第十三章 电磁感应与电磁波初步
1 磁场 磁感线
[教材链接] (1)排斥 吸引 (2)电流的磁效应
[科学探究] 北方 不会 会
例1 AB [解析] 减小白金丝直径,仍存在电流,其产生的磁场仍能使小磁针偏转,选项A正确;白金丝换成铜导线,仍存在电流,产生的磁场仍能使小磁针偏转,选项B正确;减小电源电动势,只要导线中有电流,小磁针还是会发生偏转,选项C错误;通电导线产生的磁场与地磁场叠加后,其空间磁场方向与位置有关,当小磁针在不同位置时其偏转情况不同,选项D错误.
[教材链接] (1)磁体 通电导体 (3)磁体 通电导体
例2 BC [解析] 甲图中,通电导线对小磁针的力是通过电流的磁场发生的,选项A错误;乙图中,磁体对通电导体棒的力是通过磁体的磁场发生的,选项B正确;丙图中,通电直导线对另一根通电直导线的力是通过电流的磁场发生的,选项D错误,选项C正确.
[教材链接] (1)切线 (2)疏密 磁场 闭合
例3 BC [解析] 磁感线和电场线都是用来描述场的强弱和方向的假想线,磁感线是闭合曲线,电场线是起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷的非闭合曲线,磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点场的方向相同,A错误,B、C正确;磁感线是为形象描述磁场而画出的一簇簇曲线,不是真实存在的,而铁屑的分布曲线只能显示磁感线的分布,D错误.
变式 C [解析] 磁感线是理想化的模型,不是实际存在的,A错误;磁感线在条形磁体外部是从N极指向S极,在磁体内部,磁感线由S极指向N极,形成闭合曲线,B错误;磁感线的切线方向表示磁场方向,磁感线不相交,假如相交于某点,则该点有两个磁场方向,而磁场中某点的磁场方向是唯一的,C正确,D错误.
[教材链接] (1)电流 (2)①右手 弯曲的四指 ②弯曲的四指
例4 C [解析] A图中通电直导线中电流方向从左向右,根据安培定则可判断,小磁针所在处的磁场方向垂直于纸面向里,所以小磁针静止时N极背离读者,故A错误;B图中通电直导线中电流方向竖直向上,根据安培定则可判断,磁场的方向为逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时N极背离读者,故B错误;C图中环形导线的电流方向为逆时针,根据安培定则可判断,小磁针所在处的磁场方向垂直于纸面向外,所以小磁针静止时N极指向读者,故C正确;根据安培定则可判断,D图中,通电螺线管的内部磁场方向由右向左,所以小磁针静止时N极指向左边,故D错误.
素养提升
示例 A [解析] 磁场是闭合的曲线,地球磁场从南极附近发出,从北极附近进入地球,组成闭合曲线,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故A错误,符合题意;地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,故B正确,不符合题意;地球自转方向自西向东,地球的南极是地磁场的北极,由安培定则判断可知地球是带负电的,故C正确,不符合题意;根据安培定则可知,导线的磁场方向与导线电流的方向垂直,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,不符合题意.
随堂巩固
1.BC [解析] 磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同,因此不是同一种物质,故A错误;磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有磁场力的作用,B正确;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都是通过磁场相互作用的,C正确,D错误.
2.A [解析] 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,磁感线可以表示磁场的强弱与方向,选项A正确;在磁体外部,磁感线从磁体的N极发出,从磁体的S极进入,在磁体内部,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.
3.D [解析] 磁感线是研究磁场而人为描绘出的图形,实际上不存在,A错误;磁感线不会相交也不会相切,B错误;“磁星”外部和内部都存在磁场,C错误;“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示,D正确.
4.D [解析] 根据安培定则可判断出电流周围的磁场方向,再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向可知,A、B、C错误,D正确.第十三章 电磁感应与电磁波初步
1 磁场 磁感线
1.C [解析] 在做“奥斯特实验”时,为减弱地磁场的影响,导线应沿南北方向放置在小磁针的正上方或正下方,这样导线通电流时会使小磁针有明显的偏转,C正确.
2.A [解析] 指南鱼的鱼头指向南极,鱼头的磁极应标注“S”,A正确;磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,不是客观存在,B错误;指南鱼已经被磁化,是个磁体,磁体可以吸引小铁针,C错误;指南鱼是个磁体,类似条形磁铁,两极位置磁性最强,中间最弱,D错误.
3.A [解析] A图中小磁针所在位置磁感线方向向上,因此小磁针N极指向上方,选项A正确;B图中小磁针所在位置磁感线方向水平向右,因此小磁针N极指向右方,选项B错误;根据C图中所给磁感线方向可知,小磁针N极指向左上方,选项C错误;D图中小磁针所在位置磁场方向沿磁感线水平向左,因此小磁针N极应指向左方,故D错误.
4.C [解析] 磁感线在磁体外部从磁体的N极发出,终止于S极,在磁体内部从S极指向N极,A错误;电场线和磁感线都是人们为了研究场而假想出来的一系列曲线,电场线和磁场线都不相交,C正确,B错误;磁感线是闭合曲线,电场线不闭合,D错误.
5.AD [解析] 我们虽然不能用手触摸到电场的存在,却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱,故A正确;电场线和磁感线都是虚拟的,现实并不存在,故B错误;磁感线是闭合的曲线,电场线从正电荷或无限远处出发,到负电荷或无限远处终止,不是闭合曲线,故C错误;电流之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,都是客观存在的物质,故D正确.
6.AC [解析] 磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,磁场越强,而磁感线分布越疏的地方,磁场越弱,故A、C图中a点的磁场比b点的磁场强,A、C正确.
7.D [解析] 通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆,且导线与各圆一定是互相垂直的,A、B、C错误,D正确.
8.C [解析] 由安培定则知,半圆形导线环环心O处磁场方向垂直于纸面向里,故N极转向纸面里,选项C正确.
9.A [解析] 根据安培定则先画出通电螺线管的磁感线,M1和M2被磁化后的N极和所在位置磁感线方向一致,故M1的左端为N极,M2的右端为N极.
10.A [解析] 导线南北放置,通有向南的电流,根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由西向东,小磁场N极向东偏转,A正确;导线南北放置,通有向北的电流,根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由东向西,小磁场N极向西偏转,B错误;导线东西放置,通有向西的电流,根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由北向南,小磁针并不会向东偏转,C错误;导线东西放置,通有向东的电流,根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由南向北,小磁针并不会偏转,D错误.
11.B [解析] 磁石磨针锋,针磁化成为一个小磁体,是磁化现象,A正确,不符合题意;磁场是闭合的曲线,地球磁场磁感线从南极附近出发,从北极附近进入地球,组成闭合曲线,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,B错误,符合题意;微偏东,不全南也,指的是地磁场存在磁偏角,即地球的地理南北极与地磁南北极并不重合,C正确,不符合题意;由于地磁的北极在地理的南极附近,故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量,小磁针指北,导线南北放置时,产生的磁场沿东西方向,小磁针会发生偏转,现象更明显,D正确,不符合题意.
12.BD [解析] 在磁铁的外部,磁感线从N极指向S极,可知O点的磁场方向沿OA方向水平向左,A错误,B正确;根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引和对称性可知,将一小磁针置于A点,静止时N极沿AO方向水平向右,将一小磁针置于A'点,静止时N极沿OA'方向水平向右,C错误,D正确.
13.D [解析] 首先,地理的北极是地磁场的S极,地理的南极是地磁场的N极,因此环形电流产生的地磁场的N极应该指向地理上的南极附近,根据安培定则,可知环形电流方向,D正确.
14.C [解析] 磁体上磁性强弱并不一样,实验证明,磁体两端(磁极)处的磁性最强,而中间的磁性最弱,因而铁球在条形磁铁的N极和S极处受到的吸引力最大,在正中央处受到的吸引力最小,C正确.
15.B [解析] 圆环上带有负电荷,圆环顺时针转动,产生的等效电流方向沿逆时针方向,由安培定则可知,a、c小磁针所在处磁场方向垂直于纸面向里,b小磁针处磁场方向垂直于纸面向外,故a、c小磁针的N极向纸面内转动,b小磁针的N极向纸面外转动,故B正确.第十三章 电磁感应与电磁波初步
1 磁场 磁感线
学习任务一 电和磁的联系
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互 ,异名磁极相互 .
(2)1820年,丹麦物理学家奥斯特宣布发现了 ,揭示了电和磁之间的联系.
[科学探究] 如图所示,将一通电直导线水平放置在小磁针的正上方,小磁针水平放置,若直导线中没有通电流,则小磁针静止时N极指向 ;若直导线沿东西方向放置,则通电后小磁针 转动;若直导线沿南北方向放置,则通电后小磁针 转动.直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场.
例1 (多选)[2022·福建卷] 奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应.一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方,导线两端与一伏打电池相连.接通电源瞬间,小磁针发生了明显偏转.奥斯特采用控制变量法,继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响.他能得到的实验结果有 ( )
A.减小白金丝直径,小磁针仍能偏转
B.用铜导线替换白金丝,小磁针仍能偏转
C.减小电源电动势,小磁针一定不能偏转
D.小磁针的偏转情况与其放置位置无关
[反思感悟]
学习任务二 磁场
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)定义:磁体与 之间、磁体与 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.
(2)物质性:磁场尽管看不见、摸不着,但它与电场类似,都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质.
(3)基本性质:磁场对放入其中的 或 有力的作用.
[物理观念] 自然界有两种基本的物质形态:实物和场.(1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成.(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量等物质的基本属性.
例2 (多选)根据下图判断,关于磁体、通电导体间的相互作用,下列说法正确的是 ( )
A.甲图中,电流不产生磁场,通电导线对小磁针的力是通过小磁针的磁场发生的
B.乙图中,磁体对通电导体棒的力是通过磁体的磁场发生的
C.丙图中通电直导线间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D.丙图中通电直导线间的相互作用是通过电荷的电场发生的
[反思感悟]
学习任务三 磁感线
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)定义:在磁场中引入假想的闭合曲线,使曲线上每一点的 方向都跟这点磁场的方向一致,这样的曲线就叫作磁感线.
(2)特点:①磁感线的 表示磁场的强弱.②磁感线上某点的切线方向表示该点 的方向.③磁感线是不相交的 曲线;在磁体外部,从N极指向S极,在磁体内部,由S极指向N极.
例3 (多选)下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是 ( )
A.磁感线和电场线分别是用来描述磁场和电场的强弱和方向的真实曲线
B.磁感线是闭合的曲线,电场线则是不闭合的
C.磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同
D.铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
[反思感悟]
变式 [2024·江西玉山一中月考] 关于磁感线的概念,下列说法中正确的是 ( )
A.磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线
B.磁感线在条形磁体内部也是从磁体的N极指向磁体的S极
C.磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致
D.磁感线有可能相交
[反思感悟]
【要点总结】
磁感线和电场线的比较
磁感线 电场线
相似点 引入目的 为形象地描述场而引入的假想线,实际不存在
疏密程度 场的强弱
切线方向 场的方向
是否相交 不能相交
不同点 磁感线是闭合曲线 电场线起始于正电荷(或无限远),终止于无限远(或负电荷),不是闭合曲线
学习任务四 安培定则
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)安培定则是用来确定 周围磁场方向的定则.
(2)安培定则应用方法
①直线电流周围的磁场方向:用 握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致, 所指的方向就是磁感线环绕的方向.直线电流周围的磁感线环绕情况如图所示.
②环形电流和螺线管周围的磁场方向:让右手 与环形导线(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.
例4 当导线中分别通以如图所示方向的电流时,小磁针静止时N极指向读者的是 ( )
[反思感悟]
地磁场
1.地磁场:地球由于本身具有磁性而在周围形成的磁场.
2.地磁场的N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近.
3.地磁偏角:地理两极与地磁两极之间的夹角,如图所示.
示例 [2024·山东青岛二中月考] 公元1086年宋代科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家(术士)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所示,则结合上述材料,下列说法不正确的是 ( )
A.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行的
B.地球内部也存在磁场,地磁北极在地理南极附近
C.结合地球自转方向,可以判断出地球是带负电的
D.因受地磁场的影响,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
1.(磁场)(多选)关于磁场和电场,下列说法中正确的是 ( )
A.磁场和电场一样,是同一种物质
B.磁场的基本性质是对处在磁场中的磁体或通电导体有磁场力的作用
C.磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的
D.通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场进行的
2.(磁感线)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.磁感线总是从磁体的N极发出,到S极终止
C.磁感线就是细铁屑在磁体周围排列的曲线,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
3.(磁场与磁感线)[2024·湖南长郡中学月考] 宇宙中“破坏力”很强的天体“磁星”,危险强度不亚于黑洞,其磁场相当于地球磁场的千万亿倍,下列有关磁星的磁场说法正确的是 ( )
A.“磁星”表面磁场太过强大,故在磁星表面会出现以实物形式存在的磁感线
B.“磁星”表面的磁场如此强大,故而磁感线非常密集,导致磁感线可能相交
C.磁场只存在于“磁星”外部,而“磁星”内部不存在磁场
D.“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
4.(安培定则)如图所示,当开关闭合后,小磁针在通电导线的磁场中指向正确的是 ( )第十三章 电磁感应与电磁波初步
1 磁场 磁感线建议用时:40分钟
◆ 知识点一 电和磁的联系 磁场
1.在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )
A.沿电流方向放置小磁针,使小磁针在导线的延长线上
B.沿电流方向放置小磁针,使小磁针在导线的正下方
C.电流沿南北方向的导线放置在小磁针的正上方
D.电流沿东西方向的导线放置在小磁针的正上方
2.[2024·广东广州期末] 北宋《武经总要》记载,让铁鱼的头尾指向南北,先把铁鱼烧红,再将铁鱼放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,后让其在水中漂浮,制成指南鱼(鱼头指南),如图是指南鱼静止时的指向.下列判断正确的是 ( )
A.指南鱼的鱼头应标注“S”
B.指南鱼周围存在磁感线
C.指南鱼不能吸引小铁针
D.指南鱼的鱼头磁性最弱
3.如图所示,小磁针静止时所指方向正确的是 ( )
◆ 知识点二 磁感线
4.[2024·湖南长郡中学月考] 关于电场线和磁感线,下列说法正确的是 ( )
A.磁感线是从磁体的N极发出,终止于S极
B.电场线和磁感线都是现实中存在的
C.电场线和磁感线都不能相交
D.电场线和磁感线都是闭合的曲线
5.(多选)关于电场和磁场,下列说法正确的是 ( )
A.我们虽然不能用手触摸到电场的存在,却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱
B.电场线和磁感线是可以形象描述电、磁场强弱和方向的客观存在的曲线
C.磁感线和电场线一样都是闭合的曲线
D.电流之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,都是客观存在的物质
6.(多选)如图所示的箭头表示磁场的磁感线,据图分析a点的磁场比b点的磁场强的是 ( )
◆ 知识点三 安培定则
7.在图中,用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况,其中正确的是 ( )
8.[2024·辽宁沈阳二中月考] 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,小磁针偏转情况是 ( )
A.沿顺时针方向转动
B.沿逆时针方向转动
C.N极转向纸面里,S极转向纸面外
D.N极转向纸面外,S极转向纸面里
9.M1与M2为两根未被磁化的铁棒,现将它们分别放置于如图所示的位置,则被通电螺线管产生的磁场磁化后 ( )
A.M1的左端为N极,M2的右端为N极
B.M1和M2的右端均为N极
C.M1的右端为N极,M2的左端为N极
D.M1和M2的左端均为N极
10.[2024·山西太原五中月考] 在“重走科学大师之路,探究科技奥秘”活动中,一科学爱好组在水平桌面上放置了一小磁针,小磁针静止时,其位置如图(俯视)中虚线所示.若在其上方放置一水平方向的导线,并通以恒定电流,则小磁针转向图中实线所示位置.下列判断可能正确的是 ( )
A.导线南北放置,通有向南的电流
B.导线南北放置,通有向北的电流
C.导线东西放置,通有向西的电流
D.导线东西放置,通有向东的电流
11.[2024·广东湛江一中月考] 沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”.地球周围地磁场的磁感线分布如图所示,结合材料,下列说法不正确的是 ( )
A.“磁石磨针锋”,指的是磁化现象
B.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
C.材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合
D.在做奥斯特实验时,通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显
12.(多选)如图所示,两个相同的条形磁铁正对平行放置在水平面上,虚线与两个磁铁的轴线在同一个平面内互相平行,且虚线到两个磁铁的距离相等.虚线上有O、A、A'三点,O点在两个磁铁的中心连线上,OA=OA'.由此可知 ( )
A.O点的磁场向右
B.O点的磁场方向沿OA方向
C.将一小磁针置于A点,静止时N极沿OA方向
D.将一小磁针置于A'点,静止时N极沿OA'方向
13.[2024·安徽合肥八中月考] 地球磁场最大的作用是形成一道屏障,减弱了宇宙射线对人及其他生物的影响.19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.图中正确表示安培假设中环形电流方向的是 ( )
14.如图所示,弹簧测力计下挂一铁球,将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧测力计的示数 ( )
A.不变 B.逐渐减小
C.先减小再增大 D.先增大再减小
15.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N极都向纸面内转
B.b的N极向纸面外转,而a、c的N极向纸面内转
C.b、c的N极都向纸面内转,而a的N极向纸面外转
D.b的N极向纸面内转,而a、c的N极向纸面外转(共50张PPT)
1 磁场 磁感线
学习任务一 电和磁的联系
学习任务二 磁场
学习任务三 磁感线
学习任务四 安培定则
素养提升
备用习题
练习册
◆
随堂巩固
学习任务一 电和磁的联系
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互______,异名磁极相互______.
(2) 1820年,丹麦物理学家奥斯特宣布发现了______________,揭示了电和磁之间的联系.
排斥
吸引
电流的磁效应
［科学探究］ 如图所示,将一通电直导线水平放置在小磁针的正上方,小磁针水平放置，若直导线中没有通电流，则小磁针静止时极指向______;若直导线沿东西方向放置，则通电后小磁针______转动;若直导线沿南北方向放置，则通电后小磁针____转动.直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场.
北方
不会
会
例1 (多选)[2022·福建卷] 奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应.一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连.接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转.奥斯特采用控制变量法，继续研究了导线直径、
AB
A.减小白金丝直径，小磁针仍能偏转 B.用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转
C.减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D.小磁针的偏转情况与其放置位置无关
导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响.他能得到的实验结果有( )
[解析] 减小白金丝直径，仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项A正确；白金丝换成铜导线，仍存在电流，产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项B正确；减小电源电动势，只要导线中有电流，小磁针还是会发生偏转，选项C错误；通电导线产生的磁场与地磁场叠加后，其空间磁场方向与位置
有关，当小磁针在不同位置时其偏转情况不同，选项D错误.
学习任务二 磁场
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 定义：磁体与______之间、磁体与__________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.
磁体
通电导体
(2)物质性：磁场尽管看不见、摸不着,但它与电场类似,都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质.
(3) 基本性质：磁场对放入其中的______或__________有力的作用.
磁体
通电导体
［物理观念］ 自然界有两种基本的物质形态：实物和场.(1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成.(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样,也是一种客观存在的物质,具有质量、能量等物质的基本属性.
例2 (多选)根据下图判断,关于磁体、通电导体间的相互作用,下列说法正确的是( )
BC
A.甲图中,电流不产生磁场,通电导线对小磁针的力是通过小磁针的磁场发生的
B.乙图中,磁体对通电导体棒的力是通过磁体的磁场发生的
C.丙图中通电直导线间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D.丙图中通电直导线间的相互作用是通过电荷的电场发生的
[解析] 甲图中,通电导线对小磁针的力是通过电流的磁场发生的，选项A错误;乙图中,磁体对通电导体棒的力是通过磁体的磁场发生的，选项B正确;丙图中,通电直导线对另一根通电直导线的力是通过电流的磁场发生的,选项D错误,选项C正确.
学习任务三 磁感线
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 定义：在磁场中引入假想的闭合曲线,使曲线上每一点的______方向都跟这点磁场的方向一致,这样的曲线就叫作磁感线.
切线
(2) 特点：①磁感线的______表示磁场的强弱.②磁感线上某点的切线方向表示该点_____的方向.③磁感线是不相交的______曲线;在磁体外部,从极指向极,在磁体内部,由极指向极.
疏密
磁场
闭合
例3 (多选)下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是( )
BC
A.磁感线和电场线分别是用来描述磁场和电场的强弱和方向的真实曲线
B.磁感线是闭合的曲线，电场线则是不闭合的
C.磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同
D.铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线
[解析] 磁感线和电场线都是用来描述场的强弱和方向的假想线，磁感线是闭合曲线，电场线是起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷的非闭合曲线，磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点场的方向相同，A错误，B、C正确；磁感线是为形象描述磁场而画出的一簇簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能显示磁感线的分布，D错误.
变式 [2024·江西玉山一中月考] 关于磁感线的概念，下列说法中正确的是( )
C
A.磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线
B.磁感线在条形磁体内部也是从磁体的极指向磁体的极
C.磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致
D.磁感线有可能相交
[解析] 磁感线是理想化的模型，不是实际存在的，A错误；磁感线在条形磁体外部是从极指向极，在磁体内部，磁感线由极指向极，形成闭合曲线，B错误；磁感线的切线方向表示磁场方向，磁感线不相交，假如相交于某点，则该点有两个磁场方向，而磁场中某点的磁场方向是唯一的，C正确，D错误.
【要点总结】
磁感线和电场线的比较
磁感线 电场线
相似点 引入目的 为形象地描述场而引入的假想线，实际不存在 疏密程度 场的强弱 切线方向 场的方向 是否相交 不能相交 不同点 磁感线是闭合曲线 电场线起始于正电荷(或无限远)，终止于无限远(或负电荷)，不是闭合曲线
学习任务四 安培定则
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 安培定则是用来确定______周围磁场方向的定则.
电流
(2) 安培定则应用方法
① 直线电流周围的磁场方向：用______握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,____________所指的方向就是磁感线环绕的方向.直线电流周围的磁感线环绕情况如图所示.
右手
弯曲的四指
② 环形电流和螺线管周围的磁场方向：让右手____________与环形导线(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.
弯曲的四指
例4 当导线中分别通以如图所示方向的电流时,小磁针静止时极指向读者的是( )
C
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] A图中通电直导线中电流方向从左向右,根据安培定则可判断,小磁针所在处的磁场方向垂直于纸面向里,所以小磁针静止时极背离读者,故A错误;B图中通电直导线中电流方向竖直向上,根据安培定则可判断,磁场的方向为逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时极背离读者,故B错误;C图中环形导线的电流方向为逆时针,根据安培定则可判断,小磁针所在处的磁场方向垂直于纸面向外,所以小磁针静止时极指向读者,故C正确;根据安培定则可判断,D图中，通电螺线管的内部磁场方向由右向左,所以小磁针静止时极指向左边,故D错误.
地磁场
1.地磁场：地球由于本身具有磁性而在周围形成的磁场.
2.地磁场的极位于地理南极附近,极位于地理北极附近.
3.地磁偏角:地理两极与地磁两极之间的夹角,如图所示.
示例 [2024·山东青岛二中月考] 公元1086年宋代科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家(术士)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所示，则结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A
A.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行的
B.地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近
C.结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
D.因受地磁场的影响，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
[解析] 磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故A错误，符合题意；地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确，不符合题意；地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知
地球是带负电的，故C正确，不符合题意；根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，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，不符合题意.
1. 我国是世界上最早发现磁现象的国家,指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献.关于磁现象,下列说法正确的是 ( )
A.奥斯特提出了分子电流假说,安培发现了电流磁效应
B.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
C.电场线一定是闭合的,磁感线一定是不闭合的
D.地球磁场的N极在地理的北极附近,地球周围的磁感线是空间真实存在的曲线
B
[解析]安培提出了分子电流假说,奥斯特发现了电流磁效应,A错误;
磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致,B正确;
静电场的电场线是不闭合的,磁感线是闭合的,C错误;
地球磁场的N极在地理的南极附近,地球周围的磁感线不是空间真实存在的曲线,D错误.
2.如图所示,a、b是直线电流,c、d是环形电流,e、f是通电螺线管,试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.
[解析]根据安培定则,可以确定a中电流方向垂直纸面向里,b中电流方向从下向上,c中电流方向沿逆时针,d中磁感线方向向下,e中通电螺线管内磁感线方向向左,f中磁感线方向向右.
3.条形磁铁的磁性变弱,需要充磁.充磁的方式有两种,图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中,图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间,a、b和c、d接直流电源,下列接线正确的是(充磁时应使外加磁场与条形磁铁的磁场方向相同) ( )
A.a接电源正极,b接电源负极,c接电源正极,d接电源负极
B.a接电源正极,b接电源负极,c接电源负极,d接电源正极
C.a接电源负极,b接电源正极,c接电源正极,d接电源负极
D.a接电源负极,b接电源正极,c接电源负极,d接电源正极
B
[解析]题图甲中,因磁铁在螺线管的内部,所以应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极,右端是S极),由安培定则可判定,a接电源正极,b接电源负极;题图乙中,因磁铁在螺线管的外部,所以右端是螺线管N极,左端是S极,由安培定则可判定,c接电源负极,d接电源正极,选项B正确.
4.如图所示,A为橡胶圆盘,B为紧贴A的毛皮.在靠近圆盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置.当沿图中箭头方向转动把手C时,求小磁针的偏转情况.
[答案] 在圆盘的中轴方向上,N极向右偏转,S极向左偏转
[解析] 当转动把手C时,圆盘A的边缘处与毛皮B摩擦而带有负电荷,负电荷随圆盘做圆周运动形成一个环形电流,环形电流在其周围产生磁场,根据安培定则可知,小磁针将发生偏转,在圆盘的中轴方向上,N极向右偏转,S极向左偏转.
5.物理实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流的磁效应实验时,应排除地磁场对实验的影响.关于奥斯特的实验,下列说法中正确的是 ( )
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线应该竖直放置
C.通电直导线应该沿东西方向水平放置
D.通电直导线应该沿南北方向水平放置
D
[解析] 奥斯特做电流的磁效应实验时,需要尽量减小地磁场的影响,由于在北半球地磁场的竖直分量方向向下,水平分量方向由南向北,所以导线放置的位置应以产生沿着东西方向的磁场为佳,故而导线应该沿南北方向水平放置,选项D正确.
6. 1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”.罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上,然后在圆盘附近悬挂一个小磁针,使圆盘绕中心轴高速旋转,发现小磁针发生了偏转.下列说法正确的是 ( )
A.仅改变圆盘的转动方向,小磁针的偏转方向不变
B.使小磁针发生转动的原因是地磁场发生了变化
C.使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场
D.如果使圆盘带上正电,圆盘的转动方向不变,小磁针的偏转方向不变
C
[解析] 橡胶圆盘上电荷定向运动形成电流,电流周围产生磁场使小磁针发生偏转;若改变圆盘的转动方向,电荷运动产生的电流方向与之前相反,相应的磁场方向也会相反,小磁针的偏转方向会发生改变,A、B错误,C正确;
同理,如果使圆盘带上正电,圆盘的转动方向不变,电荷运动形成的电流方向改变,可知产生的磁场方向改变,小磁针的偏转方向改变,D错误.
1.(磁场)(多选)关于磁场和电场，下列说法中正确的是( )
BC
A.磁场和电场一样，是同一种物质
B.磁场的基本性质是对处在磁场中的磁体或通电导体有磁场力的作用
C.磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的
D.通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场进行的
[解析] 磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同，因此不是同一种物质，故A错误；磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有磁场力的作用，B正确；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都是通过磁场相互作用的，C正确，D错误.
2.(磁感线)下列关于磁感线的说法正确的是( )
A
A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
B.磁感线总是从磁体的极发出，到极终止
C.磁感线就是细铁屑在磁体周围排列的曲线，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
[解析] 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，磁感线可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；在磁体外部，磁感线从磁体的极发出，从磁体的极进入，在磁体内部，磁感线由极回到极，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.
3.(磁场与磁感线)[2024·湖南长郡中学月考] 宇宙中“破坏力”很强的天体“磁星”，危险强度不亚于黑洞，其磁场相当于地球磁场的千万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是( )
D
A.“磁星”表面磁场太过强大，故在磁星表面会出现以实物形式存在的磁感线
B.“磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交
C.磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D.“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
[解析] 磁感线是研究磁场而人为描绘出的图形，实际上不存在，A错误；磁感线不会相交也不会相切，B错误；“磁星”外部和内部都存在磁场，C错误；“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示，D正确.
4.(安培定则)如图所示,当开关闭合后,小磁针在通电导线的磁场中指向正确的是( )
D
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
[解析] 根据安培定则可判断出电流周围的磁场方向,再根据小磁针静止时极的指向为磁场的方向可知,A、B、C错误,D正确.
知识点一 电和磁的联系 磁场
1.在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )
C
A.沿电流方向放置小磁针,使小磁针在导线的延长线上
B.沿电流方向放置小磁针,使小磁针在导线的正下方
C.电流沿南北方向的导线放置在小磁针的正上方
D.电流沿东西方向的导线放置在小磁针的正上方
[解析] 在做“奥斯特实验”时,为减弱地磁场的影响,导线应沿南北方向放置在小磁针的正上方或正下方,这样导线通电流时会使小磁针有明显的偏转，C正确.
2.[2024·广东广州期末] 北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼(鱼头指南)，如图是指南鱼静止时的指向.下列判断正确的是( )
A
A.指南鱼的鱼头应标注“” B.指南鱼周围存在磁感线
C.指南鱼不能吸引小铁针 D.指南鱼的鱼头磁性最弱
[解析] 指南鱼的鱼头指向南极，鱼头的磁极应标注“”，A正确；磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，不是客观存在，B错误；指南鱼已经被磁化，是个磁体，磁体可以吸引小铁针，C错误；指南鱼是个磁体，类似条形磁铁，两极位置磁性最强，中间最弱，D错误.
3.如图所示，小磁针静止时所指方向正确的是( )
A
A.&9& B.&10& C.&11& D.&12&
[解析] A图中小磁针所在位置磁感线方向向上，因此小磁针极指向上方，选项A正确；B图中小磁针所在位置磁感线方向水平向右，因此小磁针极指向右方，选项B错误；根据C图中所给磁感线方向可知，小磁针极指向左上方，选项C错误；D图中小磁针所在位置磁场方向沿磁感线水平向左，因此小磁针极应指向左方，故D错误.
知识点二 磁感线
4.[2024·湖南长郡中学月考] 关于电场线和磁感线，下列说法正确的是( )
C
A.磁感线是从磁体的极发出，终止于极 B.电场线和磁感线都是现实中存在的
C.电场线和磁感线都不能相交 D.电场线和磁感线都是闭合的曲线
[解析] 磁感线在磁体外部从磁体的极发出，终止于极，在磁体内部从极指向极，A错误；电场线和磁感线都是人们为了研究场而假想出来的一系列曲线，电场线和磁场线都不相交，C正确，B错误；磁感线是闭合曲线，电场线不闭合，D错误.
5.(多选)关于电场和磁场，下列说法正确的是( )
AD
A.我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱
B.电场线和磁感线是可以形象描述电、磁场强弱和方向的客观存在的曲线
C.磁感线和电场线一样都是闭合的曲线
D.电流之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质
[解析] 我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱,故A正确；电场线和磁感线都是虚拟的，现实并不存在，故B错误；磁感线是闭合的曲线，电场线从正电荷或无限远处出发，到负电荷或无限远处终止，不是闭合曲线，故C错误；电流之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质，故D正确.
6.(多选)如图所示的箭头表示磁场的磁感线，据图分析点的磁场比点的磁场强的是( )
AC
A.&13& B.&14&
C.&15& D.&16&
[解析] 磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，而磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，故A、C图中点的磁场比点的磁场强，A、C正确.
知识点三 安培定则
7.在图中,用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况,其中正确的是( )
D
A.&17& B.&18& C.&19& D.&20&
[解析] 通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆,且导线与各圆一定是互相垂直的,A、B、C错误，D正确.
8.[2024·辽宁沈阳二中月考] 如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针偏转情况是( )
C
A.沿顺时针方向转动 B.沿逆时针方向转动
C.极转向纸面里，极转向纸面外 D.极转向纸面外，极转向纸面里
[解析] 由安培定则知，半圆形导线环环心处磁场方向垂直于纸面向里，故极转向纸面里，选项C正确.
9.与为两根未被磁化的铁棒，现将它们分别放置于如图所示的位置，则被通电螺线管产生的磁场磁化后( )
A
A.的左端为极，的右端为极
B.和的右端均为极
C.的右端为极，的左端为极
D.和的左端均为极
[解析] 根据安培定则先画出通电螺线管的磁感线，和被磁化后的极和所在位置磁感线方向一致，故的左端为极，的右端为极.
10.[2024·山西太原五中月考] 在“重走科学大师之路，探究科技奥秘”活动中，一科学爱好组在水平桌面上放置了一小磁针，小磁针静止时，其位置如图(俯视)中虚线所示.若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则小磁针转向图中实线所示位置.下列判断可能正确的是( )
A
A.导线南北放置，通有向南的电流 B.导线南北放置，通有向北的电流
C.导线东西放置，通有向西的电流 D.导线东西放置，通有向东的电流
[解析] 导线南北放置，通有向南的电流，根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由西向东，小磁场极向东偏转，A正确；导线南北放置，通有向北的电流，根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由东向西，小磁场极向西偏转，B错误；导线东西放置，通有向西的电流，根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由北向南，小磁针并不会向东偏转，C错误；导线东西放置，通有向东的电流，根据安培定则可知电流在小磁针处产生的磁场方向由南向北，小磁针并不会偏转，D错误.
11.[2024·广东湛江一中月考] 沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家(术士)以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”.地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合材料，下列说法不正确的是( )
B
A.“磁石磨针锋”，指的是磁化现象
B.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
C.材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合
D.在做奥斯特实验时，通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显
[解析] 磁石磨针锋，针磁化成为一个小磁体，是磁化现象，A正确，不符合题意；磁场是闭合的曲线，地球磁场磁感线从南极附近出发，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，B错误，符合题意；微偏东，不全南也，指的是地磁场存在磁偏角，即地球的地理
南北极与地磁南北极并不重合，C正确，不符合题意；由于地磁的北极在地理的南极附近，故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量，小磁针指北，导线南北放置时，产生的磁场沿东西方向，小磁针会发生偏转，现象更明显，D正确，不符合题意.
12.(多选)如图所示，两个相同的条形磁铁正对平行放置在水平面上，虚线与两个磁铁的轴线在同一个平面内互相平行，且虚线到两个磁铁的距离相等.虚线上有、、三点，点在两个磁铁的中心连线上，.由此可知( )
BD
A.点的磁场向右
B.点的磁场方向沿方向
C.将一小磁针置于点，静止时极沿方向
D.将一小磁针置于点，静止时极沿方向
[解析] 在磁铁的外部，磁感线从极指向极，可知点的磁场方向沿方向水平向左，A错误，B正确；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引和对称
性可知，将一小磁针置于A点，静止时极沿方向水平向右，将一小磁针置于点，静止时极沿方向水平向右，C错误，D正确.
13.[2024·安徽合肥八中月考] 地球磁场最大的作用是形成一道屏障，减弱了宇宙射线对人及其他生物的影响.19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的.图中正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
D
A.&21& B.&22&
C.&23& D.&24&
[解析] 首先，地理的北极是地磁场的极，地理的南极是地磁场的极，因此环形电流产生的地磁场的极应该指向地理上的南极附近，根据安培定则，可知环形电流方向,D正确.
14.如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数( )
C
A.不变 B.逐渐减小 C.先减小再增大 D.先增大再减小
[解析] 磁体上磁性强弱并不一样，实验证明，磁体两端(磁极)处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁球在条形磁铁的极和极处受到的吸引力最大，在正中央处受到的吸引力最小，C正确.
15.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，、、三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )
B
A.、、的极都向纸面内转
B.的极向纸面外转，而、的极向纸面内转
C.、的极都向纸面内转，而的极向纸面外转
D.的极向纸面内转，而、的极向纸面外转
[解析] 圆环上带有负电荷，圆环顺时针转动，产生的等效电流方向沿逆时针方向，由安培定则可知，、小磁针所在处磁场方向垂直于纸面向里，小磁针处磁场方向垂直于纸面向外，故、小磁针的极向纸面内转动，小磁针的极向纸面外转动，故B正确.
