1、合格性考试讲义 必修三第13章 电磁感应与电磁波初步第一节 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
2、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13.1-7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13.1-9、13.1-10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13.1-8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
3、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。【学考演练】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。()(6)地球的地磁两极和地理两极重合()(7)磁场的方向就是小磁针北极受力方向()(8)磁感线是为描述磁场而虚拟的，实际不存在()(9)磁感线不同于电场线，磁
4、感线可以相交()(10)静止的电荷周围既存在电场，又存在磁场()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，想其无则无解析：选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下列关于地磁场的说法中正确的是()A地理位置的南、北极即为地磁场的南、北极B在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理南极C在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理北极D地磁
5、场在地表附近某处有两个分量，水平分量指向地理的北极附近，竖直分量一定竖直向下解析：选C根据地磁场的特点可知：地理北极附近为地磁场南极即S极，在磁体外部磁场由N极指向S极在南半球地磁场的竖直分量向上，在北半球竖直分量向下故C正确4下列关于磁现象的电本质的说法中，错误的是()A一切磁现象都源于电流或运动电荷B静止的电荷也能产生磁场C永磁体的磁场也可以归结为由运动电荷产生的D在外磁场作用下物体内分子电流取向大致相同时物体就被磁化了解析：选B磁体的磁场是由于磁体内部的分子电流形成的，而电流的磁场由运动电荷产生。故A、C、D正确，B错误。5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
6、的小磁针，下列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，则锯条一定没有磁性D若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性解析：选A若小磁针的一端被推开，根据同名磁极相互排斥，则锯条一定有磁性，故A正确，D错误；若小磁针的一端被吸引，则锯条可能没有磁性，也可能是异名磁极间的相互吸引，故不能确定锯条有没有磁性，故B、C错误。6如图所示，水平直导线ab通有向右的电流I后，置于导线正下方原来静止的小磁针的S极将()A向纸外偏转B向纸内偏转C在纸面内顺时针转过90D不动解析：选A根
7、据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针N极向纸内偏转、S极向纸外偏转，A项正确7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解析：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
8、，选项D错误。8.如图所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()A指北B指南C竖直向上D竖直向下解析：选D我们已经知道地球的地理北极点上可以近似地认为是地磁的南极，根据磁体的同性相斥，异性相吸，所以小磁针的N极将竖直向下，故D正确。9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，则()AA、B一定相互吸引BA、B一定相互排斥CA、B之间有可能无磁场力作用DA、B可能相互吸引，也可能相互排斥解析：选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，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
9、下也会被磁化而相互吸引。若A有磁性，则A、B两磁体都分别有N极和S极，当它们的同名磁极靠近时，相互排斥；当异名磁极靠近时，相互吸引。这说明无论A有无磁性，它们之间总有磁场力，选项D正确。10举世瞩目的上海磁悬浮列车线是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线，其全程共30 km，列车最高速度可达552 km/h，单向运行约8 min。磁悬浮列车底部装有电磁铁，轨道地面上则安装有线圈。通过地面线圈与列车上的电磁铁之间的排斥力使列车悬浮起来。地面线圈的上端磁极极性与列车上的电磁铁下端极性总保持()A相同B相反C不能确定 D以上均不对解析：选A磁悬浮列车采用磁场力使列车与轨道分离并悬浮起来，减小摩擦阻
10、力，地面线圈与列车上的电磁铁间存在斥力，相对的磁极极性应相同。11.指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示。它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动。由于受地磁场作用，司南的磁勺尾静止时指向南方。下列说法中正确的是()A磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用B磁勺的指向不会受到附近磁铁的干扰C磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰D磁勺的N极位于司南的磁勺尾部解析：选A司南能够指示南北，是由于地球具有磁场，地磁场是南北指向，故A正确；司南的指向会受到附近磁铁和铁块的干扰，故B、C错误；由于司南的磁勺尾静止时指向南方，所以磁勺的S极位于司南
11、的磁勺尾部，故D错误。12磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微观粒子几乎都会呈现出磁性。地球就是一个巨大的磁体，甚至一些生物体内也会含有微量强磁性物质(如Fe3O4)。研究表明：鸽子正是利用体内所含有的微量强磁性物质在地磁场中所受的作用力来帮助辨别方向的。如果在鸽子的身上绑一块永磁体材料，且其附近的磁场比地磁场更强，则()A鸽子仍能辨别方向B鸽子更容易辨别方向C鸽子会迷失方向D不能确定鸽子是否会迷失方向解析：选C鸽子是利用体内所含有微量强磁性物质在地磁场中所受的作用力来帮助它辨别方向的，即其体内所含有微量强磁性物质相当于一个小磁针，小磁针的N极受力方向就是地球的北极方
12、向，而在鸽子的身上绑一块永磁体材料后严重干扰了地磁场对它的作用，使鸽子体内的小磁针N极受力的方向不再是地球的北极，这样会使鸽子迷失方向，故C正确。13.M1与M2为两根未被磁化的铁棒，现将它们分别放置于如图所示的位置，则被通电螺线管产生的磁场磁化后()AM1的左端为N极，M2的右端为N极BM1和M2的右端均为N极CM1的右端为N极，M2的左端为N极DM1和M2的左端均为N极解析：选A根据安培定则先画出通电螺线管的磁感线，M1和M2被磁化后的N极和所在位置磁感线方向一致，故M1的左端为N极，M2的右端为N极。14如图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是通电螺线管的磁场，
13、试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。解析：根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向从下向上，c中电流方向沿逆时针，d中磁感线方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线方向向右。答案：如图所示B级选考提能15如图所示，圆环带有大量的负电荷，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()Aa、b、c的N极都向纸内转Bb的N极向纸外转，而a、c的N极向纸内转Cb、c的N极都向纸内转，而a的N极向纸外转Db的N极向纸内转，而a、c的N极向纸外转解析：选B圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁
14、场垂直于纸面向里，b处磁场垂直于纸面向外，故a、c处的小磁针的N极向纸内转，b处小磁针的N极向纸外转，B正确。【真题演练】21. （2015陕西）用表示通电直导线，电流方向垂直纸面向外，用带箭头的线段或曲线表示磁感线下列图中，能正确反映通电直导线在其周围产生磁场的磁感线是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：根据右手定则，用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向，由此可知C选项正确，本题选C考点：右手定则31. （2017河南）如图所示,在纸平面内有一圆环形导线,通以逆时针方向的电流I,则圆环中心0点处的磁场方向为 A. 水平向左B.
15、 水平向右C. 垂直纸面向内D. 垂直纸面向外【答案】D【解析】【详解】在一圆环形导线内通以逆时针方向的电流I，据安培定则得圆环中心O点处的磁场方向为垂直纸面向外，故选D【点睛】根据安培定则即可得出圆环形导线电流周围的磁场方向此时四指方向为电流方向，大姆指方向为磁场方向25. （2019.6广东）如图所示，一小磁针被放入水平向右的匀强磁场中，忽略其他磁场的影响，当小磁针静止时，其N极的指向是A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向左D. 水平向右【答案】D【解析】【详解】小磁针放在磁场中时，当小磁针静止时，其极指向与磁感线的方向一致，即极指向是水平向右，故选项D正确，A、B、C错误23. （2
16、019.12河北）下列四幅图中画出的直线电流方向与其产生的磁场方向，其中正确的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】根据右手定则可知，拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁感线环绕方向。A.左边磁场方向垂直纸面向里，A错误；B.磁感线为逆时针环绕，B正确；CD.磁感线为逆时针环绕，C、D错误；故选B。17. （2019.6福建）最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（）A. 牛顿B. 伽利略C. 奥斯特D. 爱因斯坦【答案】C【解析】【详解】发现通电导线周围存在磁场的科学家是奥斯特。故选C。20. （2019.6福建）如图所示，小磁针放置在螺线管水平中心轴线的P点上，开关S闭合，小磁
17、针静止时N极所指的方向（）A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向右D. 水平向左【答案】D【解析】【详解】根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极，右侧为S极，因此右侧小磁针静止时N极水平指向左侧，故ABC错误，D正确。故选D。15. （2021.6广东）指南针是我国古代四大发明之一，关于指南针和地磁场，下列说法正确的是（）A. 指南针可以只有一个磁极B. 地磁场的磁感应强度处处相等C. 指南针能够显示地磁场对它的作用力方向D. 指南针的极指向地理南极【答案】C【解析】【分析】【详解】A指南针一定具有两个磁极，一个北极，一个南极，A错误；B地磁场不是匀强磁场，故地磁场的磁感应强度不是处处相等，B错误；C指南针能够显示地磁场对它的作用力方向，C正确；D静止时，指南针的极指向地理北极附近，D错误。故选C。23. （2021.6广东）关于磁感线，下列说法正确的是（）A 磁感线可以相交B. 磁感线是客观存在的C. 磁感线较密的地方，表示该处磁场较弱D. 磁感线上每一点切线方向都跟这点的磁场方向一致【答案】D【解析】【分析】【详解】A磁感线不可以相交，选项A错误；B磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，不是客观存在的，选项B错误；C磁感线较密的地方，表示该处磁场较强，选项C错误；D磁感线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致，选项D正确。故选D。第 13 页 共 13 页
