高考物理必修三一轮基础复习及训练：13.1磁场 磁感线

高考物理必修三一轮基础复习：13.1磁场磁感线一、电和磁的联系1．磁极：自然界中的磁体总是存在两个磁极。2．磁极间的作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。3．电流的磁效应(1)奥斯特实验：通电导线使小磁针偏转。(2)实验结论：电流可以产生磁场——发现了电流的磁效应。二、磁场1．定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过磁场发生的。2．基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。三、磁感线1．磁场的方向规定：小磁针静止时N极所指的方向。2．磁感线：用来形象地描述磁场的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致。3．磁感线的疏密表示磁场的强弱。四、安培定则1．直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲所示。2．环形电流的磁场：让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场的方向，如图乙所示。3．通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟螺线管电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙所示。五、安培分子电流假说1．分子电流假说：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，即分子电流。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．分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。 (√)(2)磁场看不见、摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。 (×)(3)在磁场中，小磁针S极的受力方向就是该点磁场方向。 (×)(4)用磁感线描述磁场时，没有磁感线的地方就没有磁场。 (×)(5)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。 (×)2．(多选)关于磁场，下列说法正确的是()A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用B．磁场看不见、摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无AC[磁场的定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，可以对其中的磁体和电流有力的作用，这种特殊物质为磁场，故选项A、C正确。]3．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．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，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A[磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描绘磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场的强弱与方向，选项A正确；磁感线都是闭合曲线，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。]对磁场的理解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。(1)磁体和电流周围的磁场是同一种性质的场，具有相同的特点和基本性质。(2)场是物质的另一种存在形式，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1】(多选)关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()甲乙丙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磁场发生的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思路点拨：(1)磁体和电流的周围都存在磁场。(2)磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。BC[甲图中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。综上所述，选项B、C正确。]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、动量等物质的基本属性。1．下列关于磁场的说法，正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁体与磁体之间是直接发生作用的D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场A[磁场和电场都是客观存在的特殊物质，不是人为规定的，A对，B错；磁体与磁体之间是通过磁场发生相互作用的，C错；电流也能产生磁场，D错。]常见磁场及安培定则的应用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)磁感线闭合而不相交，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．常见永磁体的磁场条形磁铁蹄形磁铁异名磁极同名磁极3．三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，外部类似条形磁铁，由N极指向S极(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)应用安培定则判定直线电流时，四指所指的是导线之外磁场的方向；判定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铁，应用安培定则判断时，拇指所指的一端为它的N极。【例2】(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极向右思路点拨：(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似。(2)小磁针的N极受力的方向即为磁场的方向。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，则小磁铁在a点时，N极向右，A项错误，D项正确；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，B项正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，C项错误。]2．(多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况，下列说法正确的是()A．带同种电荷 B．带异种电荷C．B带正电 D．A带正电BD[由于小磁针N极转向纸里，可知该点磁场方向向里，又根据安培定则，A、B间存在由A向B的电流，由此可知A带正电，B带负电，选项B、D正确。]课堂小结知识脉络1.对磁场的理解，磁场的基本性质。2．对磁感线的理解。3．常见几种磁场的磁感线分布及安培定则的应用。【课堂同步练习】1．磁场中任一点的磁场方向，规定为小磁针在磁场中()A．受磁场力的方向B．北极受磁场力的方向C．南极受磁场力的方向D．转动的方向B[规定磁场中小磁针N极受力的方向为该点磁场方向，也就是小磁针静止时N极的指向，故A、C、D错误，B正确。]2．下列关于磁场和磁感线的说法正确的是()A．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止，所以是不闭合的B．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，是真实存在的C．磁场和电场一样，也是一种物质D．磁感线就是细铁屑在磁场周围排列出的曲线C[磁感线在磁铁的外部是从磁铁的N极到S极，在磁铁的内部是从S极指向N极，磁铁内部的磁感线与外部的磁感线形成闭合曲线，故A错误；磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但不是真实存在的，故B错误；磁场和电场一样，也是一种物质，故C正确；细铁屑在磁场周围排列出的曲线可以形象的反应磁场的分布，但不是磁感线，故D错误。]3．一个磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针将()A．逆时针转动，直到S极指向右B．顺时针转动，直到N极指向右C．一直顺时针转动D．一直逆时针转动B[因为小磁针N极受磁场力的方向就是磁场的方向，故选项B正确。]4．(多选)如图所示，小磁针的指向正确的是()ABCDABD[小磁针静止时N极的指向为该处磁场方向，由安培定则可知A中螺线管内的磁场方向向左，A正确；B中赤道处的磁场方向由南向北，B正确；C中小磁针所在处的磁场方向向下，C错误；D中U形磁体间的磁场向右，D正确。]《13.1磁场磁感线》专题训练(时间：40分钟分值：100分)[合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)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C[本题考查了电流的磁效应及奥斯特实验。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。故正确答案为C。]2．下列说法正确的是()A．只有磁铁周围才有磁场B．电荷的周围除有电场之外还有磁场C．电流产生磁场说明电和磁是相互联系的D．磁铁周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场C[磁体和电流周围都存在磁场，而且是同种性质的磁场，静止电荷周围没有磁场，A、B、D错误；电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系，C正确。]3．一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示，下列分析正确的是()A．N极指向该点磁场方向B．S极指向该点磁场方向C．该磁场是匀强磁场D．a点的磁场方向水平向右A[小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，也为磁感线上某点的切线方向，故A正确，B、D错误；匀强磁场中的磁感线为等间距的平行线，故C错误。]4．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B[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。故B项正确。]5．(多选)为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针，下面给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是()A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性C．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性AC[若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的同名磁极。若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选A、C。]6．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A．①③ B．①④C．②③ D．②④D[同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡。]二、非选择题(14分)7．如图所示为磁铁旁边静止的小磁针所处的位置，试判断各图中磁铁的南、北极。[解析]在磁铁内部磁感线由S极到N极，在磁铁外部，磁感线由N极到S极，根据小磁针静止时N极指向，即可确定各磁铁的南、北极。[答案](a)右端为S极，左端为N极(b)左端为N极，右端为S极(c)左端为N极，右端为S极(d)左端为S极，右端为N极(e)两端同为S极[等级过关练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)如图所示，处在竖直平面的环形导线圈的正中心有一个磁针a，在圆环外侧有一小磁针b，a、b与圆环都处于同一竖直面内，当导线中通以图示方向的恒定电流时(不考虑地磁场的影响和两小磁针间的作用)，则()A．小磁针a的N极向纸里转动B．小磁针a的N极向纸外转动C．小磁针b的N极向纸里转动D．小磁针b的N极向纸外转动AD[根据安培定则，环形电流在环中心处产生的磁场方向垂直于纸面向里，在外侧的磁场方向垂直于纸面向外，所以小磁针a的N极向纸里转动，小磁针b的N极向纸外转动。]2．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，下述说法正确的是()A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B间有可能无磁场力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥D[小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性(只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果)。铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性。若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用。若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引。这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确。]3．如图所示，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为()A．FN＝mg B．FN＝2mgC．FN>2mg D．mg<FN<2mgB