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文檔簡介
13.1磁場磁感線知識(shí)點(diǎn)1:磁現(xiàn)象和電流的磁效應(yīng)1、磁場磁性:物質(zhì)吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。磁體:具有磁性的物體,如磁鐵。磁極:磁體上磁性最強(qiáng)的區(qū)域。任何磁體都有兩個(gè)磁極,一個(gè)叫北極(N極),另一個(gè)叫南極(S極)。并且,任何一個(gè)磁體都有兩個(gè)磁極,無論怎樣分割磁體,磁極總是成對(duì)出現(xiàn),不存在磁單極。磁極之間的相互作用:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,如下圖所示:2、電流的磁效應(yīng)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的聯(lián)系:磁體總存在著兩個(gè)磁極,自然界中存在兩種電荷;同種電荷相互排斥,同名磁極相互排斥;異種電荷相互吸引,異名磁極相互吸引。奧斯特實(shí)驗(yàn)(如下圖所示):將導(dǎo)線沿南北方向放置在磁針的上方,通電時(shí)磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)奧斯特實(shí)驗(yàn)的理解實(shí)驗(yàn)方法把水平導(dǎo)線沿南北方向放在小磁針的上方,讓電流分別由南向北和由北向南通過;將水平導(dǎo)線移到小磁針的正下方,讓電流再次由南向北和由北向南通過。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以上四種情況下小磁針均發(fā)生了偏轉(zhuǎn),但兩次偏轉(zhuǎn)的情況有所不同,小磁針穩(wěn)定后的N極指向正好相反。實(shí)驗(yàn)結(jié)論導(dǎo)線通入電流后,小磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng),說明小磁針受到了磁場力的作用,可見電可以生磁.但是通入不同方向的電流時(shí)小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同,說明通入電流的方向不同,產(chǎn)生的磁現(xiàn)象也不一樣。實(shí)驗(yàn)意義奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),即電流可以產(chǎn)生磁場,首次揭示了電與磁的聯(lián)系,揭開了人類對(duì)電磁現(xiàn)象研究的新紀(jì)元。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)為了排除地磁場的影響,使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,導(dǎo)線應(yīng)沿南北方向水平放置在小磁針的正上方。磁現(xiàn)象、磁性和磁極、磁性材料、奧斯特實(shí)驗(yàn)1.日常生活中,磁的應(yīng)用給我們帶來方便,下列圖片實(shí)例中,沒有應(yīng)用磁場的是()A.圖甲中進(jìn)出小區(qū)的電子門禁卡 B.圖乙中辨識(shí)方向的家用指南針C.圖丙中筆記本電腦的指紋加密 D.圖丁中圍棋賽評(píng)析時(shí)豎直擺放的棋盤2.在做“奧斯特實(shí)驗(yàn)”時(shí),下列操作中現(xiàn)象最明顯的是A.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的延長線上B.沿電流方向放置磁針,使磁針在導(dǎo)線的正下方C.電流沿南北方向放置在磁針的正上方D.電流沿東西方向放置在磁針的正上方知識(shí)點(diǎn)2:磁場與磁感線1、磁場磁場的定義:磁體或電流周圍存在的一種特殊物質(zhì),能夠傳遞磁體與磁體之間、磁體與電流之間、電流與電流之間的相互作用。磁場的客觀性:磁場與電場一樣,也是一種物質(zhì),是一種看不見而又客觀存在的特殊物質(zhì)。存在于磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷、地球等的周圍。磁場的產(chǎn)生:永磁體周圍;電流的周圍(運(yùn)動(dòng)電荷的周圍)。磁場的基本性質(zhì):對(duì)放入其中的磁極、電流、運(yùn)動(dòng)的電荷有力的作用,而且磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的。磁場是具有方向的。所謂磁場的方向就是小磁針在磁場中其北極受力的方向,即小磁針靜止時(shí)其北極所指的方向。磁場和常見的由分子、原子組成的物質(zhì)不同,不是以微粒形式存在,而是以一種場的形式存在。電流是由于電荷做定向移動(dòng)形成的,因此運(yùn)動(dòng)電荷周圍不但有電場,同時(shí)也產(chǎn)生磁場。自然界有兩種基本的物質(zhì)形態(tài):實(shí)物(實(shí)物即具體的、有形的物質(zhì)形態(tài),由物質(zhì)粒子組成)和場(場是物質(zhì)的另一種存在形態(tài),和實(shí)物一樣也是一種客觀存在物,具有質(zhì)量、能量、動(dòng)量等物質(zhì)的基本屬性)。2、磁感線方向:物理學(xué)規(guī)定,在磁場中的某一點(diǎn),小磁針靜止時(shí)N極所指方向就是該點(diǎn)磁場的方向。磁感線的定義:用來形象地描述磁場的曲線,曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)磁場的方向一致。條形磁鐵、蹄形磁鐵、異名磁極、同名磁極的磁場分別如下圖所示:3、地磁場地磁場:地球由于自身具有磁性而在其周圍產(chǎn)生的磁場叫做地磁場。地磁場與條形磁鐵的磁場相似。地磁南極(S極)在地理北極附近,地磁北極(N極)在地理南極附近,二者并不重合。地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸兩者的夾角大約為11°,這個(gè)交角叫做磁偏角。地磁兩極與地理兩極并不重合,地磁場的N極在地理南極附近,地理南極正上方磁場方向豎直向上;S極在地理北極附近,地理北極正上方磁場方向豎直向下。地磁場的方向在南半球指向北上方,在北半球指向北下方,與地球表面并不平行,在赤道平面正上方,到地心等距離的各點(diǎn),磁場的強(qiáng)弱相等,且方向水平向北。南北極:在地球兩極處的磁場方向豎直向上或豎直向下,該處的指南針將豎直向上指或豎直向下指。赤道:在赤道處的磁場方向水平向北。磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,故射向地球的帶電粒子,其運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生變化,不能直接到達(dá)地球,因此地磁場對(duì)地球生命有保護(hù)作用。地磁場及其磁感線分布3.中國宋代科學(xué)家沈括在公元1086年寫的夢(mèng)溪筆談中最早記載了“方家(術(shù)士)以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也”。進(jìn)一步研究表明,地球周圍地磁場的磁感線分布如圖所示,結(jié)合上述材料,下列說法正確的是()A.在地磁場的作用下小磁針靜止時(shí)指南的磁極叫北極,指北的磁極叫南極B.對(duì)垂直射向地球表面宇宙射線中的高能帶電粒子,在南、北極所受阻擋作用最弱,赤道附近最強(qiáng)C.形成地磁場的原因可能是帶正電的地球自轉(zhuǎn)引起的D.由于地磁場的影響,在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,通電導(dǎo)線應(yīng)相對(duì)水平地面豎直放置4.為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是(??)A. B.C. D.磁感線的概念與特征5.一小磁針放置在某磁場(未標(biāo)出方向)中,靜止時(shí)的指向如圖所示。下列分析正確的是()A.N極指向該點(diǎn)磁場方向 B.S極指向該點(diǎn)磁場方向C.該磁場是勻強(qiáng)磁場 D.a(chǎn)點(diǎn)的磁場方向與圖中小磁針北極所指一致6.下列關(guān)于磁感線的說法中正確的是()A.磁感線可以形象地描述磁場的強(qiáng)弱與方向B.磁感線總是從磁鐵的N極發(fā)出,到S極終止C.磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列的曲線,沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有磁感線D.沿磁感線的方向磁場逐漸減弱分析磁感線與電場線的異同點(diǎn)7.如下左圖所示,足夠長的直線ab靠近通電螺線管,與螺線管平行.用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是(
)A. B.C. D.8.關(guān)于電場和磁場,下列說法中錯(cuò)誤的是()A.電場對(duì)處于其中的電荷有力的作用 B.磁場對(duì)處于其中的小磁針有力的作用C.電場線和磁感線是客觀存在的 D.電場和磁場都是特殊的物質(zhì)由小磁針偏轉(zhuǎn)判斷磁場的分布9.下列四幅圖中,小磁針靜止時(shí),其指向正確的是(
)A. B.C. D.10.下列所示各圖中,小磁針的指向不正確的是A. B. C. D.條形磁鐵與蹄形磁鐵11.如圖甲是用磁傳感器探究通電螺線管內(nèi)部磁場的實(shí)驗(yàn)裝置(局部);圖乙是電腦處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后得到的通電螺線管內(nèi)部中軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨變化的圖像,和是螺線管兩端點(diǎn)的坐標(biāo)。由該圖像可知()A.整個(gè)通電螺線管內(nèi)部都是勻強(qiáng)磁場B.通電螺線管兩端點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大C.通電螺線管磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D.通電螺線管內(nèi)有近似勻強(qiáng)磁場區(qū)段12.下列圖中給出磁鐵及通電導(dǎo)線周圍部分磁感線分布情況,正確的是(
).A. B.C. D.磁感線與小磁針的偏轉(zhuǎn)13.磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示,則()A.a(chǎn)點(diǎn)沒有磁感線,磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.a(chǎn)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)強(qiáng)C.b點(diǎn)的磁場方向和該點(diǎn)的切線方向垂直D.把一個(gè)小磁針放在b點(diǎn),靜止時(shí)小磁針N極的指向水平向右14.廣州某中學(xué)的物理興趣小組為研究條形磁鐵在其軸線上各點(diǎn)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)之前從資料上查得該處地磁場方向水平,大小為B0。接著實(shí)驗(yàn)小組將一條形磁鐵P固定在水平桌面上。以P的右端點(diǎn)為原點(diǎn),以中軸線為x軸建立坐標(biāo)系。將一個(gè)靈敏的小磁針Q放置在x軸上不同位置,測(cè)出小磁針Q與X軸之間的夾角為θ,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出來得到sinθ與x之間的關(guān)系曲線如圖所示,則下列說法正確的是()A.P的右端為S極B.x軸方向與地磁場方向平行C.磁鐵P在x0處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D.x0處合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0知識(shí)點(diǎn)3:安培定則1、三種電流的磁場安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓,越向外越稀疏,磁場越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場比環(huán)外強(qiáng),磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng),方向由S極指向N極,外部類似條形磁鐵,由N極指向S極2、在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時(shí)應(yīng)分清“因”和“果”原因(電流方向)結(jié)果(磁場繞向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流的磁場四指大拇指3、磁感線與電場線的比較比較項(xiàng)目磁感線電場線相同點(diǎn)意義為了形象地描述磁場的方向和強(qiáng)弱而假想的線為了形象地描述電場的方向和強(qiáng)弱而假想的線方向線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的場方向疏密表示磁場強(qiáng)弱表示電場強(qiáng)弱特點(diǎn)在空間不相交、不相切、不中斷除電荷處外,在空間不相交、不相切、不中斷不同點(diǎn)閉合曲線始于正電荷或無限遠(yuǎn)處,止于負(fù)電荷或無限遠(yuǎn)處。不閉合的曲線4、安培分子電流假說假說: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。解釋磁現(xiàn)象:軟鐵棒被磁化(各分子電流的取向由雜亂變得大致相同);磁體受到高溫或猛烈敲擊會(huì)失去磁性(分子電流的取向由大致相同變成雜亂)。近代原子物理理論證實(shí)分子電流的存在:根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論,微粒原子由原子核和核外電子組成,原子核帶正電,核外電子帶負(fù)電,核外電子在庫侖引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn),形成分子電流。奧斯特實(shí)驗(yàn)與安培定則15.關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用,下列說法正確的是()A.甲圖中,電流不產(chǎn)生磁場,電流對(duì)小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的B.乙圖中,磁體對(duì)通電導(dǎo)線的力是通過導(dǎo)線的電場發(fā)生的C.丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的D.丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的16.關(guān)于電流周圍磁場的磁感線分布情況,符合安培定則的是(
)A.直線電流 B.直線電流C.直線電流 D.通電螺線管安培分子電流假說的內(nèi)容17.關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì),安培提出了分子電流假說.他是在怎樣的情況下提出來的()A.安培通過精密儀器觀察到分子電流B.安培根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論,進(jìn)行嚴(yán)格推理得出的結(jié)論C.安培根據(jù)環(huán)形電流的磁性與磁鐵相似提出的一種假說D.安培憑空想出來的18.19世紀(jì)法國學(xué)者安培提出了著名的分子電流假說.他認(rèn)為,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(分子電流實(shí)際上是由原子內(nèi)部電子的繞核運(yùn)動(dòng)形成的),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.下圖中將分子電流(上圖中箭頭表示電子運(yùn)動(dòng)方向)等效為小磁體的圖示中正確的是()A.A B.B C.C D.D用安培分子電流假說解釋磁現(xiàn)象19.在隧道工程以及礦山爆破作業(yè)中,部分未爆炸的炸藥若殘留在爆破孔內(nèi),則很容易發(fā)生人員傷亡事故.為此科學(xué)家制造了一種磁性炸藥,即在炸藥中摻入了10%的磁性材料——鋇鐵氧體,然后放入磁化機(jī)磁化.磁性炸藥一旦爆炸,即可安全消磁,而遇到不爆炸的情況可使用磁性探測(cè)器測(cè)出未爆炸的炸藥,從而降低事故發(fā)生的概率.已知摻入的鋇鐵氧體的消磁溫度約為400℃,炸藥的爆炸溫度為2240~3100℃,一般炸藥引爆溫度最高為140℃左右.以上材料表明()A.磁性材料在低溫下容易被磁化,在高溫下容易被消磁B.磁性材料在高溫下容易被磁化,在低溫下容易被消磁C.磁性材料在低溫下容易被磁化,也容易被消磁D.磁性材料在高溫下容易被磁化,也容易被消磁20.如圖所示,系在細(xì)線下端的回形針被磁鐵吸引,現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱,過一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了。對(duì)回形針失去磁性所作的解釋正確的是()A.回形針加熱后,內(nèi)部的磁分子電流消失了B.回形針加熱后,內(nèi)部的磁分子電流反向了C.回形針加熱后,內(nèi)部的磁分子電流排列整齊了D.回形針加熱后,內(nèi)部的磁分子電流排列無序了直流電流周圍的磁場21.如圖所示,三根相互平行的水平長直導(dǎo)線通有大小相等且方向相同的電流I,其中P、Q、R為導(dǎo)線上三個(gè)點(diǎn),三點(diǎn)連成的平面與導(dǎo)線垂直,O為PQ連線的中點(diǎn),且QR=PR。則下列判斷正確的是()A.R點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上B.P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下C.R點(diǎn)與O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同D.在離Q、R兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi),不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置22.兩根長直通電導(dǎo)線互相平行,電流方向相同,它們的截面處于等邊△ABC的A和B處,如圖所示。兩通電導(dǎo)線在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B0,則C處磁場的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是()A.0 B.B0C.B0 D.2B0環(huán)形電流和通電螺線管周圍的磁場23.當(dāng)導(dǎo)線中分別通以圖示方向的電流,小磁針靜止時(shí)北極指向讀者的是()A. B.C. D.24.關(guān)于電流周圍的磁感線分布情況,圖中正確的是()A. B.C. D.25.關(guān)于磁場,下列說法中正確的是()A.磁場是看不見、摸不著、實(shí)際不存在而由人們假想出來的一種理想模型B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象,首次揭示了電與磁之間是有聯(lián)系的D.磁感線總是從磁體的N極指向S極26.早期磁性水雷是一種非觸發(fā)水雷,它用一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來控制起爆,不需要與敵方艦船相撞。這種磁性水雷的引爆原理是:艦船接近磁性水雷時(shí),磁性水雷上的磁針受到艦船的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),接通起爆電路,水雷就會(huì)按事先設(shè)定的方式爆炸,如圖所示。下列說法正確
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