1、第 1 节 磁现象和磁场重难讲练一、对磁场和奥斯特实验的理解1. 磁场的基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(如图所示).2电场与磁场的比较电场 磁场场源 电荷 磁体、电流、运动电荷基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁体、通电导线有磁场力的作用相同点 磁场和电场都是客观存在的特殊物质，都具有能量3奥斯特实验(1)实验时，通电直导线要南北方向水平放置，磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方。以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动。(2)由于地磁场使磁针指向南北方向，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，即电流周围产生磁场，也就是电流的磁
2、效应。（3）奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首先揭示了电与磁的联系。【典例 1】关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是( )A甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的电流发生的C丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的【答案】C【典例 2】如所示，能自由转动的小磁针水平放置在桌面上.当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时，所能观察到的现象是( )A. 小磁针不动B. 若是正电荷飞过，小磁针会发生偏转C. 若是负电荷飞过，小磁针会发生
3、偏转D. 若是一根通电导线，小磁针会发生偏转【答案】 BCD【解析】 电流是由运动电荷产生的，当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流，从而形成磁场，通电导线周围也存在磁场，这两种磁场是等效的，均会使小磁针发生转动，故B、C、D 均正确 . 【跟踪训练】1. 如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，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铁上【答案】 AD【解析】 蹄形磁铁通过磁铁的磁场对通电导线产生了力的作用，同时通电导线也通过导线的磁场对蹄形磁铁
4、产生了力的作用.2物理实验都需要有一定的控制条件。奥斯特做电流磁效应实验时，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通电直导线应该水平东西方向放置D通电直导线应该水平南北方向放置【答案】D 【解析】 小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选 D。3. 在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是( )A.沿导线方向放置磁针，使小磁针在导线的延长线上B.垂直导线方向放置磁针，使小磁针在导线的正下方C.导线沿南北方向放置在小
5、磁针的正上方D.导线沿东西方向放置在小磁针的正上方【答案】 C4在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，发现小磁针的 N 极突然向东偏转，由此可知( )A一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的 N 极靠近小磁针B一定是小磁针正北方向有一条形磁铁的 S 极靠近小磁针C可能是小磁针正上方有电子流自东向西水平通过D可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过【答案】D【解析】 正常情况下，由于地磁场的作用，小磁针的 N 极应指向北方，而小磁针的 N 极向东偏转，说明小磁针受到外加磁场的作用，可能在小磁针的东方有一条形磁铁的 S 极靠近小磁针，也可能是在小磁针正上方有电子流自南向北水平通过，产生了由北向南
6、的电流，使小磁针的 N 极向东偏转。所以选项 D 正确。二、对地磁场的理解1地磁场的方向地磁 N 极位于地理南极附近，地磁 S 极位于地理北极附近，但它们位置的差别不是很大，因此我们一般认为：(1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。(2)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北。(3)在南半球，地磁场方向向北偏向上方；在北半球，地磁场方向向北偏向下方。2磁偏角的形成磁偏角是小磁针的指向与正南、正北方向间的夹角，磁偏角的存在是因为地球的地理两极与地磁两极并不重合，小磁针静止时，它的两极分别指向地磁两极而不是地理两极，所以产生了磁偏角。3
7、地磁场的作用由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的带电粒子，其运动方向会发生变化，不能到达地球。因此，地磁场对地球生命有保护作用。【典例 3】 地球是一个大磁体，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；地磁场的北极在地理南极附近；赤道附近地磁场的方向和地面平行；北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；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 BC D【答案】 D【跟踪训练】1如图所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的 N 极将( )A指北 B指南C竖直向上 D竖直向下【答案】D2. 地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条
8、形磁铁的磁场分布情况相似，下列说法正确的是( )A.地磁场的方向是沿地球上经线方向的B.地磁场的方向是与地面平行的C.地磁场的方向是从北向南方向的D.在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的【答案】 D【解析】 地磁场的方向是由南向北方向，但与经线并不重合，在赤道上空，地磁场方向与地面平行，在地理南极附近，地磁场方向竖直向上，在地理北极附近，地磁场方向竖直向下.3下列说法正确的是( )A地球是一个巨大的磁体，其 S 极在地球南极附近，N 极在地球北极附近B地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下C地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个夹
9、角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D在地球表面各点磁场强弱相同【答案】B【解析】 地磁场的 N 极在地球南极附近，S 极在地球北极附近，选项 A 不正确。地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项 D 不正确。在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此 C 不正确。故选 B。模拟提升1 （ 2017-2018 福建省永春县第一中学高二上期末）如图所示，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( )A 物理学家伽利略，小磁针的 N 极垂直转向纸内B 天文学家开普勒，小磁针的 S
10、 极垂直转向纸内C 大物理学家牛顿，但小磁针静止不动D 物理学家奥斯特, 小磁针的 N 极垂直转向纸内【答案】D2 （ 2018 山东省青州市高三第三次高考模拟）物理学的发展促进了人类文明的极大进步，关于物理学发展的历史，以下说法正确的是A 丹麦物理学家奥斯特发现了由磁场产生电流的条件和规律B 汤姆逊利用阴极射线管发现了电子，并由此提出原子的核式结构模型C 1687 年伽利略出版了自然哲学的数学原理一书D 物理学中的思想方法很多，比如在显示桌子的微小形变实验和库仑扭秤的工作原理中都用到了放大法【答案】D【解析】丹麦物理学家奥斯特发现了由电流产生磁场的规律，选项 A 错误；汤姆逊利用阴极射线管发
11、现了电子，卢瑟福提出原子的核式结构模型，选项 B 错误；1687 年牛顿出版了自然哲学的数学原理一书，选项 C 错误；物理学中的思想方法很多，比如在显示桌子的微小形变实验和库仑扭秤的工作原理中都用到了放大法，选项 D 正确；故选 D. 3 （ 2017 河北省张家口市第四中学高二上期末）关于磁场中某点磁场方向，下列说法正确的是( )A 与通过该点的磁感线的切线方向相同B 与该处小磁针的运动方向相同C 与放在该处小磁针的 S 极所受的磁场力方向相同D 与放在该点的小磁针所受的磁场力方向相同【答案】A【解析】磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向，也是放在该点的小磁针静止时 N 极所受磁场力的方向
12、相同，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。4 （ 2018 贵州省毕节市大方县德育中学高二章节检测）下列说法中正确的是( )A 磁场看不见、摸不着，所以它并不存在，它是人们为了研究问题方便而假想出来的B 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引C 磁体和通电导体都能产生磁场D 若小磁针始终指向南北方向，则小磁针的附近一定没有磁铁【答案】BC【解析】5 （ 2017-2018 江西省吉安市高二下期末）中国宋代科学家沈括在公元 1086 年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如图所示，结合上述材料，下列说法正
13、确的是A 在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极，指北的磁极叫南极B 对垂直射问地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强C 形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的D 由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面竖直放置【答案】B【解析】地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近；所以在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极，选项 A 错误；在地球的南北极地磁的方向与几乎地面垂直，对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近的磁场方向与地面平行，则高能粒子所受的磁场力
14、最大，选项 B 正确；地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可能地球是带负电的，故 C 错误；在奥斯特发现电流磁效应的实验中，若通电导线相对水平地面竖直放置，地磁场方向与导线电流的方向垂直，则根据安培定则可知，地磁场对实验的影响较大，故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 错误；故选 B.6 （ 20172018 云南省宣威市第九中学高二下期中）磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中( )A 鸽子仍能如平时一样辨别方向B 鸽子会比平时更容易的辨别方向C 鸽子会迷失方向D 不能确定鸽子是否会迷失方向【答案】C
