13.1磁場磁感線

學習目標

課程標準物理素養

3.3.1能列舉磁現象在生物理觀念：了解磁現象，了解電和磁的聯系，了解電流磁效應的發現過程。

活生產中的應用。了解我知道磁場的基本特性。知道磁感線，知道幾種常見磁場的磁場磁感線的空間

國古代在磁現象方面的研分布情況。了解安培分子電流假說。

究成果及其對人類文明的科學思維：歸納實驗現象，理解磁場的概念。將電場與磁場進行類比。會應

影響。關注與磁相關的現用安培定則判斷通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向。

代技術發展。科學探究：通過實驗加深磁感線分布的認識。

3.3.2通過實驗，認識磁科學態度與責任：體會奧斯特發現的重要意義，體會探索自然界奧秘的艱難

場。與克服困難帶來的成就感。體會如何使用形象化的手段描述物理現象。

02思維導圖

電和磁的聯系

磁場

磁感線

幾種特殊磁體外部的磁感線分布

安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖

直線電流

以導線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱

環形電流

環內磁場比環外強，磁感線越向外越稀疏

通電螺

線管

內部磁場為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部磁場類似條形

磁體的磁場，方向由N極指向S極

地磁場及其磁感線

03知識梳理

（一）課前研讀課本，梳理基礎知識：

一、電和磁的聯系

1．磁極之間的相互作用：同名磁極相互，異名磁極相互．

2．奧斯特實驗：把導線放置在小磁針的，通電時磁針發生了轉動．

實驗意義：奧斯特實驗發現了電流的，即電流可以產生磁場，首次揭示了的聯系．

二、磁場

1．磁場：磁體與磁體之間、磁體與通電導體之間，以及通電導體與通電導體之間的相互作用，是

通過發生的，磁場是磁體或電流周圍一種看不見、摸不著的客觀存在的

2．磁場的方向：物理學規定，在磁場中的某一點，小磁針靜止時所指方向就是該點磁場的方向．

三、磁感線

1.定義：磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線，曲線上每一點的方向都跟這點磁場的方

向一致．

2.特點：①在磁體外部，磁感線從極發出，進入極；在磁體內部由極回到極．

②磁感線的疏密程度表示磁場的，磁感線越密的地方磁場越；磁場方向與過該點的磁感線的切線

方向一致．

③磁感線閉合而不相交，不相切，也不中斷．

④磁感線是人們為了形象描述磁場而假想的線，并不真實存在．

3.幾種特殊磁體外部的磁感線分布(如圖所示)：

四、安培定則

1．直線電流的磁場

安培定則：如圖甲所示，用握住導線，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，所指

的方向就是磁感線環繞的方向．

直線電流周圍的磁感線分布情況如圖乙所示．

2．環形電流的磁場

安培定則：如圖甲所示，讓右手與環形電流的方向一致，就是環形導線

軸線上磁場的方向．

3．通電螺線管的磁場

安培定則：如圖所示，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指與一致，伸直的拇指所指的方向

就是上磁場的方向．

安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖

直線電流

以導線上任意點為圓心的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場越弱

環形電流

環內磁場比環外強，磁感線越向外越稀疏

通電螺

線管

內部磁場為勻強磁場且比外部強，方向由S極指向N極，外部磁場類似條形

磁體的磁場，方向由N極指向S極

五、地磁場及其磁感線

1.地磁場

地球在地面附近空間產生的磁場，叫作地磁場，如圖所示，地球實際上就是一個巨大的磁體，它也有兩個

磁極，分別是地磁南極和地磁北極．

2.對地磁場的理解

雖然地磁兩極與地理兩極并不重合，但它們的位置相對來說差別不是很大，因此，一般我們認為：

①地磁的北極在地理南極附近，地磁的南極在地理北極附近，地球的地理兩極和地磁兩極不重合，形成

了．

②地磁場在水平方向總是從地磁南極指向北極，而豎直方向則南北相反，在南半球垂直地面，在北

半球垂直地面．

③在赤道平面上，距離地球表面高度相等的點，磁場的強弱相同，且方向均與地面平行．

04題型精講

【題型一】電和磁的聯系及磁場的性質

【典型例題1】以下說法中，正確的是（）

A、磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產生的

B、電流與電流的相互作用是通過電場產生的

C、磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產生的

D、磁場和電場是同一種物質

【典型例題2】如果你看過中央電視臺體育頻道的圍棋講座就會發現，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動，

但不會掉下來．原來，棋盤和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不會掉落是因為()

A．質量小，重力可以忽略不計

B．受到棋盤對它向上的摩擦力

C．棋盤對它的吸引力與重力平衡

D．它一方面受到棋盤的吸引，另一方面受到空氣的浮力

【對點訓練1】在1731年，一名英國商人發現，雷電過后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請應用奧斯特

的實驗結果，解釋這種現象．

【對點訓練2】電工師傅能夠用螺絲刀將狹小空間內的小螺絲吸引上來，關于該現象的解釋正確的是()

A．是因為螺絲刀帶電把小螺絲吸引上來的

B．是因為螺絲帶電和螺絲刀相互吸引發生的

C．是因為螺絲刀帶有磁性，把小螺絲吸引上來的

D．是因為小螺絲帶有磁性，去吸引螺絲刀的

【題型二】磁感線及安培定則

【典型例題3】宇宙中“破壞力”最強的天體“磁星”，危險強度不亞于黑洞，其磁感應強度相當于地球磁

場的1000萬億倍，下列有關磁星的磁場說法正確的是（）

A．“磁星”表面磁場太過強大，故在磁星表面會出現以實物形式存在的磁感線

B．“磁星”表面的磁場如此強大，故而磁感線非常密集，導致磁感線可能相交

C．磁場只存在于“磁星”外部，而“磁星”內部不存在磁場

D．“磁星”表面各點的磁場方向可以用磁感線在該點的切線方向表示

【典型例題4】如圖所示，直導線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠，其磁場互不影響，當開關S閉

合后，則小磁針北極N(灰色一端)指示磁場方向正確的是()

A．aB．bC．cD．d

【對點訓練3】如圖所示是通有恒定電流的環形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下

列說法正確的是()

A．電流越大，內部的磁場越接近勻強磁場

B．螺線管越長，內部的磁場越接近勻強磁場

C．螺線管直徑越大，內部的磁場越接近勻強磁場

D．磁感線畫得越密，內部的磁場越接近勻強磁場

【對點訓練4】如圖，兩根平行通電長直導線固定，左邊導線中通有垂直紙面向外、大小為I1的恒定電流，

兩導線連線(水平)的中點處，一可自由轉動的小磁針靜止時N極指向平行于紙面向下。忽略地磁場的影響。

關于右邊導線中的電流I2，下列判斷正確的是()

A.I2＜I1，方向垂直紙面向外

B.I2＞I1，方向垂直紙面向外

C.I2＜I1，方向垂直紙面向里

D.I2＞I1，方向垂直紙面向里

【題型三】電磁場問題及聯系實際問題

【典型例題5】中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，

然常微偏東，不全南也．”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖結合上述材料，下列

說法不正確的是()

A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B．地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

【典型例題6】一個地質工作者在野外進行地質考察時，發現在某一山腳附近隨身攜帶的指南針指向發生異

常，他經過改換位置，指南針仍然出現異常，由此他斷定該山峰處存在鐵礦藏．你認為他是根據什么下的

結論？

【對點訓練5】物理實驗都需要有一定的控制條件．奧斯特做電流磁效應實驗時，應排除地磁場對實驗的影

響．關于奧斯特的實驗，下列說法中正確的是()

A．該實驗必須在地球赤道上進行

B．通電直導線應該豎直放置

C．通電直導線應該水平東西方向放置

D．通電直導線應該水平南北方向放置

【對點訓練6】磁性水雷是用一個可以繞軸轉動的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后，就變成

了一個浮動的磁體，當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據是（）

A、磁體的吸鐵性

B、磁極間相互作用的規律

C、電荷作用間的相互作用規律

D、磁場對電流的作用原理

05強化訓練

01

【基礎強化】

1．磁帶、磁盤、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，為了保護這些用具上的信息，你認為

應該怎樣做？

2.關于磁場的說法正確的是()

A．通電導線在磁場中受到的安培力越大，該位置的磁感應強度越大

B．因地磁場影響，在進行奧斯特實驗時，通電導線南北放置時實驗現象最明顯

C．垂直磁場放置的通電導線受力的方向就是磁感應強度的方向

D．地球表面上任意位置的地磁場方向都與地面平行

3.如圖所示，把一條導線平行地放在磁針的上方附近，當導線中有電流通過時，磁針會發生偏轉．發現這個

實驗現象的物理學家是()

4.首先發現通電導線周圍存在磁場的物理學家是()

A．安培B．法拉第C．奧斯特D．特斯拉

5.關于月球上的物理現象和規律，同學們提出了很多問題和猜想，有關月球有無磁場，同學們提出了自己的

猜想和檢驗猜想的實驗方案：

(1)取一小磁針用細線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，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．

你認為這個實驗方案中有沒有需要改進或改正的地方，如有請改進或改正．

6.（多選）關于磁感線，下列說法中正確的是（）

A．磁感線的疏密程度反映磁場的強弱

B．磁感線是磁場中實際存在的線

C．兩條磁感線不可能相交

D．磁感線總是不閉合的

【素養提升】

7.磁場中某區域的磁感線如圖所示，則（）

A．a處磁場比b處磁場強

B．b處磁場和a處磁場強度一樣

C．小磁針N極在a處受力比b處受力大

D．小磁針N極在a處受力比b處受力小

8．如圖所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環形電流的磁場，戊、己是通電螺線管的磁場，試在各

圖中補畫出電流方向或磁感線方向。

9.如圖所示，圓環上帶有大量的負電荷，當圓環沿順時針方向轉動時，a、b、c三枚小磁針都要發生轉動，

以下說法正確的是()

A．a、b、c的N極都向紙里轉

B．b的N極向紙外轉，而a、c的N極向紙里轉

C．b、c的N極都向紙里轉，而a的N極向紙外轉

D．b的N極向紙里轉，而a、c的N極向紙外轉

10．指南針是我國古代四大發明之一，東漢學者王充在《論衡》一書中描述的“司南”是人們公認的最早

的磁性定向工具，關于指南針能指示南北方向是由于()

A．指南針的兩個磁極相互吸引

B．指南針的兩個磁極相互排斥

C．指南針能吸引鐵、鋁、鎳等物質

D．地磁場對指南針的作用

11．如圖所示，假如將一個小磁針放在地球的北極點上，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

12.指南針是我國古代的四大發明之一。當指南針靜止時，其N極指向如圖中虛線(南北向)所示，若某一條

件下該指南針靜止時N極指向如圖實線(N極指向北偏東)所示。則以下判斷正確的是()

A．可能在指南針上面有一導線東西放置，通由東向西的電流

B．可能在指南針上面有一導線東西放置，通由西向東的電流

C．可能在指南針上面有一導線南北放置，通由北向南的電流

D．可能在指南針上面有一導線南北放置，通由南向北的電流

13.實驗表明：磁體能吸引一元硬幣，對這種現象解釋正確的是()

A．硬幣一定是鐵做的，因為磁體能吸引鐵

B．硬幣一定是鋁做的，因為磁體能吸引鋁

C．磁體的磁性越強，能吸引的物質種類越多

D．硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引

14.一小磁針放置在某磁場（未標出方向）中，靜止時的指向如圖所示。下列分析正確的是()

A.S極指向該點磁場方向B.N極指向該點磁場方向

C.該磁場是勻強磁場D.a點的磁場方向水平向右

【能力培優】

15.如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方，此時小磁針的S極向紙內偏轉，這一束帶電粒

子可能是()

A.向右飛行的正離子束B.向左飛行的負離子束

C.向右飛行的電子束D.向左飛行的電子束

16．電子繞氫原子核順時針高速旋轉，如圖所示，角速度為，下列說法正確的是（）

A．由于只有一個電子定向運動，不能形成電流