2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步1磁場(chǎng)磁感線學(xué)案新人教版必修3

PAGE18-磁場(chǎng)磁感線一、電和磁的聯(lián)系1731年,一英國(guó)商人發(fā)覺(jué)雷擊后的刀叉竟具有了磁性。1751年,富蘭克林發(fā)覺(jué)萊頓瓶放電可使縫衣針磁化。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象間的相像是偶然的嗎?那些磁化現(xiàn)象又說(shuō)明白什么呢?電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象存在某種聯(lián)系嗎?提示:電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象間的相像不是偶然,電與磁之間存在某種必定的聯(lián)系。1.電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相像性:電現(xiàn)象磁現(xiàn)象自然界中存在正電荷和負(fù)電荷磁體上存在S極和N極同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引2.電流的磁效應(yīng):丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特信任,就像電和熱、電和光之間存在聯(lián)系一樣,電和磁之間也應(yīng)當(dāng)存在著聯(lián)系,1820年他發(fā)覺(jué)了電流的磁效應(yīng),首次揭示了電和磁的聯(lián)系。二、磁場(chǎng)如圖,通電后小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),為什么?提示:這說(shuō)明在通電導(dǎo)線四周存在著一種特別物質(zhì)——磁場(chǎng)。1.來(lái)源:磁體四周和電流四周都存在磁場(chǎng),一切磁相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.方向:人們規(guī)定,在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)小磁針N極所受磁力的方向,就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。3.基本性質(zhì):對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有力的作用。三、磁感線如圖,我們可以用電場(chǎng)線來(lái)形象地描述電場(chǎng),那么,類(lèi)似的,我們用什么來(lái)形象地描述磁場(chǎng)呢?提示:我們可以用磁感線來(lái)形象地描述磁場(chǎng)。1.定義:在磁場(chǎng)中畫(huà)出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一樣,這樣的曲線叫作磁感線。2.特點(diǎn):(1)磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。(2)磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。3.方向:在磁體外部為從N極到S極,磁體內(nèi)部為從S極到N極。4.物理意義:用來(lái)形象描述磁場(chǎng)的假想線,事實(shí)上并不存在。四、安培定則1.直線電流的磁場(chǎng):右手握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一樣,彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向,如圖甲。2.環(huán)形電流的磁場(chǎng):讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一樣,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向,如圖乙。3.通電螺線管的磁場(chǎng):右手握住螺線管,讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一樣,拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向,或拇指指向螺線管的N極,如圖丙。(1)自然磁體和人造磁體都能吸引鐵質(zhì)物體。(√)(2)磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著,因此磁場(chǎng)是人們假想的,實(shí)際并不存在。(×)(3)電流與電流的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的。(×)(4)磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示,因而是真實(shí)存在的。(×)(5)一環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),環(huán)內(nèi)的磁感線與環(huán)外的磁感線數(shù)目相等。(√)學(xué)問(wèn)點(diǎn)一對(duì)磁場(chǎng)的再相識(shí)角度1對(duì)磁場(chǎng)的理解1.磁場(chǎng)的存在:(1)磁體四周。(2)電流四周。2.磁場(chǎng)的客觀性:磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)、摸不著,不是由分子、原子組成的,但卻是客觀存在的。場(chǎng)和實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種形式。3.磁場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。4.磁場(chǎng)的方向性:有方向,處在磁場(chǎng)中能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針N極受力的方向或靜止時(shí)小磁針N極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。圖一中異名磁極相互吸引,同名磁極相互排斥,圖二中一段直導(dǎo)線懸掛在蹄形磁鐵的兩極間,通以電流,導(dǎo)線就會(huì)移動(dòng);圖三中兩條通過(guò)同向電流的導(dǎo)線相互吸引,通過(guò)反向電流的導(dǎo)線相互排斥,這些相互作用是怎樣實(shí)現(xiàn)的?提示:磁體的四周和電流的四周都存在著磁場(chǎng),磁體和磁體之間、磁體和電流之間、電流和電流之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞的?！镜淅?】(多選)關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中,電流不產(chǎn)生磁場(chǎng),電流對(duì)小磁針力的作用是通過(guò)小磁針的磁場(chǎng)發(fā)生的B.乙圖中,磁體對(duì)通電導(dǎo)線的力是通過(guò)磁體的磁場(chǎng)發(fā)生的C.丙圖中電流間的相互作用是通過(guò)電流的磁場(chǎng)發(fā)生的D.丙圖中電流間的相互作用是通過(guò)電荷的電場(chǎng)發(fā)生的【解析】選B、C。甲圖中,電流對(duì)小磁針力的作用是通過(guò)電流的磁場(chǎng)發(fā)生的;乙圖中,磁體對(duì)通電導(dǎo)線力的作用是通過(guò)磁體的磁場(chǎng)發(fā)生的;丙圖中,電流對(duì)另一個(gè)電流力的作用是通過(guò)該電流的磁場(chǎng)發(fā)生的。綜上所述,選項(xiàng)B、C正確。角度2電場(chǎng)和磁場(chǎng)的比較比較項(xiàng)目電場(chǎng)磁場(chǎng)不同點(diǎn)產(chǎn)生電荷四周磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷四周基本性質(zhì)對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用對(duì)放入其中的磁極、電流有磁場(chǎng)力的作用作用特點(diǎn)對(duì)放入其中的磁體無(wú)力的作用對(duì)放入其中的靜止電荷無(wú)力的作用相同點(diǎn)磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣,都是不依靠于人的意志而客觀存在的特別物質(zhì),都具有能量提示:自然界有兩種基本的物質(zhì)形態(tài):實(shí)物和場(chǎng)(1)實(shí)物即詳細(xì)的、有形的物質(zhì)形態(tài),由物質(zhì)粒子組成。(2)場(chǎng)是物質(zhì)的另一種存在形態(tài),和實(shí)物一樣,也是一種客觀存在的物質(zhì),具有質(zhì)量、能量、動(dòng)量等物質(zhì)的基本屬性。如圖,自然界中有電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等多種場(chǎng),這些場(chǎng)有什么共同點(diǎn)呢?提示:這些場(chǎng)都看不見(jiàn)、摸不著,不是由實(shí)物粒子組成,但都是客觀存在的物質(zhì),都對(duì)放入其中的物體有力的作用?！镜淅?】下列說(shuō)法中,正確的是()A.磁極與磁極間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的B.電流與電流的相互作用是通過(guò)產(chǎn)生的C.磁極與電流間的相互作用是通過(guò)共同產(chǎn)生的D.磁場(chǎng)和電場(chǎng)【審題關(guān)鍵】序號(hào)解題依據(jù)信息提取①電流與電流之間的相互作用是通過(guò)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行傳遞的磁場(chǎng)力的傳遞②電流與電流或電流與磁極間的相互作用,都是通過(guò)磁場(chǎng)傳遞的不同物質(zhì)通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行力的傳遞③電場(chǎng)和磁場(chǎng)是兩種不同的場(chǎng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的比較【解析】選A。電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),在電流的四周有磁場(chǎng)存在,不論是磁極與磁極間,還是電流與電流間、磁極與電流間,都有相互作用的磁場(chǎng)力。磁場(chǎng)是一種特別物質(zhì),它的基本特點(diǎn)是對(duì)放入磁場(chǎng)中的磁極、電流有磁場(chǎng)力的作用;而電場(chǎng)是電荷四周存在的一種特別物質(zhì),其最基本的特點(diǎn)是對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有電場(chǎng)力的作用,而不會(huì)對(duì)放入靜電場(chǎng)中的磁極產(chǎn)生力的作用。因此,磁場(chǎng)和電場(chǎng)是不同的,各具有自己的特點(diǎn),故只有A正確。1.(多選)下列說(shuō)法正確的是 ()A.磁場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處于其中的磁體和電流有力的作用B.磁場(chǎng)是看不見(jiàn)、摸不著、實(shí)際不存在的,是人們假想出來(lái)的一種物質(zhì)C.磁場(chǎng)是客觀存在的一種特別的物質(zhì)形態(tài)D.磁場(chǎng)的存在與推翻定于人的思想,想其有則有,想其無(wú)則無(wú)【解析】選A、C。磁場(chǎng)雖看不見(jiàn)、摸不著,但其是客觀存在的,不隨人的意志而轉(zhuǎn)移,它是一種特別的物質(zhì)形態(tài),最基本的性質(zhì)是對(duì)處于其中的磁體和電流有力的作用。2.下列關(guān)于磁場(chǎng)的說(shuō)法中,正確的是 ()A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣,是客觀存在的特別物質(zhì)B.磁場(chǎng)是為了說(shuō)明磁極間相互作用而人為規(guī)定的C.磁體與磁體之間是干脆發(fā)生作用的D.磁場(chǎng)只能由磁體產(chǎn)生,電流不能產(chǎn)生磁場(chǎng)【解析】選A。磁場(chǎng)和電場(chǎng)都是客觀存在的特別物質(zhì),不是人為規(guī)定的,A對(duì),B錯(cuò);磁體與磁體之間是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用的,C錯(cuò);電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng),D錯(cuò)。3.(多選)指南針是我國(guó)古代四大獨(dú)創(chuàng)之一。關(guān)于指南針,下列說(shuō)法正確的是 ()A.指南針可以?xún)H具有一個(gè)磁極B.指南針能夠指示南北,說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)C.指南針的指向會(huì)受到旁邊鐵塊的干擾D.在指南針正上方旁邊沿指針?lè)较蚍胖檬冀K導(dǎo)線,導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)【解析】選B、C。指南針是一個(gè)小磁體,具有N、S兩個(gè)磁極,因?yàn)榈卮艌?chǎng)的作用,指南針的N極指向地理的北極,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。因?yàn)橹改厢槺旧硎且粋€(gè)小磁體,所以會(huì)對(duì)旁邊的鐵塊產(chǎn)生力的作用,同時(shí)指南針也會(huì)受到反作用力,所以會(huì)受鐵塊干擾,選項(xiàng)C正確。在地磁場(chǎng)中,指南針南北指向,當(dāng)直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時(shí),通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在指南針處是東西方向,所以會(huì)使指南針偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練】磁性水雷是用一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來(lái)限制引爆電路的,軍艦被地磁場(chǎng)磁化后變成了一個(gè)浮動(dòng)的磁體,當(dāng)軍艦接近磁性水雷時(shí),就會(huì)引起水雷的爆炸,其依據(jù)是 ()A.磁體的吸鐵性 B.磁極間的相互作用規(guī)律C.電荷間的相互作用規(guī)律 D.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用原理【解析】選B。軍艦被地磁場(chǎng)磁化后變成了磁體,當(dāng)軍艦靠近水雷時(shí),對(duì)限制引爆電路的小磁針有力的作用,使小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)引爆水雷。故B項(xiàng)正確。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二對(duì)磁感線的再相識(shí)角度1對(duì)磁感線性質(zhì)的理解磁感線的特點(diǎn):(1)為形象描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線,實(shí)際并不存在。(2)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng),稀疏的地方磁場(chǎng)弱。(3)磁感線的方向:磁體外部從N極指向S極,磁體內(nèi)部從S極指向N極。(4)磁感線閉合而不相交,不相切,也不中斷。(5)磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。如圖所示為一條形磁鐵的磁感線,則該磁鐵的哪端是N極?小磁針的N極在左端還是右端?圖中a、b兩點(diǎn)哪點(diǎn)的磁場(chǎng)較強(qiáng)?提示:磁感線的方向在磁體外部為從N極到S極,內(nèi)部為從S極到N極,故該磁鐵的右端為N極;由于磁感線上某點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向,同時(shí)也是該點(diǎn)處小磁針靜止時(shí)N極的指向,故小磁針的N極在左端;又因?yàn)榇鸥芯€的疏密可以表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,故圖中b點(diǎn)的磁場(chǎng)較強(qiáng)?！镜淅?】關(guān)于磁感線和電場(chǎng)線,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.磁感線是閉合曲線,而靜電場(chǎng)線不是閉合曲線B.磁感線和電場(chǎng)線都是一些相互平行的曲線C.磁感線起始于N極,終止于S極;電場(chǎng)線起始于正電荷,終止于負(fù)電荷D.磁感線和電場(chǎng)線都只能分別表示磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向【解析】選A。A選項(xiàng)是兩種場(chǎng)線的基本特點(diǎn),A對(duì)。只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)才滿(mǎn)意B選項(xiàng),B不對(duì)。磁感線既然是閉合的就無(wú)起點(diǎn)和終點(diǎn),C不對(duì)。兩種場(chǎng)線不僅能反映方向,它們的疏密還能反映場(chǎng)的強(qiáng)弱程度,D不對(duì),故選A。角度2幾種常見(jiàn)磁體的磁感線【典例2】如圖所示,表示蹄形磁鐵四周的磁感線,磁場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.a、b兩處的磁場(chǎng)強(qiáng)弱相等B.a、b兩處的磁場(chǎng)強(qiáng)弱不等,b點(diǎn)較強(qiáng)C.蹄形磁鐵的磁感線起始于蹄形磁鐵的N極,終止于蹄形磁鐵的S極D.a處沒(méi)有磁感線,所以該處沒(méi)有磁場(chǎng)【解析】選B。由于磁感線較密處磁場(chǎng)較強(qiáng),由題圖可知b處的磁感線較密,a處的磁感線較疏,故b處磁場(chǎng)較強(qiáng),A錯(cuò),B對(duì);磁感線是閉合曲線,沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn),故C錯(cuò);在沒(méi)畫(huà)磁感線的地方,并不表示沒(méi)有磁場(chǎng)存在,故D錯(cuò)。1.如圖所示,假設(shè)將一個(gè)小磁針?lè)旁诘厍虻谋睒O點(diǎn)上,那么小磁針的N極將()A.指北B.指南C.豎直向上D.豎直向下【解析】選D。我們已經(jīng)知道地球的地理北極點(diǎn)可以近似地認(rèn)為是地磁的南極,依據(jù)磁體的同性相斥,異性相吸,所以小磁針的N極將豎直向下,故D正確。2.下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述中正確的是()A.磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向B.磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線C.磁感線總是從磁鐵的N極動(dòng)身,到S極終止D.試驗(yàn)中視察到的鐵屑的分布就是磁感線【解析】選A。磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,但它不是客觀存在的線,可以用細(xì)鐵屑模擬。在磁鐵外部磁感線由N極到S極,但內(nèi)部是由S極到N極。故選A。3.(教材二次開(kāi)發(fā)·P108【練習(xí)與應(yīng)用】T6變式)已知通電螺線管和條形磁鐵的磁感線相像,如圖所示:則圖中哪個(gè)小磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)較強(qiáng),為什么?【解析】由題圖知,左邊小磁針?biāo)谔幍拇鸥芯€較密,故左邊小磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)較強(qiáng)。答案:見(jiàn)解析【加固訓(xùn)練】1.下列狀況中,不行能的是()A.一環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),環(huán)內(nèi)的磁感線與環(huán)外的磁感線數(shù)目相等B.電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)比磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)C.磁感線在空間某處中斷D.某區(qū)域各處的磁感線疏密一樣【解析】選C。環(huán)形電流環(huán)內(nèi)的磁感線與環(huán)外的磁感線構(gòu)成完整的閉合曲線,因此數(shù)目相等;電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)有強(qiáng)有弱;勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線疏密一樣。所以選項(xiàng)A、B、D是可能的;磁感線在空間不相交、不相切、不中斷,故選項(xiàng)C是不行能的。2.磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示,則 ()A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不相等,Ba>BbB.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不相等,Ba<BbC.a、b兩處磁場(chǎng)方向肯定相同D.a處沒(méi)有磁感線,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為零【解析】選B。由題圖可知,b處的磁感線較密,a處的磁感線較疏,所以Ba<Bb,A錯(cuò)誤,B正確。磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向與磁感線在該點(diǎn)的切線方向相同,由題圖推斷,a、b兩點(diǎn)磁場(chǎng)方向不同,C錯(cuò)誤。磁感線是用來(lái)描述磁場(chǎng)的,不行能在存在磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)全部畫(huà)出磁感線,D錯(cuò)誤。3.如圖所示為某磁場(chǎng)的一條磁感線,其上有A、B兩點(diǎn),則()A.A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定大B.B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定大C.因?yàn)榇鸥芯€是直線,A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一樣大D.條件不足,無(wú)法推斷【解析】選D。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是由磁感線的疏密程度確定的,只給出一條磁感線,無(wú)法推斷該條磁感線上兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。學(xué)問(wèn)點(diǎn)三安培定則及其應(yīng)用角度1三種常見(jiàn)電流的磁場(chǎng)安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖以導(dǎo)線上隨意點(diǎn)為圓心的多組同心圓,越向外越稀疏,磁場(chǎng)越弱內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng),磁感線越向外越稀疏內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng),方向由S極指向N極;外部類(lèi)似條形磁鐵,方向由N極指向S極提示:(1)磁場(chǎng)是分布在立體空間的。(2)利用安培定則不僅可以推斷磁場(chǎng)的方向,還可以依據(jù)磁場(chǎng)的方向推斷電流的方向。(3)環(huán)形電流相當(dāng)于小磁針,通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵,應(yīng)用安培定則推斷時(shí),拇指所指的一端為它的N極。如圖所示是云層之間閃電的模擬圖,圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云,在放電的過(guò)程中,兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道,發(fā)覺(jué)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里,S極轉(zhuǎn)向紙外,則關(guān)于A、B的帶電狀況是怎樣的?提示:由小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里知,該處磁場(chǎng)方向向里,由安培定則知,兩云尖端之間存在自A向B的電流,則A帶正電,B帶負(fù)電。【典例1】(多選)如圖所示,螺線管中通有電流,假如在圖中的a、b、c三個(gè)位置上各放一個(gè)小磁針,其中a在螺線管內(nèi)部,則 ()A.放在a處的小磁針的N極向左B.放在b處的小磁針的N極向右C.放在c處的小磁針的S極向右D.放在a處的小磁針的N極向右【解析】選B、D。由安培定則可知,通電螺線管的磁場(chǎng)如圖所示,右端為N極,左端為S極,在a點(diǎn)磁場(chǎng)方向向右,則小磁針在a點(diǎn)時(shí),N極向右,A項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;在b點(diǎn)磁場(chǎng)方向向右,則磁針在b點(diǎn)時(shí),N極向右,B項(xiàng)正確;在c點(diǎn),磁場(chǎng)方向向右,則磁針在c點(diǎn)時(shí),N極向右,S極向左,C項(xiàng)錯(cuò)誤。角度2安培分子電流假說(shuō)1.假說(shuō)內(nèi)容:在原子、分子等物質(zhì)微粒內(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,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。2.假說(shuō)的意義:安培分子電流假說(shuō),揭示了磁鐵磁性的起源,它使我們相識(shí)到:磁鐵的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。3.假說(shuō)對(duì)一些現(xiàn)象的說(shuō)明:(1)磁化:一根鐵棒,在未被磁化的時(shí)候,內(nèi)部各分子電流的取向是雜亂無(wú)章的,它們的磁場(chǎng)相互抵消,對(duì)外界不顯磁性;當(dāng)鐵棒受到外界磁場(chǎng)的作用時(shí),各分子電流的取向變得大致相同,鐵棒被磁化。(2)消磁:磁體受到高溫或猛烈的敲擊會(huì)失去磁性,這是因?yàn)樵诩ち业臒徇\(yùn)動(dòng)或機(jī)械振動(dòng)的影響下,分子電流的取向又變得雜亂了。【典例2】依據(jù)安培分子電流假說(shuō)的思想,磁體和電流的磁場(chǎng)都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。依據(jù)這種假說(shuō),并沒(méi)有發(fā)覺(jué)有相對(duì)地球定向運(yùn)動(dòng)的電荷。若地磁場(chǎng)是由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的,以此推斷地球應(yīng)當(dāng)()A.帶正電 B.帶負(fù)電C.不帶電 D.無(wú)法確定【解析】選B。由于地磁的N極在地理的南極旁邊,地磁的S極在地理的北極附近,地球繞地軸自西向東旋轉(zhuǎn),故可以將地球看作一個(gè)繞地軸運(yùn)動(dòng)的環(huán)形電流,依據(jù)安培定則可知右手的拇指指向南方,而彎曲的四指的指向與地球自轉(zhuǎn)的方向相反,彎曲的四指的指向是正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反,故可以斷定地球帶負(fù)電,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。(1)地球的磁場(chǎng)和環(huán)形電流的磁場(chǎng)相像,可以把地球等效成一環(huán)形電流。(2)假如物體帶負(fù)電,則用安培定則推斷電流方向時(shí),四指彎曲的方向應(yīng)為物體運(yùn)動(dòng)的反方向。1.(母題追問(wèn))在【典例1】中,若電源正負(fù)極改為未知,并在螺線管右側(cè)放置一小磁針,變成如圖所示情形,則下列推斷正確的是()A.E為蓄電池正極B.螺線管P端為S極C.流過(guò)電阻R的電流方向向上D.管內(nèi)磁場(chǎng)方向由P指向Q【解析】選C。由題知,閉合開(kāi)關(guān)時(shí),螺線管Q端為S極,管內(nèi)磁場(chǎng)方向由Q指向P,依據(jù)安培定則推斷知,E為蓄電池的負(fù)極,電阻R中的電流方向向上,故C項(xiàng)正確。2.(教材二次開(kāi)發(fā)·P108【練習(xí)與應(yīng)用】T4變式)通電直導(dǎo)線四周的磁感線如圖所示,標(biāo)出導(dǎo)線中的電流方向?！窘馕觥恳罁?jù)安培定則可推斷出導(dǎo)線中的電流方向?yàn)檠貙?dǎo)線向上,如圖所示答案:見(jiàn)解析3.確定線圈通電后小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況。【解析】由安培定則知,小磁針處的磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向上,則小磁針的N極應(yīng)向上轉(zhuǎn)動(dòng)。答案:見(jiàn)解析【拓展例題】考查內(nèi)容:安培定則的應(yīng)用【典例】(多選)在三維直角坐標(biāo)系中,電子從O點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()A.利用安培定則判定電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向時(shí),大拇指應(yīng)沿電子的運(yùn)動(dòng)方向B.利用安培定則判定電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向時(shí),大拇指應(yīng)沿電子運(yùn)動(dòng)的反方向C.由電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在圖示a處沿+x方向D.由電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在圖示a處沿-x方向【解析】選B、D。由安培定則知,伸直的拇指所指的方向與電流的方向一樣,與電子運(yùn)動(dòng)的方向相反,A錯(cuò),B對(duì);彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向,在a點(diǎn)的切線方向沿-x方向,所以C錯(cuò),D對(duì)。超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一,當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí),超導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流,對(duì)磁體有排斥作用,這種排斥力可使磁體懸浮在空中,磁懸浮列車(chē)就采納了這項(xiàng)技術(shù)。探究:(1)超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向的關(guān)系。(2)超導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！窘馕觥客艠O相互排斥,異名磁極相互吸引,所以電流的磁場(chǎng)方向和磁體的磁場(chǎng)方向相反;磁體懸浮在空中,重力和磁力平衡,故超導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)。答案:(1)相反(2)平衡狀態(tài)在隧道工程以及礦山爆破作業(yè)中,部分未發(fā)火的炸藥殘留在爆炸孔內(nèi),很簡(jiǎn)單引起人身事故。為此,科學(xué)家制造了一種特地用于隧道工程以及礦山爆破作業(yè)的炸藥——磁性炸藥。在磁性炸藥制造的過(guò)程中摻入10%的磁性材料——鋇鐵氧體,然后放入磁化機(jī)磁化。運(yùn)用磁性炸藥時(shí),遇到不發(fā)火的狀況可用磁性探測(cè)器探測(cè)出未發(fā)火的炸藥。已知摻入的鋇鐵氧體的消磁溫度約為400℃,炸藥的爆炸溫度約為2240～3100℃,一般炸藥引爆溫度最高為140℃左右。探究:(1)磁性材料在低溫下易被磁化還是高溫下易被磁化?(2)磁性材料在低溫下易被消磁還是高溫下易被消磁?【解析】由安培分子電流假說(shuō)可知,低溫狀況下,分子運(yùn)動(dòng)不猛烈,在外磁場(chǎng)的作用下,分子環(huán)形電流的磁極趨向基本一樣,因而易被磁化;而高溫時(shí),分子猛烈運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致趨向基本一樣的分子環(huán)形電流的磁極重新變得雜亂無(wú)章,進(jìn)而達(dá)到消磁目的;即磁性材料高溫下簡(jiǎn)單消磁,低溫下簡(jiǎn)單磁化。答案:(1)低溫(2)高溫1.(教材二次開(kāi)發(fā)·P108【練習(xí)與應(yīng)用】T5變式)如圖,小磁針?lè)旁诰€圈左側(cè),且兩者處于同一平面內(nèi)。當(dāng)在線圈中通入逆時(shí)針?lè)较虻碾娏骱?小磁針S極的指向是 ()A.垂直紙面對(duì)里 B.向上C.垂直紙面對(duì)外 D.向下【解析】選C。線圈通入逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?由安培定則知在左側(cè)產(chǎn)生垂直紙面對(duì)里的磁場(chǎng),小磁針S極指向磁場(chǎng)的反方向,知C對(duì)。2.磁鐵和電流都能產(chǎn)生磁場(chǎng),而通電螺線管和條形磁鐵的磁場(chǎng)非常相像,安培由此提出聞名的分子電流假說(shuō),關(guān)于分子電流假說(shuō)分析正確的是()A.由于磁鐵內(nèi)部分子的定向移動(dòng)而形成分子電流導(dǎo)致磁鐵四周產(chǎn)生磁場(chǎng)B.鐵棒受到外界磁場(chǎng)作用時(shí),各分子電流的取向變得大致相同,鐵棒各處顯示出同樣強(qiáng)度的磁場(chǎng)C.高溫可以使磁鐵失去磁性,而猛烈的敲擊則不會(huì)使磁鐵失去磁性D.安培分子電流假說(shuō)揭示出磁場(chǎng)是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的【解析】選D。安培分子電流假說(shuō)主要是提