第二节 认识磁场
问题探究
英国的罗兰做了如下实验：如图3-2-1所示为罗兰实验装置，圆盘带电，在圆盘附近悬放一根小磁针.当圆盘旋转时磁针发生了偏转，当改变圆盘旋转方向，小磁针的偏转方向也随之改变.该实验说明了什么？??????
图3-2-1
答案：电荷做定向运动，可等效为电流，电流能产生磁场，该实验证实运动电荷能产生磁场，电荷静止时，它的周围空间不产生磁场.?
自学导引
1.磁场是_____________和_____________周围存在的一种物质，看不见摸不着，它的基本特性是对处在它里面的磁极和电流有_____________的作用.即磁铁与磁铁、_____________、_____________之间都有力的?作用.??
答案：磁铁 电流 力 磁铁和电流 电流和电流?
2.法国学者安培提出了著名的_____________，他认为：在_____________等物质粒子内部，存在着一种环形电流——_____________，_______________使每个物质粒子都成为_____________，它的_______________.?
答案：分子电流假说 原子、分子 分子电流 分子电流 微小的磁体 两侧相当于两个磁极?
3.我们用安培的_________________可以解释很多磁现象.如一根未被磁化的铁棒之所以对外不显示磁性，是因为________________________.磁化后的磁体在受到高温或猛烈的敲击时会失去磁性，这是因为_________________________________.?
答案：分子电流假说 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 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?
4.磁场是有方向的，我们规定，在磁场中的任一点，小磁针___________的方向，亦即小磁针静止时___________的方向，就是那一点的磁场方向.?
答案：北极受力 北极所指?
5.我们可以用磁感线来描述磁场.所谓磁感线就是在磁场中______________________，在这些曲线上，每一点的磁场方向都在____________________.?
答案：画出的一些有方向的曲线 该点的切线方向上?
6.直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用______________来判断：________________________________________________________.?
答案：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?
7.静止的电荷周围产生____________，运动的电荷周围产生____________.??
答案：电场 磁场?
疑难剖析
任意两个磁体通过磁场彼此发生磁场力作用??
【例1】 下列关于各磁体间作用，其中正确的说法有( )?
A.在奥斯特实验中，通电直导线对小磁针产生磁场力，但小磁针对通电导线可能不产生磁场力?
B.在通电直导线对小磁针产生作用力的同时，小磁针对通电直导线一定会产生作?用力
C.大磁铁的磁性较强，它对小磁针的磁场力较大，而小磁针对大磁铁的磁场力较小?
D.任何两个磁体之间产生的磁场力大小总相等，方向相反?
解析：磁体是对产生磁场的磁极、电流、运动电荷等的统称.磁铁之间的作用是相互的，甲磁体产生的磁场对乙磁体发生作用的同时，乙磁体也必定产生磁场对甲磁体发生力的作用，而且彼此之间作用力大小相等，方向相反.根据磁体间的相互作用规律可知：通电直导线与小磁针、大磁铁与小磁铁之间相互作用力遵?守牛顿第三定律，因此BD选项正确.???
答案:BD??
温馨提示:根据牛顿第三定律,力的作用是相互的,一个磁体在另一个磁体的磁场中受到磁场力的作用,这个磁体同时也对对方有磁场力的作用.??
电流的磁场方向用“左手定则”判断?
【例2】 如图3-2-2所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.
图3-2-2
答案：如图3-2-3所示.?
图3-2-3
拓展迁移
当温度低于超导转变温度时，超导体会产生完全抗磁性，而使永磁体在其上方漂浮起来.如图3-2-4所示是演示超导体完全抗磁性的实验.实验中，将某种液态物质倒入容器，使其中某金属的温度降到转变温度以下，在超导体上方的永磁体就发生磁悬浮现象.下面是几种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据：?
图3-2-4
金属转变温度（K）
液态物质沸点（K）
铱
0.14
液氦
4.1
锌
0.75
液氮
77.0
铝
1.20
液氧
90.0
镁
3.72
液态甲烷
111.5
铅
7.20
液态二氧化碳
194.5
那么倒入容器中的液态物质是什么呢？容器中的金属是什么？?
解析：从上面的数据表中分析可知，由于倒入液态物质时该液态物质应处于沸点，且该沸点必须在转变温度以下，所以由表看出，在所给出的物质中，液态物质只可能是液氦，金属只可能是铅.?
答案:液氦 铅?
自我检测
1.关于磁场中某点的磁场方向，下列说法中正确的是（ ）?
A.与经过该点的磁感线的切线方向相同?
B.与放在该点的小磁针北极受的磁场力方向相同??
C.与放在该点的小磁针静止时北极所指方向相同??
D.与放在该点的小磁针所受的磁场力方向相同??
答案：ABC
2.关于磁感线与静电场中电场线的描述，正确的是（ ）?
A.电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极?
B.电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的?
C.磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹??
D.沿磁感线方向磁场逐渐减弱?
答案：B
3.一束粒子沿水平方向在纸面内飞过小磁针下方，如图325，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是（ ）?
图3-2-5
A.向右飞行的正离子束?
B.向左飞行的负离子束?
C.向右飞行的电子束?
D.飞行的粒子可能不带电?
答案：AB
4.关于磁场和磁感线的描述，正确的是…（ ）?
A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向就表示该点的磁场方向?
B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的?
C.磁感线是从磁铁的N极指向S极?
D.磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线?
答案：AB
5.关于磁感线，下列说法中正确的是（ ）?
A.两条磁感线的空隙处不一定存在磁场?
B.磁感线是磁场中客观存在的，肉眼看不见的曲线??
C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致?
D.两个磁场叠加的区域，磁感线有可能相交?
答案：C
6.我们根据奥斯特实验、罗兰实验以及安培分子电流假说，形成了统一认识，产生磁场的根本原因是（ ）?
A.磁铁 B.磁极?
C.静止电荷 D.运动电荷?
答案：D
7.安培的分子环流假说，可以用来解释…( )?
A.磁体受到高温后失去磁性?
B.运动电荷周围存在着磁场?
C.铁一类物质进入磁场后被磁化?
D.通电导体周围存在着磁场?
答案：AC?
8.下列说法中正确的是（ ）?
A.奥斯特实验说明了电与磁是有联系的?
B.磁场一定是运动电荷产生的?
C.一切磁现象都可归结为运动电荷与运动电荷间的相互作用?
D.电荷与电荷间的作用一定是通过磁场来发生的??
答案：ABC
9.一根软铁棒在磁场中被磁化是因为 …（ ）?
A.软铁棒中产生了分子电流?
B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章?
C.软铁棒中分子电流消失?
D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同?
答案：D??
10.大致画出图3-2-6中各个磁场的磁感线的分布情况.?
图3-2-6
答案：如图所示?
11.由电流产生的磁场（用字母B表示）方向，确定图3-2-7中导线或线圈里的电流方向.?
图3-2-7
答案：如图所示?
12.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有…?( )?
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，也是一种物质?
B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向??
C.磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止??
D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线?
答案：AB
13.磁场中某点的磁感应强度的方向是…( )?
A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向?
B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向?
C.放在该点的小磁针静止时N极所指的?方向??
D.通过该点磁场线的切线方向?
答案：CD
14.安培的分子环流假设，可用来解释 …( )?
A.两通电导体间有相互作用的原因?
B.通电线圈产生磁场的原因?
C.永久磁铁产生磁场的原因?
D.铁质类物体被磁化而具有磁性的原因?
答案：CD
15.关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是( )?
A.有磁必有电荷，有电荷必有磁?
B.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?
C.除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的?
D.根据安培的分子环流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极?
答案：BD
16.电子流沿z轴正方向运动（图3-2-8所示），y轴负方向上一点的磁场方向是（ ）
图3-2-8?
A.+x方向 ? B.-x方向?
C.+y方向? D.-y方向?
答案：B
17.图3-2-9中，a、b是电池的两个极，A、B、C为通电螺线管轴线上的三点，D为螺线管正上方的一点，将小磁针分别放在A、B、C、D四点时，S极的指向与电池正极的关系是?（ ）
图3-2-9?
A.在A点S极向右，a为正极?
B.在B点S极向左，b为正极?
C.在C点S极向左，b为正极?
D.在D点S极向右，a为正极
答案：D
18.如图3-2-10所示为两通电螺线管，a、b为电源的两个极，当S闭合时，两螺线管间的小磁针A逆时针偏转.则关于电源的极性及B、C两处小磁针的偏转方向的叙述，正确的是?（ ）?
图3-2-10
A.a为电源正极，B顺时针偏转?
B.a为电源正极，C逆时针偏转?
C.b为电源正极，B顺时针偏转?
D.b为电源正极，C顺时针偏转?
答案：C
19.如图3-2-11，甲、乙两地间用两条导线连成一个直流回路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转（此电压表指针总偏向电流流进的一侧），由此可知( )?
图3-2-11
A.甲处可能是负载也可能是电源?
B.甲处一定是电源，乙处一定是负载?
C.甲处一定是负载，乙处一定是电源?
D.乙处可能是负载也可能是电源?
答案：C
20.在进行奥斯特的电流磁效应实验时，通电直导线的放置位置应该是（ ）?
A.西南方向，在小磁针上方?
B.东南方向，在小磁针上方?
C.平行于东南方向，在小磁针上方?
D.平行于南北方向，在小磁针上方?
答案：D??
21.如图3-2-12所示为通电螺线管的纵剖面图，“”“⊙”分别表示导线中电流垂直纸面流进和流出，试画出a、b、c、d四点位置上小磁针静止时N极的指向.???
图3-2-12
答案：如图所示.?
