高中物理第十三章 电磁感应与电磁波初步1 磁场 磁感线练习

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知识精讲
知识点01 电和磁的联系 磁场
1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 ．
2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的 ，通电时磁针发生了转动．
实验意义：奥斯特实验发现了电流的 ，即电流可以产生磁场，首次揭示了 的联系．
3．磁场：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，是通过 发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的 ．
【即学即练1】(多选)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，磁体对通电导线力的作用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
知识点02 磁感线
1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向．
2．磁感线
(1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的 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．磁场强的地方，磁感线 ；磁场弱的地方，磁感线 ．
②磁感线某点的 表示该点磁场的方向．
【即学即练2】关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( )
A．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止
B．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都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
C．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交
D．磁感线可以表示磁场的强弱，沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
知识点03 安培定则
1．直线电流的磁场
安培定则：如图1甲所示，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分布情况如图乙所示．
图1
2．环形电流的磁场
安培定则：如图2甲所示，让右手 与环形电流的方向一致， 就是环形导线轴线上磁场的方向．
图2
3．通电螺线管的磁场
安培定则：如图3所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与 一致，伸直的拇指所指的方向就是 磁场的方向．
图3
【即学即练3】下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是( )
能力拓展
考法01 电流的磁效应
1．奥斯特实验
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，沿南北方向放置的导线通电后，其下方的小磁针发生了偏转，如图所示。
2．实验的注意事项
在做奥斯特实验时，为排除地磁场的影响，导线应南北放置。因为地磁场使小磁针静止时指向南北方向，若导线东西放置，小磁针有可能不偏转。
3．电流的磁效应的意义
电流的磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元。
【典例1】如图所示的装置中，当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则( )
A．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．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动
考法02 对磁感线的理解
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，磁感线在某点的切线方向表示磁场的方向。
(3)磁感线在磁体外部从N极出发回到S极，在磁体内部从S极指向N极，即磁感线是闭合的曲线，它不相交。
2．磁感线与电场线的比较
【典例2】磁场中某区域的磁感线如图所示，下列说法中正确的是( )
A．a、b两处的磁感应强度大小Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度大小Ba＜Bb
C．磁感线的垂线方向就是磁场的方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
考法03 应用安培定则分析电流的磁场
【典例3】如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是( )
A．全向里
B．全向外
C．a向里，b、c向外
D．a、c向外，b向里
分层提分
题组A 基础过关练
1. 如图所示，在长直导线A通电后，小磁针静止在图示位置，则直导线中的电流方向和P点的磁场方向分别为( )
A．垂直于纸面向里，向上
B．垂直于纸面向里，向下
C．垂直于纸面向外，向上
D．垂直于纸面向外，向下
2. 下列关于磁场的说法中，正确的是( )
A．只有磁体周围才存在磁场
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．磁场只有在磁极与磁极、磁极与通电导线发生作用时才产生
D．磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
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．磁感线总是从磁体的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
4. 某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．M点的切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
5. (多选)如图所示，关于磁体、电流间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针的作用力是通过小磁针的磁场产生的
B．图乙中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场产生的
C．图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场产生的
D．图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场产生的
6. 当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( )
7. 关于分子电流，下面说法中正确的是( )
A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的
B．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的
C．分子电流是专指分子内部存在的环形电流
D．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象
8. (多选)导线中分别通入图示方向的电流，小磁针静止时N极垂直纸面向里的是( )
题组B 能力提升练
9. 两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图2所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的( )
图2
A．区域Ⅰ B．区域Ⅱ
C．区域Ⅲ D．区域Ⅳ
10. 如图，这是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是( )
A．a点的磁场方向为图中Ba指向
B．b点的磁场方向为图中Bb指向
C．a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度
D．a点的磁感应强度小于b点的磁感应强度
11. (多选)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下面说法正确的是( )
A．这5个位置中，e点的磁感应强度最大
B．a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零
C．c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同
D．b、e两点在同一直线上，所以b、e两点磁感应强度方向相同
12.
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
13. 通电螺线管附近放置四个小磁针，如图所示，当小磁针静止时，图中小磁针的指向正确的是(涂黑的一端为N极)( )
A．a B．b
C．c D．d
题组C 培优拔尖练
14. 如图所示，直导线AB、螺线管E、U形磁体D三者相距较远，磁场相互不影响，开关闭合后，小磁针N极(黑色一端)指示磁场方向正确的是( )
A．a B．b
C．c D．d
15. 1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”．此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图7所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响．下列说法错误的是( )
A．小磁针发生偏转说明电流会产生磁场
B．圆盘中心轴处的磁场方向向下
C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转
D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转
课程标准
课标解读
1．了解磁现象，知道磁场的性质。
2．了解电流的磁效应，体会奥斯特发现电流的磁效应的重要意义。
3．知道磁感线的概念，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点。
4．会用安培定则判断电流周围的磁场方向。
5．知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象。
1．通过发现电流的磁效应过程，体会探索自然奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。
2．知道几种常见的磁场磁感线的空间分布情况。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。
3．会应用安培定则判断通电导线和通电线圈周围磁场方向。
磁感线
电场线
不同点
闭合曲线
不闭合，起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远
相同点
引入目的
为形象描述场而引入的假想线，实际不存在
疏密
场的强弱
切线方向
场的方向
是否相交
不相交
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