探究電流周圍的磁場課件

第3課時(shí)探究電流周圍的磁場第3課時(shí)探究電流周圍的磁場1學(xué)

習(xí)

目

標(biāo)思

維

啟

迪1.知道磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，了解安培分子電流假說．2.知道磁感線的定義，知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電線圈的磁感線分布，并學(xué)會用安培定則判定電流的磁場方向.

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線也能使小磁針偏轉(zhuǎn)，終于揭示了電與磁的聯(lián)系．為此，安培寫道：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個(gè)新紀(jì)元聯(lián)系在一起了．”法拉第則評論說：“他突然打開了科學(xué)中一個(gè)黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明．”那么電流周圍的磁場有什么特征呢？如圖5－3－1所示.圖5-3-1學(xué)習(xí)目標(biāo)思維啟迪1.知道磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，了解安培2課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)3一、幾種常見的磁場電流的磁場可以用安培定則來判定：1．用安培定則判定直線電流的磁場方向：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是_________________．2．用安培定則判定通電螺線管內(nèi)部的磁場方向：右手握住螺線管，讓彎曲的四指方向與電流方向一致，_____所指的方向就是螺線管內(nèi)部的磁場的方向．知識梳理磁感線環(huán)繞的方向拇指一、幾種常見的磁場知識梳理磁感線環(huán)繞的方向拇指43．用安培定則判定環(huán)形電流的磁場方向：右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的四指所指的方向與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上的_____________．二、安培分子電流假說內(nèi)容：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)_____．磁感線的方向磁極3．用安培定則判定環(huán)形電流的磁場方向：右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲5三、勻強(qiáng)磁場在磁場的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度____和_____相同，這個(gè)區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場．距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場，除邊緣部分外，可以視為勻強(qiáng)磁場，通電螺線管內(nèi)部的磁場也可以視為勻強(qiáng)磁場．勻強(qiáng)磁場的磁感線是_______________________．大小方向一些間隔相同的平行直線三、勻強(qiáng)磁場大小方向一些間隔相同的平行直線61．下列說法中正確的是 ()A．只有磁鐵周圍才有磁場B．電荷的周圍一定有電場和磁場C．永久磁鐵的磁場與電流周圍的磁場是兩種不同的磁場D．電流能產(chǎn)生磁場說明電和磁是有聯(lián)系的解析：磁鐵和電流周圍都有磁場且性質(zhì)相同，而電流是電荷定向移動(dòng)形成的．所以，運(yùn)動(dòng)電荷周圍既有電場又有磁場，靜止電荷周圍只有電場，A、B、C不對，電流產(chǎn)生磁場就是電和磁有關(guān)的證明，所以D對．答案：D基礎(chǔ)自測1．下列說法中正確的是 ()基礎(chǔ)自測72．關(guān)于電場線與磁感線的概念，以下說法中正確的是 ()A．電場線與磁感線都是不封閉的曲線B．沿著磁感線的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越小C．任意兩條電場線或磁感線都不會相交D．通電螺線管內(nèi)部的小磁針靜止時(shí)N極的指向與該處磁感線的方向相反解析：電場線是由正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷，而磁感線是封閉曲線，故A錯(cuò)誤，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是看疏密而不是看方向，故B錯(cuò)誤．電場線或磁感線的切線方向?yàn)樵撎幍膱龅姆较?，而場只有一個(gè)方向，所以兩條電場線或磁感線不能相交，C正確．無論是在螺線管內(nèi)部還是外部，小磁針靜止時(shí)N極指向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?，故D錯(cuò)誤．答案：C2．關(guān)于電場線與磁感線的概念，以下說法中正確的是 83．如圖5－3－2所示，一矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導(dǎo)線在同一平面，而且處在兩導(dǎo)線的中央，則 ()A．兩電流同向時(shí)，穿過線圈的磁通量為零B．兩電流反向時(shí)，穿過線圈的磁通量為零C．兩電流同向或反向，穿過線圈的磁通量都為零D．兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的，因此不能判定穿過線圈的磁通量大小答案：A圖5-3-23．如圖5－3－2所示，一矩形線圈與通有相同大小的電流的平行94．如圖5－3－3所示，當(dāng)有電流通過線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下判斷正確的是 ()A．當(dāng)線圈通以沿順時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針N極將指向讀者B．當(dāng)線圈通以沿逆時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針S極將指向讀者C．當(dāng)磁針N極指向讀者時(shí)，線圈中的電流沿逆時(shí)針方向D．以上判斷均不正確答案：C圖5-3-34．如圖5－3－3所示，當(dāng)有電流通過線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，105．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()A．磁現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)電荷(電流)之間通過磁場發(fā)生的相互作用B．除永磁鐵外，一切磁場都是運(yùn)動(dòng)電荷(電流)產(chǎn)生的C．磁就是電，電就是磁D．安培根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論，進(jìn)行嚴(yán)格推理得出分子電流的概念，提示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)答案：AD5．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()11課堂互動(dòng)探究課堂互動(dòng)探究12在掌握各類磁場的分布時(shí)，要牢記地磁場、條形磁鐵、蹄形磁鐵等永磁體的磁場分布以及直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍空間的磁場分布，要能熟練地用磁感線正確表示，以圖示方法畫出磁感線的分布情況(包括正確的方向和大致的疏密程度)，還要能根據(jù)解題的需要選擇不同的圖示(如立體圖、縱剖面圖或橫斷面圖等).(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場在磁體的外部，磁感線從N極射出進(jìn)入S極(如圖5-3-4所示)，在內(nèi)部也有相應(yīng)條數(shù)的磁感線(圖中未畫出)與外部磁感線銜接并組成閉合曲線.幾種常見的磁感線在掌握各類磁場的分布時(shí)，要牢記地磁場、條形磁鐵、蹄形磁鐵等永13圖5-3-4圖5-3-414(2)直線電流的磁場直線電流的磁感線是在垂直于導(dǎo)線平面上的以導(dǎo)線上某點(diǎn)為圓心的同心圓(如圖5－3－5所示)，其分布呈現(xiàn)“中心密邊緣疏”的特征，從不同角度觀察，如圖5－3－6所示．磁感線分布圖5-3-5圖5-3-6(2)直線電流的磁場磁感線分布圖5-3-615(3)環(huán)形電流的磁場如圖5－3－7中甲、乙、丙從不同角度觀察，環(huán)形電流的磁感線是一組穿過環(huán)所在平面的曲線，在環(huán)形導(dǎo)線所在平面處，各條磁感線都與環(huán)形導(dǎo)線所在的平面垂直．圖5-3-7(3)環(huán)形電流的磁場圖5-3-716(4)通電螺線管的磁感線與條形磁鐵相似，一端相當(dāng)于北極N，另一端相當(dāng)于南極S.小磁針在通電螺線管周圍空間的指向，不論是在管內(nèi)還是在管外，都可以根據(jù)磁感線的方向加以判斷，如圖5－3－8甲所示．圖5-3-8(4)通電螺線管的磁感線與條形磁鐵相似，一端相當(dāng)于北極N，另17(5)勻強(qiáng)磁場在磁場的某些區(qū)域內(nèi)，若磁感線為同向、等間距的平行的直線，則這個(gè)區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場．圖5-3-9通有穩(wěn)恒電流的長直螺線管內(nèi)的中央?yún)^(qū)域的磁場可看作勻強(qiáng)磁場，如圖5－3－8乙所示．當(dāng)條形磁鐵N和S兩磁極端面相互平行，且距離較近時(shí)，磁極間的磁場也可看作勻強(qiáng)磁場，如圖5－3－9所示．(5)勻強(qiáng)磁場圖5-3-9通有穩(wěn)恒電流的長直螺線管內(nèi)的中央?yún)^(qū)18【例1】關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列哪些是正確的 ()A．磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止B．自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部，其N極指向螺線管的北極C．磁感線的方向就是磁場方向D．兩條磁感線空隙處不存在磁場解析：磁感線與電場線不同，它是一條閉合曲線，在磁體的外部由N極到S極，而在磁體的內(nèi)部則由S極到N極，故選項(xiàng)A是不正確的．【例1】關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列哪些是正確的 19螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似，是由S極到N極，即磁場方向也就是從S極指向N極，所以放置其中的小磁針N極必然是指向磁場方向，即螺線管的北極，故選項(xiàng)B正確．只有磁感線是直線時(shí)，磁感線的方向才與磁場方向一致；如果磁感線是曲線，那么某點(diǎn)的磁場方向是用該點(diǎn)的切線方向來表示的，故選項(xiàng)C不正確．磁感線是為研究問題方便而假想的曲線，磁場中磁感線有無數(shù)條，故提出兩條磁感線之間是否有空隙，是否存在磁場等類似的問題是毫無意義的，故選項(xiàng)D不正確． 答案：B螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似，是由S極到N極，即磁場方向20【題后反思】磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在內(nèi)部由S極指向N極，磁感線上任一條切線方向表示該點(diǎn)磁場方向．【題后反思】磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在21 下列說法中正確的是 ()A．磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致B．磁場真實(shí)分布在立體空間，所以磁感線也真實(shí)存在于立體空間中C．磁感線從磁體的N極出發(fā)，到S極終止D．兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場E．兩個(gè)磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交F．磁感線的方向就是磁場方向解析：根據(jù)物理學(xué)的規(guī)定，小磁針北極受力方向或小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是那一點(diǎn)的磁場方向，而磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都在 下列說法中正確的是 ()22該點(diǎn)的磁場方向上，故A正確．磁感線是為了形象地描述磁場而人為引入的，并非真實(shí)存在的，故B錯(cuò)．磁感線與電場線不同，它是封閉曲線，在磁體外部由N極到S極，而在磁體內(nèi)部則由S極到N極，并無終止，C錯(cuò)．磁感線是為了研究問題方便而假想的曲線，磁場并不依賴于磁感線而存在，所以討論磁感線間是否有空隙、是否存在磁場等類似的問題是毫無意義的，D錯(cuò)．磁場疊加后性質(zhì)發(fā)生變化，相應(yīng)的磁感線形狀可能會發(fā)生變化，但無論怎樣，磁感線一定不會相交，E錯(cuò)．只有磁感線是直線時(shí)，磁感線的方向才與磁場方向一致，磁感線是曲線時(shí)，磁場的方向是用該點(diǎn)的磁感線的切線方向來表示的，F(xiàn)錯(cuò)．

答案：A該點(diǎn)的磁場方向上，故A正確．磁感線是為了形象地描述磁場而人為23關(guān)于電流磁場方向的判定，要求能正確掌握安培定則的兩種用法，自直線電流的磁場過渡到環(huán)形電流的磁場，再到通電螺線管的磁場，由簡到繁，領(lǐng)會安培定則兩種用法的一致性．例如對環(huán)形電流，我們可以看作由很多小的直線電流組成，讓伸直的大拇指指向電流方向，則彎曲的四指所指為磁感線環(huán)繞方向，結(jié)果同讓彎曲的四指指向電流方向，伸直的大拇指指向?yàn)橹行妮S線上的磁感線方向一致．這說明安培定則(1)和安培定則(2)是一致的．安培定則的應(yīng)用關(guān)于電流磁場方向的判定，要求能正確掌握安培定則的兩種用法，自24在正確判定通電螺線管內(nèi)部磁場方向的基礎(chǔ)上，依據(jù)螺線管內(nèi)部與外部的磁感線銜接形成一些閉合曲線并且環(huán)繞方向一致，明確其N、S極的相對位置，理解內(nèi)部“磁感線是由S極指向N極的”．在正確判定通電螺線管內(nèi)部磁場方向的基礎(chǔ)上，依據(jù)螺線管內(nèi)部與外25【例2】如圖5－3－10所示，一束帶電粒子沿水平方向沿虛線飛過磁針上方，并與磁針方向平行，能使磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是 ()A．向右飛的正離子B．向右飛的負(fù)離子C．向左飛的正離子D．向左飛的負(fù)離子圖5-3-10【例2】如圖5－3－10所示，一束帶電粒子沿水平方向沿虛線26解析：小磁針N極的指向即是磁針?biāo)谔幍拇艌龇较颍}中磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，說明離子束下方的磁場方向由紙內(nèi)指向紙外．由安培定則可判定由離子束的定向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電流方向由右向左，故若為正離子，則應(yīng)是自右向左運(yùn)動(dòng)，若為負(fù)離子，則應(yīng)是自左向右運(yùn)動(dòng)．答案：BC【題后反思】帶電粒子束的定向移動(dòng)可以看作“等效電流”，正電荷定向移動(dòng)方向和“等效電流”方向相同，負(fù)電荷相反；“等效電流”的磁場也可以應(yīng)用安培定則判定．解析：小磁針N極的指向即是磁針?biāo)谔幍拇艌龇较颍}中磁針S極27 在蹄形鐵芯上繞有線圈，如圖5－3－11所示，根據(jù)小磁針的指向，畫出線圈的繞線方向．圖5-3-11 在蹄形鐵芯上繞有線圈，如圖5－3－11所示，根據(jù)小磁針的指28解析：首先由小磁針靜止時(shí)N極的指向可以確定，繞在蹄形鐵芯上的線圈通電后，產(chǎn)生的磁場方向，是從鐵芯左方到右方，即蹄形鐵芯左方為N極，右方為S極，再根據(jù)電源標(biāo)出電流方向，鐵芯左方上端為N極，鐵芯左方線圈中電流方向如圖所示，由安培定則可知，左側(cè)線圈的繞線方向如圖所示．同理，鐵芯右側(cè)上端為S極，線圈中電流方向如圖所示，根據(jù)安培定則可知，線圈繞線方向如圖所示．答案：線圈的繞線方向如圖所示．解析：首先由小磁針靜止時(shí)N極的指向可以確定，繞在蹄形鐵芯上的29(1)磁場是矢量，不僅有大小而且有方向．(2)磁場的迭加遵循平行四邊形定則．磁場的迭加問題(1)磁場是矢量，不僅有大小而且有方向．磁場的迭加問題30【例3】如圖5－3－12所示，兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、B圓心O重合、圓面相互垂直的放置，通電電流相同，電流方向如圖所示，設(shè)每個(gè)圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B0，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ()A．0B．2B0C.B0D．無法確定圖5-3-12【例3】如圖5－3－12所示，兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、B31答案：C【題后反思】磁場是矢量，在合成時(shí)遵循平行四邊形定則，熟練應(yīng)用右手定則判定電流周圍的磁場分布．答案：C32 如圖5－3－13所示，環(huán)中電流方向是上半圓順時(shí)針，下半圓是逆時(shí)針，且I1＝I2，則環(huán)中心O點(diǎn)磁場是 ()A．最大，方向是垂直紙面向外B．最大，方向是垂直紙面向里C．為零D．無法確定答案：C圖5-3-13 如圖5－3－13所示，環(huán)中電流方向是上半圓順時(shí)針，下半圓是33知能綜合訓(xùn)練知能綜合訓(xùn)練34第3課時(shí)探究電流周圍的磁場第3課時(shí)探究電流周圍的磁場35學(xué)

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標(biāo)思

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啟

迪1.知道磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，了解安培分子電流假說．2.知道磁感線的定義，知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電線圈的磁感線分布，并學(xué)會用安培定則判定電流的磁場方向.

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線也能使小磁針偏轉(zhuǎn)，終于揭示了電與磁的聯(lián)系．為此，安培寫道：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個(gè)新紀(jì)元聯(lián)系在一起了．”法拉第則評論說：“他突然打開了科學(xué)中一個(gè)黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明．”那么電流周圍的磁場有什么特征呢？如圖5－3－1所示.圖5-3-1學(xué)習(xí)目標(biāo)思維啟迪1.知道磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，了解安培36課前自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)習(xí)37一、幾種常見的磁場電流的磁場可以用安培定則來判定：1．用安培定則判定直線電流的磁場方向：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是_________________．2．用安培定則判定通電螺線管內(nèi)部的磁場方向：右手握住螺線管，讓彎曲的四指方向與電流方向一致，_____所指的方向就是螺線管內(nèi)部的磁場的方向．知識梳理磁感線環(huán)繞的方向拇指一、幾種常見的磁場知識梳理磁感線環(huán)繞的方向拇指383．用安培定則判定環(huán)形電流的磁場方向：右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲的四指所指的方向與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上的_____________．二、安培分子電流假說內(nèi)容：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，分子的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)_____．磁感線的方向磁極3．用安培定則判定環(huán)形電流的磁場方向：右手握住環(huán)形導(dǎo)線，彎曲39三、勻強(qiáng)磁場在磁場的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度____和_____相同，這個(gè)區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場．距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場，除邊緣部分外，可以視為勻強(qiáng)磁場，通電螺線管內(nèi)部的磁場也可以視為勻強(qiáng)磁場．勻強(qiáng)磁場的磁感線是_______________________．大小方向一些間隔相同的平行直線三、勻強(qiáng)磁場大小方向一些間隔相同的平行直線401．下列說法中正確的是 ()A．只有磁鐵周圍才有磁場B．電荷的周圍一定有電場和磁場C．永久磁鐵的磁場與電流周圍的磁場是兩種不同的磁場D．電流能產(chǎn)生磁場說明電和磁是有聯(lián)系的解析：磁鐵和電流周圍都有磁場且性質(zhì)相同，而電流是電荷定向移動(dòng)形成的．所以，運(yùn)動(dòng)電荷周圍既有電場又有磁場，靜止電荷周圍只有電場，A、B、C不對，電流產(chǎn)生磁場就是電和磁有關(guān)的證明，所以D對．答案：D基礎(chǔ)自測1．下列說法中正確的是 ()基礎(chǔ)自測412．關(guān)于電場線與磁感線的概念，以下說法中正確的是 ()A．電場線與磁感線都是不封閉的曲線B．沿著磁感線的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度越來越小C．任意兩條電場線或磁感線都不會相交D．通電螺線管內(nèi)部的小磁針靜止時(shí)N極的指向與該處磁感線的方向相反解析：電場線是由正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷，而磁感線是封閉曲線，故A錯(cuò)誤，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是看疏密而不是看方向，故B錯(cuò)誤．電場線或磁感線的切線方向?yàn)樵撎幍膱龅姆较颍鴪鲋挥幸粋€(gè)方向，所以兩條電場線或磁感線不能相交，C正確．無論是在螺線管內(nèi)部還是外部，小磁針靜止時(shí)N極指向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?，故D錯(cuò)誤．答案：C2．關(guān)于電場線與磁感線的概念，以下說法中正確的是 423．如圖5－3－2所示，一矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導(dǎo)線在同一平面，而且處在兩導(dǎo)線的中央，則 ()A．兩電流同向時(shí)，穿過線圈的磁通量為零B．兩電流反向時(shí)，穿過線圈的磁通量為零C．兩電流同向或反向，穿過線圈的磁通量都為零D．兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的，因此不能判定穿過線圈的磁通量大小答案：A圖5-3-23．如圖5－3－2所示，一矩形線圈與通有相同大小的電流的平行434．如圖5－3－3所示，當(dāng)有電流通過線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下判斷正確的是 ()A．當(dāng)線圈通以沿順時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針N極將指向讀者B．當(dāng)線圈通以沿逆時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針S極將指向讀者C．當(dāng)磁針N極指向讀者時(shí)，線圈中的電流沿逆時(shí)針方向D．以上判斷均不正確答案：C圖5-3-34．如圖5－3－3所示，當(dāng)有電流通過線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，445．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()A．磁現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)電荷(電流)之間通過磁場發(fā)生的相互作用B．除永磁鐵外，一切磁場都是運(yùn)動(dòng)電荷(電流)產(chǎn)生的C．磁就是電，電就是磁D．安培根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論，進(jìn)行嚴(yán)格推理得出分子電流的概念，提示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)答案：AD5．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()45課堂互動(dòng)探究課堂互動(dòng)探究46在掌握各類磁場的分布時(shí)，要牢記地磁場、條形磁鐵、蹄形磁鐵等永磁體的磁場分布以及直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管周圍空間的磁場分布，要能熟練地用磁感線正確表示，以圖示方法畫出磁感線的分布情況(包括正確的方向和大致的疏密程度)，還要能根據(jù)解題的需要選擇不同的圖示(如立體圖、縱剖面圖或橫斷面圖等).(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場在磁體的外部，磁感線從N極射出進(jìn)入S極(如圖5-3-4所示)，在內(nèi)部也有相應(yīng)條數(shù)的磁感線(圖中未畫出)與外部磁感線銜接并組成閉合曲線.幾種常見的磁感線在掌握各類磁場的分布時(shí)，要牢記地磁場、條形磁鐵、蹄形磁鐵等永47圖5-3-4圖5-3-448(2)直線電流的磁場直線電流的磁感線是在垂直于導(dǎo)線平面上的以導(dǎo)線上某點(diǎn)為圓心的同心圓(如圖5－3－5所示)，其分布呈現(xiàn)“中心密邊緣疏”的特征，從不同角度觀察，如圖5－3－6所示．磁感線分布圖5-3-5圖5-3-6(2)直線電流的磁場磁感線分布圖5-3-649(3)環(huán)形電流的磁場如圖5－3－7中甲、乙、丙從不同角度觀察，環(huán)形電流的磁感線是一組穿過環(huán)所在平面的曲線，在環(huán)形導(dǎo)線所在平面處，各條磁感線都與環(huán)形導(dǎo)線所在的平面垂直．圖5-3-7(3)環(huán)形電流的磁場圖5-3-750(4)通電螺線管的磁感線與條形磁鐵相似，一端相當(dāng)于北極N，另一端相當(dāng)于南極S.小磁針在通電螺線管周圍空間的指向，不論是在管內(nèi)還是在管外，都可以根據(jù)磁感線的方向加以判斷，如圖5－3－8甲所示．圖5-3-8(4)通電螺線管的磁感線與條形磁鐵相似，一端相當(dāng)于北極N，另51(5)勻強(qiáng)磁場在磁場的某些區(qū)域內(nèi)，若磁感線為同向、等間距的平行的直線，則這個(gè)區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場．圖5-3-9通有穩(wěn)恒電流的長直螺線管內(nèi)的中央?yún)^(qū)域的磁場可看作勻強(qiáng)磁場，如圖5－3－8乙所示．當(dāng)條形磁鐵N和S兩磁極端面相互平行，且距離較近時(shí)，磁極間的磁場也可看作勻強(qiáng)磁場，如圖5－3－9所示．(5)勻強(qiáng)磁場圖5-3-9通有穩(wěn)恒電流的長直螺線管內(nèi)的中央?yún)^(qū)52【例1】關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列哪些是正確的 ()A．磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止B．自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部，其N極指向螺線管的北極C．磁感線的方向就是磁場方向D．兩條磁感線空隙處不存在磁場解析：磁感線與電場線不同，它是一條閉合曲線，在磁體的外部由N極到S極，而在磁體的內(nèi)部則由S極到N極，故選項(xiàng)A是不正確的．【例1】關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列哪些是正確的 53螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似，是由S極到N極，即磁場方向也就是從S極指向N極，所以放置其中的小磁針N極必然是指向磁場方向，即螺線管的北極，故選項(xiàng)B正確．只有磁感線是直線時(shí)，磁感線的方向才與磁場方向一致；如果磁感線是曲線，那么某點(diǎn)的磁場方向是用該點(diǎn)的切線方向來表示的，故選項(xiàng)C不正確．磁感線是為研究問題方便而假想的曲線，磁場中磁感線有無數(shù)條，故提出兩條磁感線之間是否有空隙，是否存在磁場等類似的問題是毫無意義的，故選項(xiàng)D不正確． 答案：B螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似，是由S極到N極，即磁場方向54【題后反思】磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在內(nèi)部由S極指向N極，磁感線上任一條切線方向表示該點(diǎn)磁場方向．【題后反思】磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在55 下列說法中正確的是 ()A．磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致B．磁場真實(shí)分布在立體空間，所以磁感線也真實(shí)存在于立體空間中C．磁感線從磁體的N極出發(fā)，到S極終止D．兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場E．兩個(gè)磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交F．磁感線的方向就是磁場方向解析：根據(jù)物理學(xué)的規(guī)定，小磁針北極受力方向或小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是那一點(diǎn)的磁場方向，而磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都在 下列說法中正確的是 ()56該點(diǎn)的磁場方向上，故A正確．磁感線是為了形象地描述磁場而人為引入的，并非真實(shí)存在的，故B錯(cuò)．磁感線與電場線不同，它是封閉曲線，在磁體外部由N極到S極，而在磁體內(nèi)部則由S極到N極，并無終止，C錯(cuò)．磁感線是為了研究問題方便而假想的曲線，磁場并不依賴于磁感線而存在，所以討論磁感線間是否有空隙、是否存在磁場等類似的問題是毫無意義的，D錯(cuò)．磁場疊加后性質(zhì)發(fā)生變化，相應(yīng)的磁感線形狀可能會發(fā)生變化，但無論怎樣，磁感線一定不會相交，E錯(cuò)．只有磁感線是直線時(shí)，磁感線的方向才與磁場方向一致，磁感線是曲線時(shí)，磁場的方向是用該點(diǎn)的磁感線的切線方向來表示的，F(xiàn)錯(cuò)．

答案：A該點(diǎn)的磁場方向上，故A正確．磁感線是為了形象地描述磁場而人為57關(guān)于電流磁場方向的判定，要求能正確掌握安培定則的兩種用法，自直線電流的磁場過渡到環(huán)形電流的磁場，再到通電螺線管的磁場，由簡到繁，領(lǐng)會安培定則兩種用法的一致性．例如對環(huán)形電流，我們可以看作由很多小的直線電流組成，讓伸直的大拇指指向電流方向，則彎曲的四指所指為磁感線環(huán)繞方向，結(jié)果同讓彎曲的四指指向電流方向，伸直的大拇指指向?yàn)橹行妮S線上的磁感線方向一致．這說明安培定則(1)和安培定則(2)是一致的．安培定則的應(yīng)用關(guān)于電流磁場方向的判定，要求能正確掌握安培定則的兩種用法，自58在正確判定通電螺線管內(nèi)部磁場方向的基礎(chǔ)上，依據(jù)螺線管內(nèi)部與外部的磁感線銜接形成一些閉合曲線并且環(huán)繞方向一致，明確其N、S極的相對位置，理解內(nèi)部“磁感線是由S極指向N極的”．在正確判定通電螺線管內(nèi)部磁場方向的基礎(chǔ)上，依據(jù)螺線管內(nèi)部與外59【例2】如圖5－3－10所示，一束帶電粒子沿水平方向沿虛線飛過磁針上方，并與磁針方向平行，能使磁針的N極轉(zhuǎn)向讀者，那么這束帶電粒子可能是 ()A．向右飛的正離子B．向右飛的負(fù)離子C．向左飛的正離子