物理新案同步精致讲义3-1：第三章 磁场1 磁现象和磁场 含答案

第三章磁场错误!全章教学内容分析我们生活在磁的世界里，但是磁对我们来说，依然相当神秘。

本章从磁现象和电流磁效应导入磁场，首先介绍了磁场的性质及描述，进而研究磁场对通电导线和运动电荷的作用力。

最后介绍带电粒子在磁场中的运动。

全章的知识结构始终遵循“从充满问题的现象入手，从实验中发现本质，从本质中体会应用”这一思路。

磁场对电流的作用——安培力在本章中起着承上启下的作用,它不仅是磁场性质的重要体现，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，还是电磁感应动态分析的重要组成部分。

在洛伦兹力公式的处理上,教材从“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两个事实出发，提出磁场对运动电荷有作用力的设想,然后用实验来验证，在此基础上引入洛伦兹力概念,并借助电流的微观模型推导洛伦兹力。

一般情况下，带电粒子在磁场中的运动比较复杂，它被广泛运用于探索物质的微观结构图相互作用并且在现代科技中有着广泛的应用。

教材结合显像管、质谱仪、回旋加速器应用实例主要介绍了带电粒子垂直进入匀强磁场中的匀速圆周运动，旨在让学生掌握粒子运动与控制的研究方法。

课标要求1．内容标准(1）列举磁现象在生活和生产中的应用.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。

关注与磁相关的现代技术发展。

例1：观察计算机磁盘驱动器的结构，大致了解其工作原理。

（2）了解磁场,知道磁感应强度和磁通量。

会用磁感线描述磁场。

例2：了解地磁场的分布、变化,及其对人类生活的影响。

(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向.(4)通过实验认识安培力,会判断安培力的方向。

会计算匀强磁场中安培力的大小.例3：利用电流天平或其他简易装置，测量或比较磁场力。

例4：了解磁电式电表的结构和工作原理.（5)通过实验认识洛伦兹力。

会判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小.了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。

例5：观察阴极射线在磁场中的偏转.例6：了解质谱仪和回旋加速器的工作原理.(6）认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。

（高二）物理教科版选修3—1第3章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、为了解释地球的磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕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( )2、(双选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是( )A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N 极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量Be＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为( )A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(双选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是( )A．小球受到的洛伦兹力B．小球的加速度C．悬线的拉力D．小球的动能5、空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为( )A．3mv03qRB．mv0qRC．3mv0qRD.3mv0qR*6、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )A BC D*7、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度( )A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误*8、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力．则( )A．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝2∶1B．vb∶vc＝2∶2，tb∶tc＝1∶2C．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝2∶1D．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝1∶2*9、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为( )A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小*10、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是( )A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面*11、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为( )A．2B B．3BC．322B D．32B12、如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？13、如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．（高二）物理教科版选修3—1第3章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、为了解释地球的磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕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( )B [地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，除地磁场的两极外地表上空的磁场都具有向北的分量，由安培定则可知，环形电流内部磁场方向向南，可知B正确，A、C、D 错误．故选B.]2、(双选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是( )A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零AB [若摩擦力方向沿斜面向下，受力分析图如图甲所示，因导体棒静止，有F＝f＋mgsin αF＝ILB由以上两式可知f＝ILB－mgsin α可见当增大电流的过程中，摩擦力f一直增大，A正确；若摩擦力方向沿斜面向上，受力分析图如图乙所示，有F＋f＝mgsin αF＝ILB可得f＝mgsin α－ILB，可见当I增大时，f先减小，后反向增大，B正确．]甲乙3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N 极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量Be＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为( )A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 TC [将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(双选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是( )A．小球受到的洛伦兹力B．小球的加速度C．悬线的拉力D．小球的动能BD [小球在摆动过程中受重力、绳子拉力和洛伦兹力作用，其中绳子拉力、洛伦兹力对小球都不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，故在最低点前后两次动能相同，由于速度方向不同，故洛伦兹力的方向不同，又a ＝v2R，速度大小相同，故a 相同，由向心力公式知两次绳子拉力不同，故B 、D 正确．]5、空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直于横截面．一质量为m 、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为( )A ．3mv03qRB ．mv0qRC ．3mv0qR D.3mv0qRA [粒子进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示，根据几何关系可知，粒子做圆周运动的半径r ＝3R ，由qvB ＝m v2r 可得，B ＝3mv03qR，选项A 正确．] *6、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )A BC DC [由左手定则判断可知C 项正确．]*7、长10 cm 的通电直导线，通过1 A 的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N ，则该磁场的磁感应强度( )A ．等于4 TB ．大于或等于4 TC ．小于或等于4 TD ．上述说法都错误B [题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B ＝F IL ＝0.41×0.1T ＝4 T ．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N ，根据磁感应强度定义式B ＝F IL 可知此处磁感应强度将大于4 T ，故B 正确．]*8、如图所示，正六边形abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f 点沿fd 方向射入磁场区域，当速度大小为vb 时，从b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb ，当速度大小为vc 时，从c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc ，不计粒子重力．则( )A ．vb ∶vc ＝1∶2，tb ∶tc ＝2∶1B ．vb ∶vc ＝2∶2，tb ∶tc ＝1∶2C ．vb ∶vc ＝2∶1，tb ∶tc ＝2∶1D ．vb ∶vc ＝1∶2，tb ∶tc ＝1∶2A [带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图所示，由几何关系得，rc ＝2rb ，θb ＝120°，θc ＝60°，由qvB ＝m v2r 得，v ＝qBr m ，则vb ∶vc ＝rb ∶rc ＝1∶2，又由T ＝2πm qB，t ＝θ2πT 和θb ＝2θc 得tb ∶tc ＝2∶1，故选项A 正确，B 、C 、D 错误．]*9、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U ，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M 、N 两点间的距离d 随着U 和v0的变化情况为( )A ．d 随v0增大而增大，d 与U 无关B ．d 随v0增大而增大，d 随U 增大而增大C ．d 随U 增大而增大，d 与v0无关D ．d 随v0增大而增大，d 随U 增大而减小A [设粒子从M 点进入磁场时的速度大小为v ，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v ＝v0cos θ.粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r ＝mv qB .而MN 之间的距离为d ＝2rcos θ.联立解得d ＝2mv0qB，故选项A 正确．]*10、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是( )A ．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B ．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C ．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D ．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B 和I 所确定的平面BCD [当电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A 错误；据左手定则，判定安培力方向总垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面，故B 、C 、D 均正确．]*11、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd 的三个顶点a 、b 、c 处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b 在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B ，则三根通电导线产生的磁场在d 处的总磁感应强度大小为( )A ．2BB ．3BC ．322 B D ．32BB [设正方形边长为l ，则导线b 在d 处形成的磁场磁感应强度大小B ＝k 2l；ac 两根导线在d 处形成的磁场磁感应强度大小均为：Ba ＝Bc ＝k l＝2B ；则三根通电导线产生的磁场在d 处的总磁感应强度大小为B 总＝2Ba ＋B ＝3B.]12、如图所示，PQ 和EF 为水平放置的平行金属导轨，间距为L ＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？解析：导体棒的最大静摩擦力大小为fm＝0.5mg＝0.1 N，物体c 的重力为G＝Mg＝0.3 N，则fm<G，要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.若BIL>Mg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向右，设此时电流为I1，则由平衡条件有BI1L－Mg≤fm，解得，I1≤2 A若BIL<Mg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向左，设此时电流为I2，则由平衡条件有Mg－BI2L≤fm，解得，I2≥1 A即ab棒中电流为1 A≤I≤2 A.答案：电流为1 A≤I≤2 A，电流的方向为由a到b13、如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒的受力如图所示．则有F＝mgsin 30°F＝0.1 N.(2)根据安培力公式F＝BIL得I＝FBL＝0.5 A.(3)设变阻器接入电路的阻值为R ，根据闭合电路欧姆定律 E ＝I(R ＋r)解得R ＝E I－r ＝23 Ω. 答案：(1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω。

（高二）物理人教选修3—1第3章磁场含答案人教选修3—1第三章磁场1、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2、下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是() A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同3、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是()A．通过abcd平面的磁通量大小为L2BB．通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱的磁通量为零4、一根容易发生形变的弹性导线两端固定。

导线中通有电流，方向竖直向上。

当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时，如图所示描述导线状态的四个图示中正确的是()A B C D5、在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转6、如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，而电荷量保持不变，从图中可以看出()A．带电粒子带负电，是从B点射入的B．带电粒子带正电，是从B点射入的C．带电粒子带负电，是从A点射入的D．带电粒子带正电，是从A点射入的*7、关于磁感应强度B＝FIL和电场强度E＝Fq，下列说法中正确的是()A．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，说明此处一定无磁场B.一试探电荷在某处不受电场力作用，说明此处一定无电场C．一小段通电导线在磁场中所受磁场力越大，说明此处的磁场越强D．磁感应强度的方向与该处一小段通电导线所受磁场力的方向可能相同*8、一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。

1磁现象磁场[学习目标] 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[知识梳理]1.我国古代对磁现象的认识及应用(1)春秋战国时期最早发现并记载了天然磁石具有吸引铁的现象和指示南北方向的特征.(2)北宋时期发明了指南针，并很快用于航海.(3)磁石治疗疾病，《史记》、《本草纲目》中均有记载.2.电与磁相互联系现象的发现及第二次产业革命(1)奥斯特发现了电流磁效应.(2)法拉第发现了电磁感应现象，打开了电气化技术时代的大门，导致了人类历史上的第二次产业革命.3.信息技术中的磁现象(1)原理：某些磁性物质能够把磁场对它的作用记录下来，长久保存且能在一定条件下复现.(2)应用：制成磁存储部件或设备，如磁带、磁盘、磁鼓、磁卡等.4.生物体中的磁现象(1)鸽子识归巢、候鸟辨迁途、海龟找“故乡”均可能与这些动物对地球磁场的敏感有关.(2)人体器官也存在磁性.(3)医院里使用的核磁共振断层成像装置等.二、磁场[导学探究](1)电荷与电荷之间的相互作用是通过电场产生的，那么磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是如何发生的？(2)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(1)都是通过磁场发生的.(2)磁感线的分布和特点见[知识梳理].磁感线不存在，是假想的曲线.[知识梳理]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.磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、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.磁感线(1)磁感线：在磁场中画出的一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致.(2)磁感线的特点：①磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针N极所受磁力的方向.②磁铁外部的磁感线从N极指向S极，内部从S极指向N极，磁感线是闭合曲线.③磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，磁感线稀疏处磁场弱.④磁感线在空间不相交.(3)几种常见磁场的磁感线分布(如图1所示)图1(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：电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的.(√)(2)电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的.(×)(3)磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的.(×)(4)磁感线上每点的切线方向就是该点的磁场方向.(√)三、电流周围的磁场安培定则[知识梳理]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：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.这个规律也叫右手螺旋定则.特点：以导线上各点为圆心的同心圆，圆所在平面与导线垂直，越向外越疏.(如图2所示)图2(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感线的方向.特点：内部比外部强，磁感线越向外越疏.(如图3所示)图3(3)通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是螺线管中心轴线上磁感线的方向.特点：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[即学即用]判断下列说法的正误.(1)通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环.(√)(2)通电螺线管周围的磁场类似于条形磁体周围的磁场.(√)(3)无论是直线电流、环形电流还是通电螺线管的磁场，在安培定则判断时，大拇指指的都是磁场方向.(×)四、磁现象的电本质[导学探究]磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的磁场有什么联系？答案它们的磁场都是由电荷的运动产生的.[知识梳理]安培分子电流假说(1)法国学者安培提出：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.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.(如图5所示)图5(2)当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图6甲)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙).图6(3)安培分子电流假说说明一切磁现象都是由电荷的运动产生的.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场发生的.(√)(2)安培认为，磁体内部有许多环形电流，每个环形电流都相当于一个小磁体.(√)(3)一个物体是否对外显磁性，取决于物体内部分子电流的取向.(√)一、对磁场和磁感线的认识例1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相互作用而人为规定的C.磁极与磁极间是直接发生作用的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生答案 A解析磁场和电场一样，是客观存在的物质，磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的，选项A正确.例2关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，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.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的D.两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交答案 B解析磁感线是闭合曲线，A不正确；磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针静止时北极受力方向和静止时北极的指向均为磁场方向，选项B 正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一组有方向的闭合曲线，实际上并不存在，选项C不正确；叠加区域合磁场的方向也具有唯一性，故磁感线不可能相交，D选项错误. 二、对安培定则的理解与应用例3电路没接通时两枚小磁针方向如图7，试确定电路接通后两枚小磁针的转向及最后的指向.图7答案见解析解析接通电源后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，如图所示，故小磁针1逆时针转动至N极水平向左，小磁针2顺时针转动至N极水平向右.小磁针在磁场中受力的判断方法1.当小磁针处于磁体产生的磁场中，或环形电流、通电螺线管外部时，可根据同名磁极相斥，异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向.2.当小磁针处于直线电流的磁场中或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该根据小磁针N 极所指方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，来判断小磁针的受力方向.针对训练如图8所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c 三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()图8A.a、b、c的N极都向纸里转B.b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C.b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D.b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转答案 B三、对安培分子电流假说的认识例4(多选)关于磁现象的电本质，下列说法正确的是()A.除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的B.根据安培分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极C.一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用D.磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁答案BC解析变化的电场能够产生磁场，而永久磁铁的磁场也是由运动电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的，故A错误.没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时，分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极，故B正确.由安培分子电流假说知C正确.磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电.有变化的电场或运动的电荷就能产生磁场，但静止的电荷不能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，同样恒定磁场也不能产生电场，故D错误.1.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.2.下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是()答案 D解析电流与电流磁场的分布，利用的是右手螺旋定则，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，因此A、B错；对于螺线管和环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部磁场方向，故选D.3.(多选)如图9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()图9A.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.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.4.通电螺线管内有一在磁场力作用下静止的小磁针，磁针指向如图10所示，则()图10A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极答案 B解析通电螺线管内轴线的磁场方向水平向左，则P端为N极，由安培定则知，b接电源正极，选项B正确.5.(多选)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是()A.永久磁铁的磁场B.直线电流的磁场C.环形电流的磁场D.软铁棒被磁化的现象答案AD解析安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A、D是正确的；而通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的.分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的.选择题(1～10题为单选题，11～13题为多选题)1.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 A2.关于电流的磁场，下列说法正确的是()A.直线电流的磁场，只分布在垂直于导线的某一个平面内B.直线电流的磁感线，是一些同心圆，距离导线越远处磁感线越密C.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相同，在管内无磁场D.直线电流、环形电流、通电螺线管，它们的磁场方向都可用安培定则来判断答案 D解析直线电流的磁场，分布在垂直于导线的所有平面内，A错误；直线电流的磁感线，是一些同心圆，距离导线越远处磁场越弱，磁感线越疏，B错误；通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相似，在管内存在磁场，方向从S极指向N极，C错误；安培定则可以用来判断直线电流、环形电流、通电螺线管产生的磁场，D正确.3.如图1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1A.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极垂直转向纸内C.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 D解析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.4.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，故应将直导线沿南北方向放置，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，故小磁针的偏转方向也改变.故选D.5.磁铁的磁性变弱，需要充磁.充磁的方式有两种，图2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(充磁时应使外力磁场与磁铁的磁场方向相同)()图2A.a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极B.a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极C.a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极D.a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解析甲图中，因磁铁在螺线管的内部，应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极，右端是S极)，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；乙图中，同理可知，右端是螺线管N极，左端是S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，B选项正确.6.如图3所示，O处有一通电直导线，其中的电流方向垂直于纸面向里，图形abcd为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形，则以下说法中正确的是()图3A.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越强B.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示，且离O点越远，磁场越弱C.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越强D.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示，且离O点越远，磁场越弱答案 D解析由安培定则可知，通电直导线周围的磁感线是以通电导线为圆心的一些同心圆，题给通电直导线产生的磁场方向如图中a或c箭头所示，且离通电直导线越远，磁场越弱，故选项D正确.7.如图4所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，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()图4A.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答案 A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.8.如图5所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，认为它们的磁场互不影响，当开关S闭合后，小磁针N极(黑色一端)的指向正确的是()图5A.aB.bC.cD.d答案 B解析由右手螺旋定则可知，直导线AB的磁场方向(从上往下看)为逆时针方向，根据小磁针静止时N极的指向即为磁场的方向，则有a磁针方向错误；而通电螺线管左端为S极，右端为N极，因此c磁针方向错误，b磁针的方向正确；对于电磁铁D，左端相当于N极，右端相当于S极，故d磁针的方向错误，故选B.9.如图6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6A.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，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.10.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是()答案 B11.指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针，下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案BC12.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“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示意图如图7.结合上述材料，下列说法正确的是()图7A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.在赤道上磁针的N极在静止时指向地理北极附近答案ABD13.如图8所示，回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是()图8A.回形针下端为N极B.回形针上端为N极C.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D.用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸引，原因是回形针加热后，分子电流消失了答案AC解析回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，故回形针的下端为N极，A对，B错；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，故C对，D错.。

2019-2020 年教科版物理选修3-1 讲义：第 3 章 +1磁现象磁场及答案1磁现象磁场[ 学习目标 ] 1.认识我国古代在磁现象方面的研究成就及其对人类文明的推动和影响． 2.知道磁场的观点，理解全部磁互相作用都是经过磁场来实现的．(重点) 3.知道磁感线，会用磁感线描绘磁体和电流四周的磁场．(要点 ) 4.会用安培定章判断直线电流、环形电流和通电螺线管四周的磁场方向．(要点、难点 )一、磁现象1．磁体间的互相作用天然磁石和人造磁铁，都拥有吸引铁的现象和指示南北方向的特色，利用磁体对铁、钴、镍的吸引力，人们做成了门吸、提包扣、带磁性的螺丝刀等，利用指示南北方向的特色人们发了然指南针，并用于航海．2．电与磁的互相联系奥斯特发现的电流磁效应，打开了研究电与磁互相关系的新篇章，法拉第发现的电磁感觉现象，打开了电气技术时代的大门，利用电与磁的互相联系，人们发了然喇叭、耳机、电动机等．3．信息技术中的磁现象某些磁性物质能够把磁场对它的作用记录下来，于是人们制成了信息的磁存储零件或设施，如磁带、磁盘、磁鼓、磁卡等．4．生物体中的磁现象研究表示，磁现象宽泛存在于生命活动之中，人体器官也存在磁性，利用生物体中的磁现象诊疗疾病：如心磁图、脑磁图等．二、磁场2019-2020 年教科版物理选修3-1 讲义：第 3 章 +1磁现象磁场及答案磁体、电流四周存在磁场．2．磁场的基本特征对处在它里面的磁极或电流有力的作用，全部磁互相作用都是经过磁场来实现的．3．磁感线(1)定义：磁感线是一些设想的有方向的曲线，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，曲线疏的地方磁场弱，曲线密的地方磁场强．(2)物理意义：形象地描绘磁场的强弱和方向．(3)磁场的方向：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．4．磁体四周的磁感线散布5．电流四周的磁场安培定章电流四周的磁感线方向可依据安培定章判断．(1)直线电流的磁场安培定章：右手握住导线，让挺直的拇指所指的方向与电流方向一致，曲折的四指所指的方向就是磁感线围绕的方向．如下图．(2)环形电流的磁场让右手曲折的四指与环形电流的方向一致，挺直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感钱的方向．如下图．2019-2020 年教科版物理选修3-1 讲义：第 3 章 +1磁现象磁场及答案(3)通电螺线管的磁场通电螺线管是由很多匝环形电流串连而成，所以，通电螺线管的磁场是这些环形电流磁场的叠加，所以利用环形电流的安培定章判断通电螺线管的磁场．如图所示．三、安培分子电流假说1．分子电流假说：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．分子电流使每个物质微粒都成为细小的磁体，它的双侧相当于两个磁极．2．磁现象的电实质：磁铁的磁场和电流的磁场同样，都是由运动的电荷产生的．四、地磁场1．地磁场：地球自己是一个磁体， N 极位于地理南极邻近， S 极位于地理北极邻近． (如下图 )2．磁偏角：地球的地理两极与地磁两极其实不重合，所以，磁针并不是正确地指向南北，此间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角．磁偏角的数值在地球上的不一样地址是不一样的．1．正误判断 (正确的打“√”，错误的打“×”)(1) 磁场是看不见、摸不着的一种物质．( )(2) 磁感线既能够表示磁场的强弱，也能够表示磁场的方向．( )(3)电流四周各点的磁感觉强度的大小与电流大小和离电流的远近相关．()(4)丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．()(5)地球是一个大磁体，存在的磁场叫地磁场．地球的地理两极与地磁两深重合．() [答案 ] (1)√(2)√(3)√(4)√(5)×2． (多项选择 )对于磁场的以下说法中正确的选项是()A．磁场和电场同样，是同一种物质B．磁场的最基本特征是对处在磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的互相作用是经过磁场进行的D．电流和电流之间的互相作用是经过磁场进行的BCD [磁场和电场同样都是一种特别物质，客观存在，磁场和电场是不一样的物质， A 项错误；磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的互相作使劲都是经过磁场发生的，B、 C、D 正确． ]3． (多项选择 )如下图为电流产生磁场的散布图，正确的散布图是()AD [由安培定章判断知A、D 正确； B、C 错误． ]对磁场和磁感线的理解1.磁场的性质(1)物质性：磁场固然不是由分子、原子构成的，可是它是客观存在的，拥有物质的属性，所以它是一种比较特别的物质．小磁针 N 极的受力方向或小磁针静止时N 极所指的方向．2．磁感线的特色(1)磁感线在磁体的外面都是从N 极出来进入 S 极，在磁体的内部则是由S 极指向 N 极，形成一条闭合曲线．(2)在磁场中，某一点有独一确立的磁场方向，所以两条磁感线不可以订交或相切．(3)磁感线是为了形象地研究磁场而人为设想的曲线，为形象、直观、方便地研究磁场供给了依照．(4)磁感线越密集表示磁场越强，磁感线越稀少表示磁场越弱．【例 1】以下说法正确的选项是()A．磁极与磁极间的互相作用是经过磁场产生的B．电流与电流间的互相作用是经过电场产生的C．磁极与电流间的互相作用是经过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质思路点拨：解答该题应注意以下要点点：①磁场的基天性质．②磁场的物质性、磁场与电场不一样．A[电流能产生磁场，在电流的四周就有磁场存在，无论是磁极与磁极间仍是电流与电流间、磁极与电流间，都有互相作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特别物质，它的基本特色是对放入此中的磁极、电流有磁场力的作用；而电场是电荷四周存在的一种特别物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，所以，磁场和电场是两种不一样的物质，各自拥有其自己的特色．所以只有 A 正确．]误区警告：简单将电流与电流之间的互相作用理解成是经过电场产生的，导致错误．训练角度 1对磁场的理解1． (多项选择 )以下说法中正确的选项是()A．磁场是客观存在的一种物质B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极C．磁极或电流在自己四周的空间会产生磁场D．磁体与磁体间的互相作用是经过磁场发生的，而磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的互相作用不是经过磁场发生的ABC [磁场是磁体和通电导体四周客观存在的一种物质，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的互相作用都是经过磁场产生的．] 训练角度 2对磁感线的理解2． (多项选择 )对于磁感线的性质和观点，以下说法正确的选项是()A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场的方向B．磁场中随意两条磁感线均不订交C．铁屑在磁场中的散布曲线就是磁感线D．磁感线老是从磁体的N 极指向 S 极AB [磁感线的切线方向就是磁场方向，选项A是正确的．两条磁感线订交就说明在两线订交处有两个切线方向，即两个磁场方向，这是不行能的，磁场中某点的磁场强弱是独一确立的，磁场的方向也只有一个，所以两条磁感线不可以相交，选项 B 是正确的．磁感线是为形象描绘磁场的强弱散布而画出的一簇曲线，不是真切存在的，而铁屑的散布曲线只好证明磁感线描绘磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项 C 是错误的．在通电螺线管内部、在条形磁体内部的磁感线应是从 S 极指向 N 极，选项 D 是错误的． ]安培定章的应用1.三种电流磁场的特色(1)直线电流：通电导线四周的磁感线是以导线上各点为圆心的齐心圆．离导(2)环形电流：环形电流的磁场近似于条形磁铁的磁场．因为磁感线均为闭合曲线，所以环内与环外磁感线条数相等，故环内磁场强，环外磁场弱．(3)通电螺线管：通电螺线管外面的磁场跟条形磁铁外面的磁场散布状况同样，两头分别为 N 极和 S 极；管内是匀强磁场，磁场方向由S 极指向 N 极．2．安培定章中的“因果”关系(1)在判断直线电流的磁场的方向时，大拇指指“原由”——电流方向，四指指“结果” ——磁场绕向．(2)在判断环形电流磁场方向时，四指指“原由”——电流方向，拇指指“结果” ——环内沿中心轴线的磁感线方向．【例 2】(多项选择 )如下图，螺线管中通有电流，假如在图中的a、 b、 c 三个地点上各放一个小磁针，此中 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：解答此题时可按以下思路剖析：电流方向→磁场方向→小磁针 N极的指向BD [通电螺线管的磁场如下图，右端为N极，左端为S极，a点磁场方向向右，则小磁针在 a 点时，N 极向右，A 项错，D 项对； b 点磁场方向向右，则小磁针在 b 点时，N 极向右，B 项对； c 点磁场方向向右，则小磁针在 c 点时， N 极向右，S 极向左，C 项错． ]小磁针在磁场中受力方向的判断方法(1)当小磁针处于磁体产生的磁场中，或环形电流、通电螺线管外面时，可根据同名磁极相斥、异名磁极相吸来判断小磁针的受力方向．(2)当小磁针处于直线电流的磁场中或处于环形电流、通电螺线管内部时，应该依据小磁针 N 极所指方向与经过该点的磁感线的切线方向同样，来判断小磁针的受力方向．如下图，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针静止时N 极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感线或电流方向．[分析 ]假如已知电流的方向，可用安培定章判断磁感线的方向．假如已知小磁针静止时 N 极指向，那么小磁针 N 极所指方向就是磁场方向．[答案 ]用安培定章来判断，分别如下图．地磁场1.地球自己就是一个大磁体，地磁场的N 极在地理南极邻近，地磁场的S 极在地理北极邻近．2．在赤道平面上，距离地球表面等高的各点，地磁场强弱程度同样，且方向水平向北．3．在北半球上空某点的地磁场的方向斜向下指向北方；在南半球上空某点的地磁场的方向斜向上指向北方．地磁场的水平重量老是从地球南极指向北极，而竖直重量则南北相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下．【例 3】(多项选择 )以下说法正确的选项是()A．地球是一个巨大的磁体，其 N 极在地球南极邻近， S 极在地球北极邻近B．地球表面磁场的竖直重量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下C．地球的四周存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极其实不重合，此间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不一样地址是同样的D．在地球表面各点磁场强弱同样AB [地球四周的磁场散布近似于条形磁铁四周的磁场散布，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项 D 错误；在地球上的不一样地点，磁偏角的数值是不一样的，所以选项 C 错误． ]对地磁场理解的三个误区(1)将地理南北极与地磁场的南北极混杂，误将地理南极(或北极)当成地磁场的南极(或北极 )．(2)误以为地理两极与地磁场的两深重合．事实上，二者其实不重合，地磁场的两极在地理两极的邻近．(3)误以为地球上各点的磁场方向都是和地面平行的．事实上，除赤道外，南北半球的磁场都有竖直重量．( 多项选择 )指南针是我国古代四大发明之一．对于指南针，以下说法正确的选项是()A．指南针能够仅拥有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球拥有磁场C．指南针的指向会遇到邻近铁块的扰乱D．在指南针正上方邻近沿指针方向搁置向来导线，导线通电时指南针不偏转BC [指南针拥有两个磁极，分别是 N 极和 S 极，选项 A 错误；指南针静止时，N 极的指向为该处磁场的方向，故指南针能够指向南北，说明地球拥有磁场，选项 B 正确；铁块在磁场中被磁化，会影响指南针的指向，选项C正确；通电直导线在其四周会产生磁场，会影响指南针的指向，选项 D 错误． ]讲堂小结知识脉络种磁场——磁铁四周的磁场、电流四周的磁场、地磁场种场线模型——磁感线个定章——安培定章1．(多项选择 )磁场中某地区的磁感线如下图，a、b、c、d、e 是磁场中的 5 个点，此中 c、 d 两点对于直线对称，下边说法正确的选项是()A．这 5 个地点中， e 点的磁感觉强度最大B． a 点没有磁感线穿过，所以 a 点磁感觉强度必定为零C． c、 d 两点对于直线对称，所以 c、 d 两点磁感觉强度方向同样D． b、 e 两点在同向来线上，所以 b、 e 两点磁感觉强度方向同样AD [从磁感线散布状况看，e 点地点的磁感线散布最密集，磁感觉强度最大，A 正确； a 处磁感线相对其余地点比较稀少，a处磁感觉强度较小，但其实不是零，2019-2020 年教科版物理选修3-1 讲义：第 3 章 +1磁现象磁场及答案B 错误；在 c、d 两点切线方向表示 c、d 点的磁感觉强度方向，所以 c、d 两点的磁感觉强度方向其实不同样，C 错误；b、e 两点的切线在同向来线上，所以 D 正确．] 2．磁性水雷是用一个能够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就变为了一个浮动的磁体，当军舰靠近磁性水雷时，就会惹起水雷的爆炸，如下图，其依照是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的互相作用规律C．电荷间的互相作用规律D．磁场拥有方向性B[同名磁极互相排挤、异名磁极互相吸引．当军舰靠近磁性水雷时，磁体间的互相作用惹起小磁针的转动，进而接通电路，惹起爆炸，故B对．]3.如下图为磁场作使劲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下图方向的电流时()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摇动D．小磁针在纸面内向右摇动A[由安培定章判断可知，线圈内部磁场方向垂直纸面向里，故小磁针 N 极向里转． A 项正确． ]2019-2020 年教科版物理选修3-1 讲义：第 3 章 +1磁现象磁场及答案1 4．月球表面四周没有空气，它对物体的引力仅为地球上的6，月球表面没有磁场，依据这些特色，在月球上，以下选项中的四种状况能够做到的是()D[既然月球表面没有磁场，那么在月球上就不可以用指南针定向，所以 A 错误；月球表面四周没有空气，所以没法使用电电扇吹风，而声音的流传需要介质，所以 B、C 均错误，只有选项 D 正确． ]5．电路没接通时三个小磁针方向如下图，试确立电路接通后三个小磁针的转向及最后的指向．[分析 ]接通电源后，螺线管的磁场内部从左指向右，外面从右指向左，如图所示，故小磁针 1 顺时针转动，小磁针 3 逆时针转动，小磁针 2 基本不动．[答案 ]小磁针1顺时针转动，小磁针3 逆时针转动，小磁针2 基本不动。

姓名，年级：时间：第三章磁场1 磁现象磁场1．磁现象（1）磁性：天然磁石和人造磁体都叫作永磁体,它们都能吸引铁质物体,我们把这种性质叫作磁性．(2）磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫作磁极．悬吊的小磁针静止时，指南的磁极叫作南极，又叫作S极；指北的磁极叫作北极，又叫作N极．在超市里，顾客可以自己在货架上挑选商品，十分方便，但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走,那么出口处的报警器马上会报警,你知道这是什么原因引起报警器发声的吗？提示：那是因为超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的标签，当经过出口时，那里的磁性探测器便检测出来并发出警报，只有当你付款后，售货员用一种特别的“消磁”装置将标签上的磁性消除，探测器才会让你把商品带出超市．2．电流的磁效应（1)磁极间的相互作用：自然界中的磁体总存在着两个磁极，磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引．（2）电流的磁效应：电流与磁体间相互作用的现象称为电流的磁效应，电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特发现的．3．磁场（1)正像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磁场发生的．（2)磁极周围和通电导体周围存在着磁场．4．地球的磁场（1)地球是一个大磁体：地球的地理两极与地磁两极并不重合，地磁的北极位于地理的南极附近，地磁的南极位于地理的北极附近．(2）地球的两极和地磁两极并不重合，因此,磁针并非准确地指向南北,其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角．磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的．（3)宇宙中许多天体都有磁场，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关．而火星上不像地球那样有一个全球性的磁场,因此指南针不能在火星上工作．在做电流磁效应的实验时，通电直导线为什么要沿南北方向放置?提示：地球本身就是一个大磁体，而地球的磁场方向大致是由地理的南极指向地理的北极．为了避免地磁场的影响，在做实验时，通电直导线必须沿南北方向放置．5．磁感线(1）定义:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线叫作磁感线．(2）磁感线的疏密程度:描述磁场的强弱．(3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，内部从S 极指向N极,是闭合曲线．磁感线是磁场中真实存在的曲线吗？提示:不是．磁感线是一种物理模型,利用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向．6．几种电流的磁场（安培定则的应用)(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的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．这个规律也叫右手螺旋定则．（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中轴线上磁感线的方向．(3）通电螺线管的磁场：右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管中轴线上磁感线的方向或拇指指向螺线管的磁场的北极．7．安培分子电流假说什么是分子电流: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．没有磁性的铁棒在受到外界磁场的作用时，两端对外界显示出较强的磁作用,形成了磁极．这是怎么回事呢？提示：当没有磁性的铁棒受到外界磁场的作用时，铁棒中各分子电流的取向变得大致相同，使铁棒整体显磁性,这种现象叫作磁化现象．考点一对磁场的理解1．磁场的产生磁场与电场一样，都是场物质，磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质．磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用都是通过这种特殊的物质而发生的．2．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磁力作用客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成，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，不是以微粒形式存在,而是以一种场的形式存在形象性（比喻)磁体之间、磁体与电流间、电流与电流间通过磁场发生作用，如同物体受到地球的引力，通过重力场相互作用一样（1)磁场与电场都具有物质性，两者有很多相似之处,学习时可加以类比理解、识记．（2）磁体在磁场中一定受力,而电流在磁场中不一定受力，电荷在电场中一定受力，而电荷在磁场中不一定受力．【例1】实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是（)A．硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引解答本题时应把握以下两点：(1)磁体只能吸引几种有限的金属材料．(2)磁体能吸引的物质种类与磁性强弱无关．【答案】D【解析】磁体能吸引铁、钴、镍等物质，并不是仅吸引铁,故A错．磁体不能吸引铜、铝等物质，故B错．磁体能吸引物质的种类与磁性强弱无关，故C错．一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，磁化后能被吸引,故D对．总结提能磁体能吸引铁、钴、镍等磁性材料物质，不能吸引铜、铝等非磁性材料物质．（多选）为了判断一根铁锯条是否具有磁性，某同学用它靠近一个能自由转动的小磁针，下列给出的几种可能产生的现象和相应的结论，其中正确的是( AC ）A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定具有磁性B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定具有磁性C．若小磁针的一端被吸引过来,不能确定锯条是否具有磁性D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否具有磁性解析：若发现小磁针被推开，只有一种可能，锯条具有磁性，而且小磁针靠近的是同名磁极；若发生吸引现象，则锯条可能具有磁性也可能没有磁性,故A、C选项正确．考点二对地磁场的理解1．虽然地磁两极与地理两极并不重合,但它们的位置相对来说差别不是很大．因此，一般我们认为：(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，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方．2．影响: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，不能直接到达地球,因此地磁场对地球生命有保护作用．地球上不同的地点地磁场的方向不同，水平分量由南指向北，竖直分量在南半球竖直向上,在北半球竖直向下，因此当涉及到地磁场的问题时，要注意明确在地球上的位置.【例2】（多选）关于地磁场,下列叙述正确的是( ）A．地球的地磁两极与地理两极重合B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的南极C．地磁的北极与地理南极重合D．地磁的北极在地理南极附近地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，地磁场的南极和北极与地理的南、北极相反，并且存在一个地磁偏角．【答案】BD【解析】地球是一个大磁体，地磁北极(N极）在地理南极附近，地磁南极（S极)在地理北极附近，并不重合．指南针指南的一端应该是指南针的南极（S极)．选项B、D正确．总结提能理解地磁场的两极与地理两极之间的区别与联系，明确地磁场的分布是解决此类问题的关键．地球是一个大磁体，关于地磁场有以下几种说法：①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；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上描述正确的是( D ）A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③解析：在地面上放一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的北极．地球的地磁两极与地理两极不重合且相反分布,北半球地磁场方向指向北斜向下，南半球地磁场方向指向北斜向上，只有赤道附近的地磁场方向是水平向北的，综上可得，选D．考点三几种常见的磁场的分布特点及安培定则1．常见永磁体的磁场（如图）2．三种常见的电流磁场的特点及画法比较(1)直线电流的磁场安培定则：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1所示，直线电流的磁场可有几种不同的画法，如图2所示．图1图21图中的“×”号表示磁场方向垂直进入纸面。

2020—2021高中物理人教选修3—1第3章磁场含答案人教选修3—1第三章磁场1、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．①③B．①④C．②③D．②④2、关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是()A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 ND．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T3、如图所示，表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零4、如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。

线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd ＝135°。

流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。

导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A ．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB5、如图所示，一个带正电荷量为q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，若小带电体的质量为m ，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该( )A ．使B 的数值增大B ．使磁场以速率v ＝mg qB 向上移动C ．使磁场以速率v ＝mg qB 向右移动D ．使磁场以速率v ＝mg qB 向左移动6、(双选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( )A ．离子由加速器的中心附近进入加速器B ．离子由加速器的边缘进入加速器C ．离子从磁场中获得能量D ．离子从电场中获得能量*7、(双选)关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是( )A.磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大B ．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关C．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度一定大D．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向有关*8、磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a<B bC．a、b两处磁场方向一定相同D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零*9、长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于各图中导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ*10、(双选)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。

3几种常见的磁场［学习目标］1。

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。

2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向。

3.知道安培分子电流假说的内容，并能解释简单的磁现象.4。

知道磁通量的概念,并会计算磁通量．一、磁感线1．定义:在磁场中画出的一些有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁感应强度的方向一致．2．特点(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁场强的地方,磁感线较密；磁场弱的地方,磁感线较疏．（2）磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．二、几种常见的磁场1．直线电流的磁场安培定则:如图1所示，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．直线电流周围的磁感线环绕情况如图1所示．图12．环形电流的磁场安培定则：如图2甲所示,让右手弯曲的四指跟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的轴线上磁感线的方向．图23．通电螺线管的磁场安培定则：如图乙所示，右手握住螺线管，让弯曲的四指跟环形电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向．三、安培分子电流假说1。

法国学者安培提出: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．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．（如图3所示）图32．当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性;当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性．四、匀强磁场和磁通量1．匀强磁场（1）定义：强弱、方向处处相同的磁场．(2)磁感线特点:间隔相同的平行直线．2．磁通量(1）定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S 的乘积．即Φ＝BS.（2）拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度的乘积表示磁通量．(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1_T·m2。

第三章 磁场知识点一、磁现象和磁场1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．二、磁感应强度1、 表示磁场强弱的物理量．是矢量．2、 大小：B=F/Il （电流方向与磁感线垂直时的公式）．3、 方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N 极受力方向；是小磁针静止时N 极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．4、 单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T ．5、 点定B 定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值．6、 匀强磁场的磁感应强度处处相等．7、 磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则.三、几种常见的磁场（一）、 磁感线⒈磁感线是徦想的，用来对磁场进行直观描述的曲线，它并不是客观存在的。

⒉磁感线是闭合曲线⎩⎨⎧→→极极磁体的内部极极磁体的外部N S S N ⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

⒋任何两条磁感线都不会相交，也不能相切。

5．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场．6．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向·7、 *熟记常用的几种磁场的磁感线：（二）、匀强磁场1、 磁感线的方向反映了磁感强度的方向，磁感线的疏密反映了磁感强度的大小。

2、 磁感应强度的大小和方向处处相同的区域，叫匀强磁场。

其磁感线平行且等距。

例：长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场。

3、 如用B=F/(I·L)测定非匀强磁场的磁感应强度时，所取导线应足够短，以能反映该位置的磁场为匀强。