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课标要求第1节磁场磁感线第十三章电磁感应与电磁波初步1．知道丹麦物理学家奥斯特通过实验发现电与磁的联系。2．知道磁场的概念，知道一切磁作用力都是通过磁场发生的。3．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见的磁场的磁感线分布。4．学会用安培定则判断电流的磁感线方向。一、电和磁的联系磁场1．填一填(1)电和磁的联系①自然界中的磁体总是存在着两个。②磁极间的相互作用：同名磁极相互，异名磁极相互。③电流的磁效应：1820年丹麦物理学家奥斯特通过通电导线使小磁针的实验发现了电流的，揭示了电与磁的联系。磁极排斥吸引偏转磁效应(2)磁场①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发生的。②基本性质：磁场对磁极或通电导体有力的作用。③通电导线间的相互作用力特点：同向通电导线相互，异向通电导线相互。④磁场尽管看不见、摸不着，但它与电场类似，都是不依赖于我们的感觉而客观存在的物质。磁场吸引排斥2．判一判(1)奥斯特实验说明了电流可以产生磁场。()(2)单独一个带电体可以只带正电荷，同样单独一个磁体可以只有N极。()(3)磁场的基本性质是对磁极或电流有力的作用。()√×√3．选一选[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解析：导线中的电流对小磁针的作用、磁体对电流的作用、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的，故B、C正确，A、D错误。答案：BC二、磁感线安培定则1．填一填(1)磁感线①磁场方向规定：物理学中把小磁针静止时所指的方向规定为该点磁场的方向。②定义：用来形象地描述磁场的一些曲线，使曲线上每一点的______方向都跟该点磁场的方向。③磁感线可以描述磁场的强弱，磁感线较，表示磁场较强。N极切线一致密(2)安培定则电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下：①直线电流：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与_____一致，所指的方向就是磁感线环绕的方向。②环形电流：让右手弯曲的四指与一致，伸直的拇指所指的方向就是的方向。方向电流弯曲的四指环形电流的方向环形导线轴线上磁场③通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟一致，拇指所指的方向就是的方向，或者说拇指所指的就是通电螺线管北极的方向。电流的方向螺线管内部的磁场2．判一判(1)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。()(2)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环。()(3)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场。()×√√3．想一想通电的螺线管相当于一个条形磁铁，一端是N极，另一端是S极，把一个小磁针放入螺线管内部，小磁针的N极指向螺线管的哪端？提示：指向N极。小磁针N极的指向是N极受到磁场力的方向，N极受力的方向是该位置的磁感线的方向，在螺线管内部，磁感线方向由S极指向N极。所以小磁针的N极指向螺线管的N极。对磁场的理解[学透用活]1．对磁场性质的理解基本性质对放入其中的磁体或电流产生力的作用客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成的，但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质特殊性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同，它是以一种场的形式存在的形象性(比喻)磁体与磁体之间、磁体与电流间、电流与电流间通过磁场发生作用方向性自由小磁针静止时，N极的指向即为该处的磁场方向，或小磁针N极的受力方向即为该处磁场方向2.电场与磁场的比较比较项目电场磁场产生电荷磁体、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极、电流、运动电荷有磁场力的作用不同点作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质，具有能量[典例1]以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质[解析]电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场的存在。不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力。磁场是一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用，但它不会对放入电场中的磁极产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点。综上所述，A正确，B、C、D均错误。[答案]A[易错警示]作为一种特殊的物质——场，电场与磁场有相同点也有不同点，不要认为电场与磁场是同一种物质。不要把电流与电流之间的相互作用误理解为电荷与电荷之间的相互作用。[对点练清]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．磁体间有相互作用解析：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C正确。答案：C2．下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C．把磁体放在真空中，磁场就消失了D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失解析：理解磁场的物质性时应与电场类比，磁场看不见、摸不着，但不会因主观意志而存在或消失，磁场与电场一样，都是场物质。磁场是磁体、电流或运动电荷周围存在的一种特殊物质。说它“特殊”，是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”，是因为它和我们常见的实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。因此我们说磁场是和我们常见的桌子、房屋、水和空气一样，是一种客观存在的物质。虽然它看不见、摸不着，但可以通过它的基本性质反映出来。答案：B3．下列关于磁场的说法中正确的是()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的相互作用而人为引入的C．磁极与磁极间是直接发生作用的D．磁场只有磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析：磁场是客观存在的一种物质，不是人为规定的，和磁极与磁极、磁极与电流是否发生作用无关，所以A选项正确，B、D选项错误；磁极与磁极之间的作用是通过磁场发生的，不是直接发生的，故C选项错误。答案：A磁感线的特点及安培定则的应用[学透用活]1．磁感线特点(1)磁感线是假想的，不是真实存在的线。(2)磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场方向。(3)磁感线是闭合曲线。(4)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。(5)磁感线不能相交或相切。2．常见永磁体的磁场3．常见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安培定则立体图横截面图纵截面图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4．磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线相同点意义为了形象地描述磁场的方向和强弱而假想的线为了形象地描述电场的方向和强弱而假想的线方向线上各点的切线方向就是该点的磁场方向线上各点的切线方向就是该点的电场方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不相切、不中断除电荷处外，在空间不相交、不相切、不中断不同点闭合曲线始于正电荷或无限远处，止于负电荷或无限远处。不闭合的曲线[典例2]弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是()A．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数不变B．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数增大C．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数减小D．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数增大[解析]若a接电源正极，b接负极，螺线管中电流俯视沿逆时针方向，由安培定则判断螺线管的上端相当于条形磁铁的N极，故磁铁受到螺线管对它向上的斥力作用，弹簧测力计示数减小，A、B错误；若b接电源正极，a接负极，由安培定则判断螺线管的上端相当于条形磁铁的S极，磁铁受到螺线管对它向下的引力作用，弹簧测力计示数变大，故C错误，D正确。[答案]D[规律方法]环形电流的等效磁场(1)环形电流的磁场与小磁针的相同，应用安培定则时，拇指所指的方向应该是环内磁场的方向，也是等效小磁针N极的方向。(2)通电螺线管的磁场相当于条形磁铁，其外部的磁感线是由N极指向S极；内部是由S极指向N极。[对点练清]1．对磁感线的认识，下列说法正确的是()A．磁感线总是从磁体的N极出发，终止于磁体的S极B．磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针S极的受力方向相同C．磁感线的疏密可以反映磁场的相对强弱D．磁感线是磁场中客观存在的线解析：磁感线在磁体的外部是从N极到S极，在磁体内部是从S极到N极，形成闭合曲线，A错误；磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针N极的受力方向相同，B错误；磁感线是人假象出来的，现实中不存在，磁感线越密，磁场越强，磁感线越疏，磁场越弱，C正确，D错误。答案：C2．如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动解析：由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里。而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转。答案：A3．[多选]下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是()A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强解析：电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，A错误。两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错误。电场线起始于正电荷或无限远、终止于负电荷或无限远，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C正确。电场线越密，表示该处电场越强；磁感线越密，表示该处磁场越强，D正确。答案：CD一、地磁场(物理观念)[选自鲁科版新教材P133“科学书屋”]地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近(左图)。在地磁两极，磁针竖直指向地面；在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因，目前仍没有确定的说法，部分科学家认为是由地核中熔化了的金属(铁和镍)的环流引起的。地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况，可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。科学家还根据对地球火山岩石的精确测定，发现地磁场强度和方向发生过多次变化。(右图)。[讨论与交流]假如地磁场是由地球表面带电荷引起的，试分析地球表面电荷的电性。[提示]负电荷。二、典题好题发掘，经典题做一当十[选自鲁科版新教材P134第5题]请判断下列情形中电流的方向。(1)图(a)中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；(2)图(b)中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；(3)当电流通过螺线管时，磁针N极的指向如图(c)所示。提示：(1)水平向左(2)逆时针(3)电流由螺线管右端进入，左端流出