1．填一填(1)電和磁的聯(lián)系①自然界中的磁體總是存在著兩個 。②磁極間的相互作用：同名磁極相互 ，異名磁極相互 。③電流的磁效應(yīng)：1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特通過通電導(dǎo)線使小磁針_____的實驗發(fā)現(xiàn)了電流的 ，揭示了電與磁的聯(lián)系。
(2)磁場①磁體與磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間，以及通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過 發(fā)生的。②基本性質(zhì)：磁場對磁極或通電導(dǎo)體有力的作用。③通電導(dǎo)線間的相互作用力特點(diǎn)：同向通電導(dǎo)線相互 ，異向通電導(dǎo)線相互 。④磁場盡管看不見、摸不著，但它與電場類似，都是不依賴于我們的感覺而客觀存在的物質(zhì)。
2．判斷(1)奧斯特實驗說明了電流可以產(chǎn)生磁場。 ( )(2)單獨(dú)一個帶電體可以只帶正電荷，同樣單獨(dú)一個磁體可以只有N極。( )(3)磁場的基本性質(zhì)是對磁極或電流有力的作用。 ( )
3．想一想奧斯特實驗：南北方向的直導(dǎo)線放置在小磁針上方，給直導(dǎo)線通電，如圖13.1--1所示。觀察實驗現(xiàn)象。圖13.1--1
(1)導(dǎo)線通電后觀察到什么現(xiàn)象？提示：導(dǎo)線通電后發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動了。(2)實驗現(xiàn)象說明了什么問題？提示：實驗現(xiàn)象說明了通電導(dǎo)線周圍存在磁場，磁場對小磁針有力的作用。奧斯特實驗發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電與磁的聯(lián)系。
1．填一填(1)磁感線①磁場方向規(guī)定：物理學(xué)中把小磁針靜止時 所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁場的方向。②定義：用來形象地描述磁場的一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的 方向都跟該點(diǎn)磁場的方向 。③磁感線可以描述磁場的強(qiáng)弱，磁感線較 ，表示磁場較強(qiáng)。
(2)安培定則電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系可以用安培定則(右手螺旋定則)來判斷。各種電流的磁場磁感線判斷方法如下：①直線電流：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與 一致，___________所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。②環(huán)形電流：讓右手彎曲的四指與 一致，伸直的拇指所指的方向就是 的方向。③通電螺線管：右手握住螺線管，讓彎曲的四指跟 一致，拇指所指的方向就是 的方向，或者說拇指所指的就是通電螺線管N極的方向。
2．判斷(1)磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實存在的。 ( )(2)通電直導(dǎo)線周圍磁場的磁感線是閉合的圓環(huán)。 ( )(3)通電螺線管周圍的磁場類似于條形磁體周圍的磁場。 ( )
3．想一想通電的螺線管相當(dāng)于一個條形磁鐵，一端是N極，另一端是S極，把一個小磁針放入螺線管內(nèi)部，小磁針的N極指向螺線管的哪端？提示：指向螺線管的N極。小磁針N極的指向是N極受到磁場力的方向，N極受力的方向是該位置的磁感線的方向，在螺線管內(nèi)部，磁感線方向由S極指向N極，所以小磁針的N極指向螺線管的N極。
【重難釋解】1．磁場的存在：磁體的周圍、電流的周圍都存在磁場。2．磁場的客觀性：磁場雖然看不見、摸不著，不是由分子、原子組成的，但卻是客觀存在的。場和實物是物質(zhì)存在的兩種形式。3．磁場的基本性質(zhì)：對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磁場發(fā)生的。4．磁場的方向性：有方向，處在磁場中能夠自由轉(zhuǎn)動的小磁針，靜止時N極的指向，即小磁針N極的受力方向就是該處的磁場方向。
[特別提醒](1)磁體和電流周圍的磁場是同一種性質(zhì)的場，具有相同的特點(diǎn)和基本性質(zhì)。(2)場是物質(zhì)的另一種存在形式，和實物一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)，具有質(zhì)量、能量等物質(zhì)的基本屬性?！　　　?
解題指導(dǎo)：(1)磁體和電流的周圍都存在磁場。(2)磁場對放入其中的磁體或電流有力的作用。[解析]　甲圖中，電流對小磁針力的作用是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線力的作用是通過磁體的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對另一個電流力的作用是通過該電流的磁場發(fā)生的。綜上所述，選項B、C正確。[答案]　BC
自然界有兩種基本的物質(zhì)形態(tài)：實物和場(1)實物即具體的、有形的物質(zhì)形態(tài)，由物質(zhì)粒子組成。(2)場是物質(zhì)的另一種存在形態(tài)，和實物一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)，具有質(zhì)量、能量、動量等物質(zhì)的基本屬性。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1．奧斯特實驗說明了 (　　)A．磁場的存在 B．磁場的方向性C．電流可以產(chǎn)生磁場 D．磁體間有相互作用解析：奧斯特實驗中電流能使靜止的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在磁場，即電流產(chǎn)生了磁場，故C正確。答案：C　
2．下列關(guān)于磁場的說法中正確的是 (　　)A．磁體周圍的磁場看不見、摸不著，所以磁場不是客觀存在的B．將小磁針放在磁體附近，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因為受到磁場力的作用C．把磁體放在真空中，磁場就消失了D．當(dāng)磁體周圍撒上鐵屑時才能形成磁場，不撒鐵屑磁場就消失
解析：理解磁場的物質(zhì)形態(tài)時應(yīng)與電場類比，磁場看不見、摸不著，但不會因主觀意識而存在或消失，磁場與電場一樣，都是客觀存在的物質(zhì)形態(tài)。磁場是磁體、電流或運(yùn)動電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，說它“特殊”，是因為它和我們常見的以分子、原子、離子組成的物質(zhì)不同，它不是以微粒形式存在，而是以一種“場”的形式存在；說它是“物質(zhì)”，是因為它和我們常見的實物一樣，能對放在其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有力的作用，因此我們說磁場是和我們常見的桌子、房屋、水和空氣一樣，是一種客觀存在的物質(zhì)。雖然它看不見、摸不著，但可以通過它的基本性質(zhì)反映出來，故B正確，A、C、D錯誤。答案：B　
3．下列關(guān)于磁場的說法正確的是 (　　)A．磁場和電場一樣，是客觀存在的特殊物質(zhì)B．磁場是為了解釋磁極間相互作用而人為規(guī)定的C．磁體與磁體之間是直接發(fā)生作用的D．磁場只能由磁體產(chǎn)生，電流不能產(chǎn)生磁場解析：磁場和電場都是客觀存在的特殊物質(zhì)，不是人為規(guī)定的，A對，B錯；磁體與磁體之間是通過磁場發(fā)生相互作用的，C錯；電流也能產(chǎn)生磁場，D錯。答案：A　
[問題驅(qū)動]如圖13.1--3所示的通電螺線管內(nèi)部有一小磁針，關(guān)于其內(nèi)部小磁針靜止時N極的指向，甲認(rèn)為“螺線管的右端相當(dāng)于N極，故小磁針靜止時右端為S極”，乙認(rèn)為“由于螺線管內(nèi)部磁感線方向由左向右，小磁針靜止時N極指向與磁場方向相同，故右端是N極”，你認(rèn)為誰的看法正確？圖13.1--3提示：乙的看法正確。因“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”只適用于磁體外部的作用情況，而小磁針靜止時N極的指向與磁場方向相同在任何情況下都適用?！　　　?
【重難釋解】1．磁感線的特點(diǎn)(1)為形象描述磁場而引入的假想曲線，實際并不存在。(2)磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，密集的地方磁場強(qiáng)，稀疏的地方磁場弱。(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)的磁場方向。
2．常見永磁體的磁場(如圖13.1--4)圖13.1--4
3．三種常見的電流的磁場
[特別提醒](1)磁場是分布在立體空間的。(2)利用安培定則不僅可以判斷磁場的方向，還可以根據(jù)磁場的方向判斷電流的方向。(3)應(yīng)用安培定則判定直線電流時，四指所指的方向是導(dǎo)線之外磁場的方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管電流時，拇指的指向是線圈軸線上磁場的方向。(4)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)用安培定則判斷時，拇指所指的一端為它的N極。　　　　
解題指導(dǎo)：(1)通電螺線管的磁場分布與條形磁鐵相似。(2)小磁針的N極受力的方向即為磁場的方向。[解析]　由安培定則，通電螺線管的磁場如圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點(diǎn)磁場方向向右，則小磁針在a點(diǎn)時，N極向右，A項錯誤，D項正確；在b點(diǎn)磁場方向向右，則小磁針在b點(diǎn)時，N極向右，B項正確；在c點(diǎn)，磁場方向向右，則小磁針在c點(diǎn)時，N極向右，S極向左，C項錯誤。[答案]　BD
【素養(yǎng)訓(xùn)練】4．對磁感線的認(rèn)識，下列說法正確的是 (　　)A．磁感線總是從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極B．磁感線上某點(diǎn)的切線方向與放在該點(diǎn)小磁針S極的受力方向相同C．磁感線的疏密可以反映磁場的相對強(qiáng)弱D．磁感線是磁場中客觀存在的線解析：磁感線在磁體的外部是從N極到S極，在磁體內(nèi)部是從S極到N極，形成閉合曲線，A錯誤；磁感線上某點(diǎn)的切線方向與放在該點(diǎn)小磁針N極的受力方向相同，B錯誤；磁感線是人們假想出來的，現(xiàn)實中不存在，磁感線越密，磁場越強(qiáng)，磁感線越疏，磁場越弱，C正確，D錯誤。答案：C　
5．(多選)如圖13.1--6所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于北、南方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)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的帶電情況，下列說法正確的是 (　　)圖13.1--6A．帶同種電荷 B．帶異種電荷C．B帶正電荷 D．A帶正電荷
解析：由于小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，可知該點(diǎn)磁場方向向里，又根據(jù)安培定則，A、B間存在由A向B的電流，由此可知A帶正電荷，B帶負(fù)電荷，選項B、D正確。答案：BD　
6．當(dāng)導(dǎo)線中分別通以圖13.1--7所示方向的電流，小磁針靜止時北極指向讀者的是 (　　)圖13.1--7
解析：通電直導(dǎo)線電流從左向右，根據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌龇较虼怪奔埫嫦蚶?，所以小磁針靜止時北極背離讀者，故A錯誤；通電直導(dǎo)線電流豎直向上，根據(jù)右手螺旋定則，磁場的方向為逆時針(從上向下看)，因此小磁針靜止時北極背離讀者，故B錯誤；環(huán)形導(dǎo)線的電流方向如題圖C所示，根據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針?biāo)幍奈恢么艌龇较虼怪奔埫嫦蛲猓孕〈裴橃o止時北極指向讀者，故C正確；根據(jù)右手螺旋定則，結(jié)合電流的方向，則通電螺線管的內(nèi)部磁場方向由右向左，則小磁針靜止時北極指向左，故D錯誤。答案：C　
一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維1．地球本身是一個大磁體，它的N極位于地理南極附近，S極位于地理北極附近(圖13.1--8)。在地磁兩極，磁針豎直指向地面；在赤道上，磁針?biāo)街甘灸媳?。磁針指示南北是一種近似的說法，小磁針的指向與地理正南正北方向之間的夾角稱為磁偏角。對于地球磁性的成因，目前仍沒有確定的說法，部分科學(xué)家認(rèn)為是由地核中熔化了的金屬(鐵和鎳)的環(huán)流引起的。地磁場對人類的生產(chǎn)生活都有重要意義。根據(jù)地磁場出現(xiàn)的異常情況，可發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)構(gòu)造。地磁場能使來自太陽的高速帶電粒子流偏轉(zhuǎn)，成為地球生命的“保護(hù)傘”。
科學(xué)家還根據(jù)對地球火山巖石的精確測定，發(fā)現(xiàn)地磁場強(qiáng)度和方向發(fā)生過多次變化(圖13.1--9)?！?圖13.1--8　　　　　　　圖13.1--9
假如地磁場是由地球表面帶電荷引起的，試分析地球表面電荷的電性。提示：負(fù)電荷。因地球表面帶有電荷，地球自轉(zhuǎn)時產(chǎn)生環(huán)形電流，根據(jù)右手螺旋定則可知地球表面環(huán)形電流方向自東向西，而地球自轉(zhuǎn)方向自西向東，故地球表面電荷為負(fù)電荷。
2．指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。司南是春秋戰(zhàn)國時期發(fā)明的一種指南針，如圖13.1--10所示。它由青銅盤和磁勺組成，磁勺放置在青銅盤的中心，可以自由轉(zhuǎn)動。由于受地磁場作用，司南的磁勺尾靜止時指向南方。下列說法中正確的是 (　　)圖13.1--10A．磁勺能夠指示方向，是利用了地磁場對磁勺的作用B．磁勺的指向不會受到附近磁鐵的干擾C．磁勺的指向不會受到附近鐵塊的干擾D．磁勺的N極位于司南的磁勺尾部
解析：司南能夠指示南北，是由于地球具有磁場，地磁場是南北指向，故A正確；司南的指向會受到附近磁鐵和鐵塊的干擾，故B、C錯誤；由于司南的磁勺尾靜止時指向南方，所以磁勺的S極位于司南的磁勺尾部，故D錯誤。答案：A　
解析：由安培定則知電磁鐵的上端為S極，下端為N極，根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引的規(guī)律可知，小磁鐵的下端為N極，B、C錯誤，A、D正確。答案：AD　
4．關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律，同學(xué)們提出了很多問題和猜想，其中有關(guān)月球有無磁場，同學(xué)們提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案：(1)取一小磁針用細(xì)線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時始終指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場。(2)小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的北極。你認(rèn)為這個實驗方案中有沒有需要改進(jìn)或改正的地方，如有請改進(jìn)或改正。解析：有需要改正的地方，小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的南極；有需改進(jìn)的地方，即應(yīng)在不同的地點(diǎn)多做幾次實驗，觀察小磁針是否總是指向某一個方向。答案：見解析
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