场方向应为逆时针，故C正确；根据安培定则，通电螺线管内部磁场方向应由左指向右，故D错误。
13．选B 可自由转动的小磁针在磁场中静止时的N极指向与其所在处磁感线的方向一致，通电直导线AB周围的磁感线是以导线AB上各点为圆心的同心圆，且都在与导线垂直的平面上，其方向为逆时针方向(俯视)，A错误；通电螺线管C周围的磁感线分布与条形磁体周围的磁感线分布相似，可知小磁针b处的磁感线方向由右指向左，小磁针c处的磁感线方向由左指向右，B正确，C错误；电磁铁D周围的磁感线分布与蹄形磁体周围的磁感线分布相似，可知小磁针d处的磁感线方向由左指向右，D错误。
14．选A 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，故选项A正确。
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