2018年粤教版物理选修3-1 第3章 第3节 探究安培力

学案2探究安培力［学习目标定位] 1．知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式F=B ＩL计算安培力的大小。

2.理解磁感应强度的定义,掌握磁感应强度的方向．3．知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点。

4。

知道磁通量的概念,会根据公式Φ=BS计算磁通量。

磁场对电流的作用力称为安培力．法国物理学家安培首先总结出磁场对电流的作用力遵循的规律．一、安培力的方向通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判断：伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．二、安培力大小1。

磁感应强度（1）物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受安培力Ｆ跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫做磁感应强度，用B表示,则Ｂ=错误!。

(2）磁感应强度B是矢量，其方向为该处的磁场方向，单位是特斯拉,符号是Ｔ．（３）匀强磁场:磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内中间部分的磁场均是匀强磁场．2。

安培力在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝ＢIL.三、磁通量1．磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示,则有Φ＝BＳ，其中Ｓ为平面垂直磁场方向的面积.2。

磁通量的单位是韦伯，符号是Ｗb,1 Wb＝1＿Ｔ·m２．一、安培力的方向［问题设计］1.在如图１所示的实验中,上下交换磁极的位置,用以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？图1答案力的方向改变与磁场方向有关2．改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变?这个实验说明安培力的方向与什么因素有关?答案力的方向改变与电流方向有关[要点提炼］1。

安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系可以用左手定则判断．2．不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面．３。

1．(单选)如图3－3－15所示，磁场B 方向、通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是( )图3－3－15解析：选C.由左手定则可判断C 项正确．2．(双选)在物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是( )A ．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F ，导线长度L ，通电电流I ，应用公式B ＝F IL即可测得磁感应强度B B ．检验电流不宜太大C ．利用检验电流，运用公式B ＝F IL，只能应用于匀强磁场 D ．只要满足长度L 很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B ＝F IL对任何磁场都适用解析：选BD.用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L 应很短，电流应很小．当垂直放置时，B ＝F IL该定义式适用于所有磁场，选项B 、D 正确．3．(双选)下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( )A ．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B ．小磁针N 极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C ．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D ．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：选BD.磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针静止时N 极受力的方向，但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向．4．(单选)(2012·东莞高二检测)两根长直通电导线互相平行，电流方向相同．它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处，如图3－3－16所示，两通电导线在C 处磁场的磁感应强度的值是B ，则C 处磁场的总磁感应强度是( )图3－3－16A ．2B B ．BC ．0 D.3B解析：选D.导线A 在C 处产生的磁场方向垂直于AC ，导线B 在C 处产生的磁场方向垂直于BC ，且两磁场方向的夹角为60°，则合磁场的方向水平向右，磁感应强度的大小为3B .5．如图3－3－17所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，当有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？图3－3－17 解析：当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S ⊥＝S 2，所以磁通量相同，都等于BS 2. 答案：BS 2 BS 2一、单项选择题1．磁场中某区域的磁感线，如图3－3－18所示，则( )图3－3－18A ．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 ．同一根通电直导线放在a 处受安培力一定比放在b 处受力大D ．同一根通电直导线放在a 处受安培力一定比放在b 处受力小解析：选B.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，其疏密反映磁场的强弱，磁感线密集的区域磁场比磁感线稀疏的区域强．电流所受到的安培力大小除了与电流大小、磁感应强度有关外，还与电流和磁场的方向有关，所以我们不能说同一根通电直导线在磁场强的地方所受到的安培力一定大于磁场弱的区域所受到的安培力．所以选项B 正确．2．有一小段通电导线，长为1 cm ，电流为5 A ，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N ，则该点的磁感应强度B 一定是( )A ．B ＝2 T B ．B ≤2 TC ．B ≥2 TD ．以上情况都有可能解析：选C.磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大F ＝0.1 N ，则该点的磁场强度为：B ＝F IL ＝0.15×0.1T ＝2 T ．如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置的受力，垂直放置时受力将大于0.1 N ，由定义式可知，B 将大于2 T.3．如图3－3－19所示，把一轻质线圈悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面．当线圈中通有如图3－3－19所示的电流时，线圈将()图3－3－19A．向左运动B．向右运动C．静止不动D．无法确定解析：选A.法一：等效法．把通电线圈等效成小磁针．由安培定则知，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动．法二：电流元法．如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．4．如图3－3－20所示是三根平行直导线的截面图，若通过它们的电流大小相同，且ab ＝ac＝ad，则在a点的磁感应强度的方向是()图3－3－20A．垂直纸面指向纸里B．垂直纸面指向纸外C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向d解析：选D.空间存在三根通电直导线，每根导线都会在其周围产生磁场，而磁感应强度是一个矢量，所以a点的磁感应强度应为b、c、d三根导线在a点所产生的磁感应强度的叠加．通电直导线磁场的磁感线为同心圆，所以可画出b、c、d三根导线在a点所产生的磁感应强度，如图所示．根据对称性，b、d两根导线在a点所产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则a点的磁感应强度方向就是c导线在a点产生的磁感应强度方向．5．在如图3－3－21所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为F a、F b，可判断这两段导线()图3－3－21A．相互吸引，F a>F b B．相互排斥，F a>F bC．相互吸引，F a<F b D．相互排斥，F a<F b解析：选D.电键S闭合后，MM′、NN′中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A、C错．电键S置于b处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即F a<F b，故B错，D对．6．(2012·萧山高二检测)如图3－3－22一段导线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abcd所受到的磁场的作用力的合力()图3－3－22A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．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)ILB解析：选A.弯曲导线的有效长度等于连接两端点直线的长度，即导线abcd等效于直线段ad的长度，所以l＝L＋2L cos45°＝(2＋1)L，安培力的大小F＝IlB＝(2＋1)ILB，由左手定则可判知安培力的方向沿纸面向上．二、双项选择题7．关于磁感应强度B，下列说法正确的是()A. 在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大B．某处磁感应强度等于穿过此处单位面积的磁感线条数C．放在某点的小磁针静止时S极所指的方向就是该点磁感应强度的方向D．某点的磁感线的切线方向即是该点磁感应强度的方向8．(2012·长沙高二检测)如图3－3－23所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()图3－3－23A．b、d两点的磁感应强度大小相等B．a、b两点的磁感应强度大小相等C．a点的磁感应强度最小D．c点的磁感应强度最小解析：选AC.根据安培定则，电流在a、b、c、d四点产生的B大小相同，方向为该点的切线方向，与竖直向上的磁场合成如图所示，由图可知，a点的磁感应强度最小，b、d两点的磁感应强度大小相等，c点的磁感应强度最大，故选A、C.9．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同．图3－3－24中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．下列四幅图中，正确的是()图3－3－24解析：选BC.两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直．由于磁场方向是不变的，故导体所在处的磁感应强度是确定的．根据磁感应强度的定义式B＝FIL，当L确定时，F∝I，则F－I图象应是过原点的一条直线，故B、C 对．10．(2012·秦皇岛高二检测)一通有恒定电流的长直导线周围放置了a、b、c三根完全相同的导体棒，导体棒通有大小相同的电流，电流的方向及导体棒的分布如图3－3－25所示，关于三个导体棒受到长直导线磁场力的说法中正确的是()图3－3－25A．a受力最大B．b受力最大C．c受力最小D．b受力最小解析：选AD.离直导线越近，磁感应强度越大，离直导线越远，磁感应强度越小．由安培力公式可知，长度相同，电流相同时，a受力最大，b受力最小，A、D对．三、非选择题11．如图3－3－26所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场中有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0 cm.在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm,10匝；B线圈半径为2.0 cm，1匝．那么在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，A和B磁通量各改变多少？图3－3－26解析：A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈中的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈中的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积．设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A，Φ＝BπR2，磁通量的改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb.对线圈B，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb.答案：1.256×10－4Wb 1.256×10－4Wb12．如图3－3－27所示，导轨间的距离L＝0.5 m，B＝2 T，ab棒的质量m＝1 kg，物块重G＝3 N，ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V，r＝0.1 Ω，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问R的取值范围怎样时棒处于静止状态？(g取10 m/s2)图3－3－27 解析：依据物体平衡条件可得，恰不右滑时有：G－μmg－BLI1＝0①恰不左滑时有：G＋μmg－BLI2＝0②依据闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋r)③E＝I2(R2＋r)④联立①③得：R1＝BLEG－μmg－r＝9.9 Ω.联立②④得：R2＝BLEG＋μmg－r＝1.9 Ω.所以R的取值范围为：1.9 Ω≤R≤9.9 Ω.答案：1.9 Ω≤R≤9.9 Ω。

3.3 探究安培力一、教学目标（一）知识与技能1、知道什么是安培力。

知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。

知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。

（二）过程与方法通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。

培养学生的间想像能力。

（三）情感态度与价值观使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。

二、重点与难点：重点：安培力的方向确定和大小的计算。

难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。

三、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。

四、教学过程：（一）复习引入让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。

过渡：本节我们将对安培力做进一步的讨论。

（二）新课讲解-----安培力：磁场对电流的作用力.安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.1．安培力的方向【演示】。

（1）改变电流的方向，观察发生的现象.［现象］导体向相反的方向运动.（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象.［现象］导体又向相反的方向运动［教师引导学生分析得出结论］（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.（P81图3-3-3）如何判断安培力的方向呢？人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放人磁场中，让磁感线垂直穿人手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向．（如图）。

第一节我们周围的磁现象第二节认识磁场[学习目标] 1.了解磁性材料和地磁场的特点.2.知道电流的磁效应，了解其发现过程.3.知道几种常见磁场磁感线的分布，学会用安培定则判断电流的磁场方向.4.知道磁现象的电本质，了解安培的分子电流假说．一、地磁场磁性材料[导学探究]指南针是我国古代四大发明之一，它对促进人类航海事业的发展产生了巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知道指南针为什么指南吗？答案因为地球是个大磁体，它对指南针有力的作用．[知识梳理]1．地磁场(1)地磁场：地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场．指南针就是利用地磁场指南的原理制成的(2)如图1所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近．(填“南极”或“北极”)图12．磁性材料(1)定义：通常指磁化后磁性很强的物质．(2)分类①按去磁的难易来分：硬磁性材料和软磁性材料．磁化后容易去磁的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性材料．②按化学成分来分：金属磁性材料与铁氧体．[即学即用]判断下列说法的正误．(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)地磁场的南极在地理北极附近．(√)(3)地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．(×)二、磁场电流的磁效应[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)将一通电直导线水平放置在小磁针的上方，分别观察导线东西放置和南北放置两种情况下，小磁针的转动情况．答案(1)都是通过磁场发生的．(2)导线东西放置时，小磁针不转动；导线南北放置时，小磁针转动．[知识梳理]1．磁场(1)磁场的产生①磁体周围有磁场．②电流周围有磁场．(2)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、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的．2．奥斯特实验(如图2所示)图2(1)导线沿南北方向放置在小磁针的上方．(2)意义：说明通电导体周围存在着磁场，发现了电流的磁效应，首先揭示了电与磁之间是有联系的．[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)磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的．(×)三、磁场的描述[知识梳理]1．磁感线：在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致．2．磁感线的特点(1)磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针N极受力的方向．(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(填“闭合”或“不闭合”)曲线．(3)磁感线的疏密表示磁场强弱，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(填“相交”或“不相交”)．3．电流周围的磁场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3所示)图3(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4所示)图4(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5所示)图5[即学即用]判断下列说法的正误．(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．(√)(4)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、安培分子电流假说[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6所示) (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7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图7(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、对磁现象和磁场的认识磁体的周围和电流的周围都存在磁场．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，但却是一种客观存在的特殊物质．可通过分析磁体受力或电流受力来分析磁场的性质．例1(多选)下列说法中正确的是()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．磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场D．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的，而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的答案ABC解析磁场是存在于磁体和通电导体周围的一种客观存在的物质，磁体与磁体间、磁体与通电导体间、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的．针对训练1(多选)如图8所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()图8A．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答案BC解析甲图中，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．二、对磁感线的认识1．磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲线，其疏密程度表示磁场的强弱，切线方向表示磁场方向，在空间不相交，但它有一处与电场线不同：电场线是不闭合的曲线，而磁感线是闭合曲线．2．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：电场线起于正电荷(或无穷远)，终止于负电荷(或无穷远)，不闭合；但磁感线是闭合曲线．例2关于磁感线的描述，正确的说法有( )A．磁感线是磁场中客观存在的一些曲线，可以通过实验观察B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁体的北极出发，到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线答案 B解析磁感线是假想的曲线，实际上不存在，A错误；磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的方向可表示磁场的方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的北极出发，进入南极；在磁体内部，从南极指向北极，C错误；用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线．没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线，故D错误．针对训练2关于磁感线，下列说法中正确的是()A．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向B．两条磁感线的空隙处不存在磁场C．同一磁场形成的磁感线可以相交D．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线答案 A解析磁感线在某点的切线方向表示该点的磁场方向，A正确；两条磁感线的空隙间磁感应强度不为零，B错误；磁感线不会相交，C错误；磁感线是假想线，D错误．故选A.三、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9，试确定电路接通后两枚磁针的转向及最后的指向．图9答案小磁针1逆时针转动，小磁针2顺时针转动解析接通电路后，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，小磁针2顺时针转动．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，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．1．(多选)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BC解析指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极附近，选项A错误，选项B正确．因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确．在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转．正确选项为B、C.2．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 C解析为了使现象明显，应该将小磁针放置在导线一侧，且平行导线方向放置小磁针．又由于小磁针只能在水平面内转动，所以应该将小磁针放置在导线下方或上方，即将小磁针和导线放置在同一竖直面内，而不能将小磁针和导线放置在同一水平面内，由于地球的磁场是沿南北方向的，为了使实验现象明显，应该使电流的磁场不沿南北方向，最好沿与南北方向夹角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线．故选C.3．关于磁感线的描述，下列说法正确的是()A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的S极C．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D．通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆答案 C解析磁感线在磁体的内部从S极指向N极，在磁体的外部从N极指向S极，A错误；在磁体内部的小磁针的N极指向磁体的N极，B错误；磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，C正确；通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组不等间距同心圆，D错误．4．如图10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10A．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选择题(1～10题为单选题，11～13题为多选题)1.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 1.结合上述材料，下列说法不正确的是()图1A．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 C2．关于磁感线和电场线，下述说法中正确的是()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相互平行的曲线C．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的强弱D．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷答案 A解析磁感线和电场线都是为了直观形象地描述场的性质而引入的假想的线，都不是客观存在的．它们不仅可以表示场的强弱，还可以表示场的方向．它们在空间分布都是立体的，不是平面的．画图时因受纸面限制，只能画出各种平面图．在空间任何地方任意两条线都不相交．磁感线是闭合曲线．对于磁体，其内部磁感线从S极指向N极，其外部磁感线从N极指向S极，是闭合曲线．电场线则是非闭合曲线，静电场中的电场线是从正电荷出发指向负电荷或无穷远处，或从无穷远处指向负电荷，不是闭合曲线．故只有A正确．3．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，磁感线越稀疏，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．4．如图2，把一根导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线通有水平向右的电流时()图2A．磁针所在区域磁场方向垂直纸面向里B．磁针所在区域磁场方向垂直纸面向外C．磁针不会发生偏转D．磁针发生偏转，S极向里，N极向外答案 A解析由右手螺旋定则可知，在导线的正下方磁场方向垂直纸面向里，A对，B错；磁针静止时N极所指为磁场方向，因此N极向里转，C、D错；故选A.5．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 B解析地磁场是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培定则，环形电流外部磁场方向向北，可知，B正确；A图地表上空磁场方向向南，A错误；C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C、D错误．故选B.6．磁铁的磁性变弱，需要充磁．充磁的方式有两种，图3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3A．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．7．如图4，一通电螺线管通有图示电流，1、2、4小磁针放在螺线管周围，3小磁针放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是()图4A．1 B．2 C．3 D．4答案 B解析小磁针的N极指向为该处的磁感线方向，根据安培定则可知通电螺线管的右端为N 极，左端为S极，内部磁感线方向是从左到右，故只有2标注正确．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，小磁针北极(黑色一端)的指向正确的是()图5A．a B．b C．c D．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，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，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6A．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场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所示，且离通电直导线越远，磁场越弱，故选项D正确．10．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图7所示，四根导线中电流I4＝I3>I2>I1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流()图7A．I1B．I2C．I3D．I4答案 D解析根据安培定则，I1、I2、I3、I4在O点的磁场方向分别为垂直于纸面向里、向里、向里、向外，且I3＝I4，故切断I4中电流可使O点的磁场增强．11．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的物质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．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的答案AB解析条形磁铁内部磁感线从S极到N极，选项C错误；磁感线是为了形象描述磁场而假想的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以选项D错误；磁场是一种客观存在的物质，所以选项A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北极指向均为磁场方向，所以选项B正确．12.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．回形针两端出现感应电荷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．13．如图9所示，一束带电粒子沿水平方向的虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向平行，能使小磁针N极转向读者，那么这束带电粒子可能是()图9A．向右飞的正离子B．向左飞的负离子C．向右飞的负离子D．向左飞的正离子答案CD解析带电粒子沿水平方向虚线飞过小磁针上方，并与小磁针方向平行，能使小磁针N极转向读者．可知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的．依据安培定则可得，电流的方向水平向左．因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行．。