1、学案 1 磁现象 磁场学习目标定位 1.了解人类对磁现象的认识与应用.2.了解磁场是客观存在的物质，知道磁感线及其物理意义.3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁场方向一、磁现象1我们的祖先在春秋战国时期已发现天然磁石具有吸引铁的现象和指示南北方向的特征我国四大发明之一司南，在其发明 100 多年后传入欧洲2奥斯特发现的电流的磁效应翻开了研究电与磁相互关系的新篇章法拉第发现的电磁感应现象打开了电气化技术时代的大门3某些磁性物质能够把磁场对它的作用记录下来，长久保存并在一定条件下复现4某些动物对地球磁场非常敏感，人体器官也存在磁性二、磁场1可以用磁感线形象地描述磁场的方向和强
2、弱磁感线是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2人们规定，在磁场中某一点小磁针 N 极所受磁力的方向，就是该点磁场的方向3磁感线的方向可以由安培定则(右手螺旋定则) 判定，如果 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感线的方向；如果右手握住导线，伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向一、磁场问题设计电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间在没有接触的情况下能够发生相互作用，它们之间的相互作用是怎样发生的呢？答案 通过磁场
3、发生的要点提炼1磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质磁体和磁体间、磁体和电流间、电流和电流间的作用都是通过磁场来传递的图 12基本性质：对放入其中的磁体或通电导线有力的作用3磁场的产生(1)磁体周围有磁场(2)电流周围有磁场(奥斯特实验，如图 1 所示)二、磁感线问题设计在玻璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？答案 见要点提炼要点提炼1磁感线可以形象地描述磁场，磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致磁感线的疏密反映磁场
4、的强弱2磁感线的特点(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3几种常见磁场的磁感线分布4磁感线和电场线的比较：相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线三、电流周围的磁场 安培定则要点提炼电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断(1)直线电流的磁场：以导线上任意点为圆心的同心圆，越向外越疏( 如图 2 所示)图 2(2)环形电流的磁场：内部比外部强，磁感线越向外
5、越疏( 如图 3 所示)图 3(3)通电螺线管的磁场：内部为匀强磁场，且内部比外部强内部磁感线方向由 S 极指向 N极，外部由 N 极指向 S 极(如图 4 所示)图 4一、对磁场及磁感线的认识例 1 关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( )A磁感线从磁体的 N 极出发，终止于 S 极B磁感线可以表示磁场的方向和强弱C沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D因为异名磁极相互吸引，所以放入通电螺线管内的小磁针的 N 极一定指向螺线管的 S极解析 在磁体外部，磁感线从磁体的 N 极出发指向 S 极，在磁体内部，磁感线从磁体 S 极出发指向 N 极，故选项 A 错误；磁感线较密的地方，磁场较强，反之较弱，曲线
6、上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，选项 B 正确，选项 C 错误；在通电螺线管内，磁场方向从 S 极指向 N 极，而小磁针静止时 N 极指向磁场方向，选项 D 错误答案 B二、对安培定则的理解与应用例 2 如图 5 所示，图 a、图 b 是直线电流的磁场，图 c、图 d 是环形电流的磁场，图 e、图 f 是通电螺线管电流的磁场试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向图 5解析 根据安培定则，可以确定图 a 中电流方向垂直纸面向里，b 中电流的方向自下而上，c 中电流方向是逆时针方向，d 中磁感线的方向向上，e 中磁感线的方向向左，f 中磁感线的方向向右答案 见解析针对训练 如图
7、6 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、负极图 6答案 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方向由 ab.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1(对磁场及磁感线的认识)下列说法正确的是( )A小磁针北极受到的磁场力的方向与该处磁场方向一致B静止和运动的电荷均能产生磁场C沿磁场线方向，磁感应强度越来越小D磁场是客观存在的，但磁感线并不是客观存在的答案 AD解析 根据磁场方向的定义，小磁针北极受到的磁场力的方向与该处磁场方向一致，A对静止的电荷不能产生
8、磁场，B 错磁感应强度的大小要看磁感线的疏密，C 错磁场是客观存在的，但磁感线并不是客观存在的，D 对2. (对安培定则的理解与应用) 如图 7 所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是( )图 7A物理学家伽利略，小磁针的 N 极转向纸内B天文学家开普勒，小磁针的 S 极转向纸内C物理学家牛顿，小磁针静止不动D物理学家奥斯特， 小磁针的 N 极转向纸内答案 D解析 首先发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，根据右手螺旋定则和小磁针 N 极所指的方向为该点磁场方向可知 D 对；故选 D.3. (安培定则的理解与应用)
9、如图 8 所示，a、b、c 三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针 N 极的指向是( )图 8Aa、b、c 均向左 Ba、b、c 均向右Ca 向左，b 向右，c 向右 Da 向右，b 向左，c 向右答案 C解析 小磁针静止时 N 极的指向与该点磁感线的方向相同，如果a、b、c 三处磁感线的方向确定，那么三枚小磁针静止时 N 极的指向也就确定所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图所示) ，即可知 a 磁针的 N 极在左边，b 磁针的 N 极在右边，c 磁针的 N 极在右边题组一 对磁场及磁感线的认识1关于磁场，下列说法中不正确的是( )A最早发现电流磁效应的科
10、学家是法拉第B磁场的最基本性质是对放在磁场中的磁体或电流有磁场力的作用C电流和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的D磁场的方向和小磁针北极所指的方向相同答案 AD解析 丹麦物理学家奥斯特在 1820 年发现电流磁效应，所以 A 错误；磁场的基本性质是力的性质，对放入其中的磁体或带电体都有力的作用，所以 B 正确；电流周围也存在磁场，并通过磁场产生力的作用，所以 C 正确；某点处磁场的方向规定为在该点处小磁针静止时北极所指的方向，所以 D 错误2下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是( )A磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B磁感线是磁场中客观存在的线C磁感线总是从磁铁的 N 极出发，到 S 极终
11、止D实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线答案 A解析 磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可以用细铁屑模拟在磁铁外部磁感线由 N 极到 S 极，但内部是由 S 极到 N 极故选 A.3关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是( )A磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线B磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C磁感线起始于 N 极，终止于 S 极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向答案 A解析 A 选项是两种场线的基本特点， A 对只有匀强磁场和匀强电场才满足 B 选项，B不对磁感线既然是闭合的就无起点和终点，C 不对它们的疏密均反
12、映场的强弱程度，D 不对应选 A.4如图 1 所示，为某磁场的一条磁感线，其上有 A、B 两点，则( )图 9AA 点的磁感应强度 一定大BB 点的磁感应强度一定大C因为磁感线是直线，A、 B 两点的磁感应强度一样大D条件不足，无法判断答案 D解析 磁感应强度的大小是由磁感线的疏密程度决定的，只给出一条磁感线，无法判断该条磁感线上两点间磁感应强度的大小5磁性水雷是用一个可以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答案 B解析
13、军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷B 项正确6磁力玻璃擦是目前很时尚的玻璃清洁器，其原理是利用异名磁极的吸引作用可使外面的一片跟着里面的一片运动，旧式磁力玻璃擦在使用时由于相对移动会导致前、后两面的同名磁极间距较小，由于同名磁极有相互排斥的作用，很容易脱落，其内部 N、S 磁极分布如图 2 甲所示，经过改进后，新式磁力玻璃擦内部的 N、S 磁极分布如图乙所示，使用时两片不易脱落，关于两种磁力玻璃擦脱落的主要原因，下列说法中正确的是( )图 2A甲图中前、后面的同名磁极间距较小，同名磁极相互斥力大，容易脱落B甲图中前、后面的异名
14、磁极间距较小，异名磁极相互引力大，不容易脱落C乙图中前、后面的同名磁极间距较大，同名磁极相互斥力小，不容易脱落D乙图中前、后面的异名磁极间距较大，异名磁极相互引力小，容易脱落答案 AC解析 甲图前、后面的同名磁极间距较小，相互斥力大，容易脱落，A 正确；乙图中前、后面的同名磁极间距较大，相互斥力小，不容易脱落，C 正确题组二 对安培定则的理解与应用7如图 3 所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )图 3A B C D答案 C解析 由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正确，错误和为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出错误，正确故正确选项为 C.8安培分子电流假说的
15、实验基础是( )A软铁被磁化的实验B奥斯特通电导线周围存在磁场C直线电流的磁场与环形电流的磁场相似D通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似答案 D解析 安培分子电流假说的内容是安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，安培是基于通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，提出了著名的分子电流假说，所以其假说的实验基础是通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，D 对，A 、B、C 错9当接通电源后，小磁针 A 按如图 4 所示方向运动，则( )图 4A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
16、出，所以无法判断小磁针 B 如何转动答案 A解析 由小磁针 A 的 N 极运动方向知，螺线管的左侧为 S 极，右侧为 N 极，由右手螺旋定则判断小磁针 B 处的磁场方向向外，小磁针 N 极受力方向与该处磁场方向一致故 A正确10.如图 5 所示，若一束电子沿 y 轴正方向移动，则在 z 轴上某点 A 的磁场方向应该( )图 5A沿 x 轴的正方向B沿 x 轴的负方向C沿 z 轴的正方向D沿 z 轴的负方向答案 B解析 电子沿 y 轴正方向移动，相当于电流方向沿 y 轴负方向移动，根据安培定则可判断在 z 轴上 A 点的磁场方向应该沿 x 轴的负方向故选项 B 正确11为了解释地球的磁性，19
17、世纪安培假设：地球的磁场是由饶过地心的轴的环形电流 I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )答案 B12做奥斯特实验时，要观察到小磁针明显的偏转现象，下列方法可行的是( )A将导线沿东西方向放置，磁针放在导线的延长线上B将导线沿东西方向放置，磁针放在导线的下方C将导线沿南北方向放置，磁针放在导线的延长线上D将导线沿南北方向放置，磁针放在导线的下方答案 D解析 由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置，当小磁针发生偏转时，说明了磁场的存在，当电流方向改变时，产生的磁场的方向也改变，故小磁针
18、的偏转方向也改变D 正确，故选 D.13磁铁的磁性变弱，需要充磁充磁的方式有两种：图 6 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( )图 6Aa 接电源正极，b 接电源负极； c 接电源正极 ，d 接电源负极Ba 接电源正极，b 接电源负极； c 接电源负极，d 接电源正极Ca 接电源负极，b 接电源正极； c 接电源正极，d 接电源负极Da 接电源负极，b 接电源正极； c 接电源负极，d 接电源正极答案 B解析 给磁铁充磁则所加磁场方向必须与磁铁的磁场方向一致，甲图中通电螺线管内部磁场与条形磁铁磁场方向相同，由安培定则
19、，电流方向 ab，则 a 接电源正极，b 接电源负极，乙图中条形磁铁与电磁铁的磁场闭合，则由安培定则知电流方向 dc，c 接电源负极，d 接电源正极14.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( )图 7A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答案 AC解析 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排斥，异名磁极相互吸引，判断知 A、C 正确
