考點26 磁場 電流的磁場（解析版）2

考點26磁場電流的磁場一、磁現(xiàn)象1．磁性：物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性。2．磁體：具有磁性的物體，

可分為天然磁體、人造磁體。3．磁極：定義：磁體上磁性最強的部分叫磁極。（條形磁體兩端最強中間最弱）

種類：水平面自由轉(zhuǎn)動的磁體，指南的磁極叫南極（S），指北的磁極叫北極（N）。

說明：最早的指南針叫司南。一個永磁體分成多部分后，每一部分仍存在兩個磁極。4.磁體間相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。5．磁化：使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。二、磁場1．定義：磁體周圍存在著的物質(zhì)，它是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)。2．磁場基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。磁極間的相互作用是通過磁場而發(fā)生的。3．磁場方向規(guī)定：在磁場中的某一點，小磁針北極靜止時所指的方向（小磁針北極所受磁力的方向）就是該點磁場的方向。4．磁感應(yīng)線：①定義：在磁場中畫一些有方向的曲線。磁感線可以形象直觀地顯示出磁體周圍各處磁場的強弱和方向。②磁感線是為了描述磁場而引入假想曲線，但磁場是客觀存在的。用磁感線描述磁場的方法叫建立理想模型法。③方向：磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來，回到磁體的南極。④磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。三、地磁場：1.定義：在地球周圍的空間里存在的磁場，磁針指南北是因為受到地磁場的作用。2.磁極：地磁場的北極在地理的南極附近，地磁場的南極在地理的北極附近。3.磁偏角：首先由我國宋代的沈括發(fā)現(xiàn)。四、電流的磁場：1.奧斯特實驗：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場，稱為電流的磁效應(yīng)。該現(xiàn)象在1820年被丹麥的物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)。該現(xiàn)象說明：通電導(dǎo)線的周圍存在磁場，且磁場與電流的方向有關(guān)。2.通電螺線管的磁場：通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場一樣。其兩端的極性跟電流方向有關(guān)，電流方向與磁極間的關(guān)系可由安培定則來判斷。3.安培定則：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那一端就是螺線管的N極（也叫右手螺旋定則）。4.電磁鐵：①通過電流越大，磁性越強；②線圈匝數(shù)越多，磁性越強；③插入軟鐵芯，磁性大大增強；④通電螺線管的極性可用電流方向來改變。例1．（2022?寶山區(qū)二模）最先發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是（）A．牛頓 B．奧斯特 C．歐姆 D．焦耳【答案】B【解析】解：A、牛頓發(fā)現(xiàn)了力學(xué)三大定律，故A不合題意；B、奧斯特是最早發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家，故B符合題意；C、歐姆通過實驗總結(jié)了歐姆定律，故C不合題意；D、焦耳通過實驗得出了焦耳定律，故D不合題意。故選：B。例2．（2022?徐匯區(qū)二模）如圖所示，通電螺線管周圍有四個小磁針E、F、P、Q（圖中涂黑端為N極），當(dāng)小磁針靜止時指向正確的是（）A．E B．F C．P D．Q【答案】D【解析】解：根據(jù)電源的正負(fù)極在圖上標(biāo)出通電螺線管的電流方向從右邊流入、從左邊流出；根據(jù)電流方向，利用安培定則判斷螺線管的左端為N極、右端為S極；而同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引，可見小磁針Q的指向正確。故選：D。例3．（2022?嘉定區(qū)二模）閉合開關(guān)S，通電螺線管附近的小磁針靜止情況如圖所示，則螺線管的______端為N極，電源的______端為正極（均選填“左”或“右”）；若通電螺線管附近有A和B兩個位置，磁性較強的是______（選填“A”或“B”）位置。【答案】左；右；B。【解析】解：小磁針的左端為N極，右端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的左端為N極，右端為S極；根據(jù)安培定則可知，螺線管中電流是從右側(cè)流入的，所以電源的右端為正極；B靠近螺線管的磁極，則磁性較強。故答案為：左；右；B。1．（2022春?靜安區(qū)）關(guān)于條形磁鐵，下列描述錯誤的是（）A．條形磁鐵兩端的磁性最強 B．條形磁鐵能指南北 C．條形磁鐵周圍存在磁感線 D．條形磁鐵不能吸引銅屑【答案】C【解析】解：A、磁體上磁性最強的部分叫磁極，條形磁鐵兩端的磁性最強，故A正確；B、條形磁鐵在地磁場的作用下要指向南北方向，其中指南的叫南極，故B正確；C、為了便于研究磁場，我們引入了磁感線的概念，磁感線是假想的分布在磁體周圍的曲線，這種研究方法叫建立理想模型法，故C錯誤；D、磁體能夠吸引磁性材料，因此條形磁鐵能夠吸引鐵屑，不能吸引銅屑，故D正確。故選：C。2．（2021?上海二模）如圖所示，小磁針N極的指向和通電螺線管的磁感線方向標(biāo)注均正確的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由圖知，四幅圖中電流方向和線圈的繞法都相同，且電流從左方流入、右方流出，根據(jù)安培定則，伸出右手，四指彎曲所指的方向為電流的方向，則大拇指指向通電螺線管的左端為S極，螺線管的右端為N極；在磁體外部，磁感線方向由N極指向S極，則磁感線方向向左，故AB錯誤；由磁極間的相互作用規(guī)律可知，小磁針左下端為S極，右上端為N極，故C正確，D錯誤。故選：C。3．（2020?崇明區(qū)二模）在圖中，靜止小磁針N極指向正確的是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．d【答案】B【解析】解：根據(jù)安培定則可知，螺線管右端為N極，左端為S極；根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引可知，b是正確的。故選：B。4．（2022?上海模擬）小趙根據(jù)“磁體對周圍小磁針的力的作用，不需要接觸，說明磁體周圍有磁場”，結(jié)合帶電物體能吸引輕小物體的現(xiàn)象，類比得出：帶電物體周圍存在“電場”。①請寫出帶電物體周圍存在“電場”的依據(jù)：____________________________________。②類比同名磁極的磁場分布情況，用一系列假想線來描述兩正電荷周圍的“電場”分布情況，圖中合理的是______。（選填“甲”或“乙”）【答案】①電場會對放入其中的帶電物體有力的作用；②乙?！窘馕觥拷猓孩賻щ娢矬w周圍存在“電場”的依據(jù)：電場會對放入其中的帶電物體有力的作用；②同種電荷相互排斥，兩正電荷周圍的“電場”分布情況，圖中合理的是乙。故答案為：①電場會對放入其中的帶電物體有力的作用；②乙。5．（2022?黃浦區(qū)二模）如圖所示，根據(jù)通電螺線管的N極，可判斷電源的左端是______極?！敬鸢浮空窘馕觥恳阎娐菥€管的右端為N極，線圈繞向如圖所示，根據(jù)安培定則，用右手握住螺線管，大拇指指向螺線管的N極，四指指向電流的方向，則電流從左后方流入，右前方流出，故電源左端為正極，右端為負(fù)極。故答案為：正。6．（2022?金山區(qū)二模）某導(dǎo)體兩端的電壓為9伏，在10秒內(nèi)通過該導(dǎo)體橫截面的電荷量為3庫，通過該導(dǎo)體的電流為______安，該導(dǎo)體的電阻為______歐；如圖所示，根據(jù)通電螺線管中磁感線的方向，可判斷電源的正極為______端（選填“A”或“B”）。【答案】0.3；30；A【解析】解：（1）通過該導(dǎo)體的電流：I=Qt=3C（2）由1=UR可得，導(dǎo)體的電阻：R=U（3）由磁感線的特點：在磁體外部，磁感線從N極出發(fā)回到S極，可知通電螺線管的左端為N極、右端為S極；由安培定則可知，電流由通電螺線管的左側(cè)流入，則電源的左端A為正極、B端為負(fù)極。故答案為：0.3；30；A。7．（2021?嘉定區(qū)二模）如圖所示，小磁針靜止。閉合開關(guān)S，小磁針將______（選填“順”或“逆”）時針轉(zhuǎn)動，小磁針轉(zhuǎn)動是因為力可以改變物體的___________，此時通電螺線管的左端相當(dāng)于條形磁鐵的______（選填“N”或“S”）極。【答案】順；運動狀態(tài)；S?！窘馕觥块]合開關(guān)S，通電螺線管相當(dāng)于條形磁體，根據(jù)安培定則可知，螺線管的右端為N極，左端為S極；根據(jù)異名磁極相互吸引、同名磁極相互排斥可知，小磁針的上端被排斥，順時針轉(zhuǎn)動；小磁針轉(zhuǎn)動是因為力可以改變物體的運動狀態(tài)。故答案為：順；運動狀態(tài)；S。8．（2021?長寧區(qū)二模）小紅用圖（a）、（b）、（c）所示裝置研究磁與電的關(guān)系。①由圖（a）、（b）、（c）可知：電流周圍存在磁場，且___________________________。②小紅推理：若一束電子沿著水平方向平行地飛過小磁針上方，如圖（d）所示，小磁針也會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其依據(jù)是：_______________________________________________________________。③圖（d）中小磁針N極偏轉(zhuǎn)方向和圖_______中小磁針的偏轉(zhuǎn)方向相同，依據(jù)是：_________________?！敬鸢浮竣俅艌龇较蚺c電流方向有關(guān)；②自由電子定向移動形成電流，電流周圍存在磁場；③（c）；電子帶負(fù)電，負(fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反?！窘馕觥拷猓孩儆蓤D（a）、（b）、（c）可知，導(dǎo)線不通電，小磁針不偏轉(zhuǎn)，通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明電流周圍存在磁場，改變電流的方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，這說明磁場的方向與電流方向有關(guān)；②小紅推理：若一束電子沿著水平方向平行地飛過小磁針上方，電子是負(fù)電荷，其定向移動時會產(chǎn)生電流，電流的周圍存在磁場，則小磁針也會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；③電子帶負(fù)電，負(fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反，故圖（d）中小磁針N極偏轉(zhuǎn)方向和圖C中小磁針的偏轉(zhuǎn)方向相同。故答案為：①磁場方向與電流方向有關(guān)；②自由電子定向移動形成電流，電流周圍存在磁場；③（c）；電子帶負(fù)電，負(fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反。9．（2022?青浦區(qū)二模）磁體與磁體間的相互作用，可以不相互接觸，這是因為磁體周圍存在磁場。①在磁體周圍，磁體兩極處的磁場_________（選填“最強”或“最弱”）；②我們可以用磁感線來表示磁體周圍的磁場。下列關(guān)于磁感線的說法，正確的是_________。a磁感線是真實存在的b磁感線能表示磁體周圍各處磁場的強弱c磁感線能表示磁體周圍各處磁場的方向③如圖是某同學(xué)繪制的條形磁體周圍的磁感線，請指出圖中磁感線的主要錯誤并說明理由：________________________________________________________________________NNS【答案】（1）最強；（2）BC；（3）主要錯誤：圖中磁感線交叉了；理由：磁感線表示磁體周圍磁場，磁場中任一點的磁場只有一個確定的方向，交叉處的磁場方向有兩個?！窘獯稹拷猓海?）在磁體周圍，磁體兩極處的磁感線最密集，而磁感線越密集，表示磁性越強。（2）A．磁場是真實存在的，而磁感線是假想的曲線，為了方便研究磁場而引入的，故A錯誤；B．磁感線能表示磁體周圍各處磁場的強弱，磁感線越密集，磁場越強，故B正確；C．磁感線能表示磁場的方向，故C正確。故選BC。（3）存在的錯誤之處是圖中磁感線交叉了，因為磁感線表示磁體周圍磁場，磁場中任一點的磁場只有一個確定的方向，而交叉處的磁場方向有兩個，故存在錯誤。故答案為：（1）最強；（2）BC；（3）主要錯誤：圖中磁感線交叉了；理由：磁感線表示磁體周圍磁場，磁場中任一點的磁場只有一個確定的方向，交叉處的磁場方向有兩個。10．（2020秋?靜安區(qū)期末）開關(guān)S閉合時，通電螺線管的磁感線如圖所示，則電源的______端為正極（選填“A”或“B”）；小磁針的N極將___________（選填“向左偏轉(zhuǎn)”或“向右偏轉(zhuǎn)”）；若通電螺線管附近有C和D兩個位置，磁性較強的是______（選填“C”或“D”）位置?！敬鸢浮緼；向左偏轉(zhuǎn)；C?！窘馕觥拷猓涸诖朋w的外部，磁感線是從磁體的N極出來回到磁體的S極的，則螺線管的左端為N極，右端為S極；根據(jù)安培定則可知，螺線管中電流的方向是向上的，即電源的A端為正極；根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，小磁針的N極將向左偏轉(zhuǎn)；C靠近螺線管的磁極，則磁性較強。故答案為：A；向左偏轉(zhuǎn)；C。11．（2020?虹口區(qū)二模）某小組同學(xué)通過實驗研究通電螺線管的磁極極性與哪些因素有關(guān)。實驗中他們變換螺線管上線圈的繞法，調(diào)換電源的正負(fù)極，利用小磁針判斷出通電螺線管的磁極極性，實驗現(xiàn)象如圖（a）（b）（c）（d）所示。①小華比較圖（a）和（b），認(rèn)為通電螺線管的磁極極性與電源正負(fù)極的位置有關(guān)，N極在靠近電源負(fù)極的一端。小明比較圖_________，認(rèn)為小華的結(jié)論是_________的（選填“正確”或“錯誤”）。②小明進步比較圖（a）和（d）或（b）和（c），認(rèn)為螺線管上線圈繞法相反、電源的正負(fù)極位置也相反，然而磁極極性相同，說明通電螺線管的磁極極性與___________________________有關(guān)?！敬鸢浮竣伲╟）和（d）；錯誤；②線圈繞法和電源的正負(fù)極位置?！窘馕觥竣傩∪A比較圖（a）和（b）可知，電流的方向發(fā)生了改變，螺線管的磁極會發(fā)生改變，小華認(rèn)為通電螺線管的磁極極性與電源正負(fù)極的位置有關(guān)，N極在靠近電源負(fù)極的一端，當(dāng)在圖（c）和（d）中，N極在靠近電源正極的一端，所以小華的結(jié)論是錯誤的；②小明進一步比較圖（a）和（d）或（b）和（c）可知，螺線管上線圈繞法相反、電源的正負(fù)極位置也相反，磁極極性是相同的，這表明通電螺線管的磁極極性與線圈繞法和電源的正負(fù)極位置有關(guān)。故答案為：①（c）和（d）；錯誤；②線圈繞法和電源的正負(fù)極位置。12．（2020?閔行區(qū)二模）某小組同學(xué)完成電流的磁場學(xué)習(xí)后，想進一步研究通電直導(dǎo)線周圍的磁場強弱與哪些因素有關(guān)。他們將六枚小磁針放在距離導(dǎo)線半徑為d1的圓上，導(dǎo)線中沒有電流通過時，小磁針指向如圖(a)所示。當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時，各小磁針?biāo)谖恢玫拇艌霭l(fā)生改變使得小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動，且磁場越強，小磁針恢復(fù)靜止所用時間越短。記錄從開始通電到所有小磁針恢復(fù)靜止所用的時間t1，實驗現(xiàn)象如圖(b)所示。然后，將小磁針移至以半徑為d2的圓上，再次通電并記錄所用時間t2，實驗現(xiàn)象如圖(c)所示。（已知t1<t2）導(dǎo)線中無電流導(dǎo)線中無電流d1d2導(dǎo)線中電流為I0d1圖（a）圖（b）用時t1圖（c）用時t2導(dǎo)線中電流為I0（1）在圖（a）中，因為小磁針受_________的作用，所以N極指向均相同。（2）分析比較圖（a）、（b）、（c）可得初步結(jié)論：_____________________________________________。（3）小組內(nèi)某位同學(xué)猜想通電直導(dǎo)線周圍的磁場強弱可能還和電流強弱有關(guān)，請幫忙設(shè)計實驗方案驗證他的猜想。________________________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）地磁場；（2）在電流相同、線圈的匝數(shù)相同時，導(dǎo)線周圍的磁場強弱與到導(dǎo)線的距離有關(guān)，距離導(dǎo)線越近，磁場越強；（3）在（b）圖中，保持小磁針到導(dǎo)線的距離不變，改變通電導(dǎo)線中的電流的大小，觀察并記錄小磁針恢復(fù)靜止的時間，然后與t1進行對比。【解析】解：（1）導(dǎo)線中沒有電流通過時，導(dǎo)體不會產(chǎn)生磁場，小磁針由于受到地磁場的作用，指針會指示相同的方向；（2）分析比較圖（a）、（b）、（c）可知，導(dǎo)體通電后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線的周圍存在磁場；（b）（c）中的電流大小相同，方向也相同；由于t1＜t2，這表明在電流相同、線圈的匝數(shù)相同時，導(dǎo)線周圍的磁場強弱與到導(dǎo)線的距離有關(guān)，距離導(dǎo)線越近，磁場越強；（3）要探究螺線管的磁場強弱與電流大小的關(guān)系，就要控制線圈匝數(shù)相同，小磁針到導(dǎo)線的距離相同，改變螺線管中電流的大小，所以實驗步驟為：在（b）圖中，保持小磁針到導(dǎo)線的距離不變，改變通電導(dǎo)線中的電流的大小，觀察并記錄小磁針恢復(fù)靜止的時間，然后與t1進行對比。故答案為：（1）地磁場；（2）在電流相同、線圈的匝數(shù)相同時，導(dǎo)線周圍的磁場強弱與到導(dǎo)線的距離有關(guān)，距離導(dǎo)線越近，磁場越強；（3）在（b）圖中，保持小磁針到導(dǎo)線的距離不變，改變通電導(dǎo)線中的電流的大小，觀察并記錄小磁針恢復(fù)靜止的時間，然后與t1進行對比。13．（2022?上海模擬）如圖所示，小磁針靜止在通電螺線管的正右方，請在圖中標(biāo)出磁感線方向和電源的正負(fù)極?！敬鸢浮拷猓捍艌鰧Ψ湃肫渲械拇朋w產(chǎn)生磁力作用，磁場中小磁針靜止時N極指向和該點磁場方向相同，可以判斷通電螺線管的右端是N極，左端是S極；根據(jù)磁體周圍的磁感線都是從N極出發(fā)回到S極，可以判斷磁感線是向左的。通電螺線管的右端是N極，左端是S極，根據(jù)安培定則知，電流從通電螺線管的左端進入，從右端流出，可以判斷電源的左端是正極，右端是負(fù)極，如圖所示。14．（2022?普陀區(qū)二模）在圖中，標(biāo)出通電螺線管和小磁針的N極，以及磁感線方向?！敬鸢浮拷猓弘娏鲝穆菥€管的右側(cè)流入，依據(jù)安培定則可判斷出螺線管的右端為S極、左端為N極；磁感線在磁體外部是由N極指向S極的；根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為S極、右端為N極，如圖所示：15．（2022?虹口區(qū)二模）根據(jù)圖中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針N極，并在括號內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極。【答案】解：螺線管的左端為N極，右端為S極，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，所以可以確定螺線管周圍磁場的方向是向右的；螺線管的左端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為N極；螺線管的左端為N極，利用安培定則可以確定螺線管中電流是從螺線管的右端流入左端流出，所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極。如下圖所示：16．（2022?靜安區(qū)二模）根據(jù)圖中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極，并在括號內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極?！窘馕觥拷猓郝菥€管的左端為S極，右端為N極，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，所以可以確定螺線管周圍磁場的方向是從右向左的；由異名磁極相吸可判斷出小磁針的下端為N極；根據(jù)螺線管的